応用課程 開発課題20周年史

関東職業能力開発大学校 第２５回 ポリテックビジョン in 栃木 154 動的耐震診断評価モデルの開発 - 振動解析の評価と動的耐震診断の再現 - グループ 8 建築施工システム技術科 大野 尚樹 鈴木 和 住谷 祥大 遠山 幸 ○富田 貴大 野口 幹太 橋本 清 １ . 研究目的 耐震診断とは，既存の建築物が旧耐震基準で設計さ れ，耐震性能を保有していない建築物を，現行の構造 基準（新耐震基準）で耐震性の有無を確認することで ある．また，新耐震基準で建てられた建築物において も，劣化等が懸念される場合は耐震診断をすることも 必要である．木質構造物を対象とした一般的な耐震診 断は，予備調査により，建築物の概要や使用履歴，増 改築歴，経年劣化および設計図書の有無等の内容を確 認し，保有する耐力から耐震診断のレベルを判断する ものである．（以下，静的耐震診断と称す）それとは別 に，木造住宅の重心位置に起振機を設置し，微細な振 動を与えることによって総合的な耐震性能を評価する 耐震診断法がある．（以下，動的耐震診断と称す） 本開発課題では評価モデルの開発を目的とし，また 以下の二つを目標に定め，開発課題に取り組む． ①動的耐震診断の診断法及び評価方法を習得する . ②開発に伴い施工及び施工管理技術の確認する . ２．動的耐震診断について 2.1 動的耐震診断の手法 動的耐震診断では，起振機を建築物の二階の重心位 置に設置して微細な振動（約 50gal 程度）を発生させ 揺らす．この建築物の揺れの大きさ（応答加速度）を 計測して，建築物が地震に対してどの程度の安全性を 有しているかを判定し，どの程度の揺れ（加速度）に 耐えられる建築物かを推定する診断法である． 2.2 動的耐震診断の評価 ①応答加速度から求まる共振周波数の大きさから，ま た強制振動後の揺れの治まりを計測することにより， 減衰定数を算出する．どちらも耐震剛性を評価する． ②建築物の共振周波数における応答加速度から建築物 の層間変形量の計算を行う．最大層間変形角とそれか ら推定される建物の損傷度の関係から地震動に対する 安全性を評価する． ③常時微動測定などによる地盤調査によって地盤の共 振周波数（卓越周期の逆数）を測定する．これにより 地盤の種類や硬さを判定するだけでなく，建築物との 共振現象のしにくさを判定することができる． 以上の諸要素の評価を行うことで，その建築物が地 震にどの程度耐え得るかを判断することができる． ３．研究内容 3.1 試験方法 評価モデルに動的耐震診断に準じた試験を行い，試 験データの解析によりこの評価モデルの性能評価を行 う．なお，本稿では評価モデルの骨組みの状態と合板 を取り付けた状態（以下それぞれ，骨組モデルと合板 モデルと称す）の施工状態の違う二つについて行う． 3.1.1 耐震剛性評価 ①共振周波数による剛性評価 掃引試験（スイープ試験）から PSD 解析を行い評 価モデルの共振周波数を求める．共振周波数から耐震 剛性の評価を行う． また，評価モデルに変位計を取り付け，変形量を直 接測定する．応答加速度から算出した計算値と実測値 を比較することで計算値の整合性を図った． 3.1.2 耐震安全性評価 ①損傷度評価 応答加速度から応答変位を計算し，損傷限界 （ 1/120rad ）を達する為の必要加速度を推定する． 損傷限界（ 1/120rad ）を達する必要加速度に応じて その建築物の倒壊の危険性の判断を行い，地震動に対 する安全性を評価する． ②減衰評価 減衰グラフを作成し減衰の現象を確認する． 居住・建築システム技術系 開発課題 図1 骨組モデル 図4 試験 風景 図2 合板モデル 図3 機器等の設置状況