避難所機能維持を目的とした体育館等の非構造部材の地震荷重評価法の提案

本研究では，学校体育館の地震応答特性を多方面から検証し，天井，壁，窓などの非構造材に作用する地震荷重の簡易な評価法を提案することを目的としている。平成２７年度の主な実績は以下の通りである。（１）実際の体育館の振動モデルに非構造材の取り付け部である二次部材（母屋，胴縁）を含めた詳細モデルを作成し，地震応答解析を行った。この結果，詳細化することによって二次部材が構造材より飛び出している振動モードが確認できた。二次部材自身の固有周期周辺では部材特有の局部モードが励起する可能性がある。二次部材の持つ固有振動(局部モード)が,入力地震波の周波数特性により励起される場合があることに注意する必要があることを明らかにした。（２）実際の鉄骨造空間構造２棟を対象に振動計測（常時微動計測，強制振動実験）を実施した。本年度は特に非構造材取付け部の内間柱の振動計測を実施し，構造部材部分との振動特性の差を把握した。この結果，間柱には本柱には表れない卓越振動数が存在することが確認できた。またこの振動数は間柱自体の固有振動数に概ね対応している。地震波によっては間柱が大きく共振する場合がある。この時,窓枠上部が最も加速度振幅が大きい為,窓枠落下や壁面の剥離などの被害が発生する要因の一つと考えられることを明らかにした。（３）地震時に学校体育館の非構造材である窓枠落下を防止する装置の開発に着手した。提案する構法は，既存体育館を対象とし，窓枠に，新たに落下防止ワイヤーを水平に取り付け，地震による落下時には窓が吊り下がり，床レベルまでの落下を防ぐというものである。その原理模型実験，実大落下実験を行い，基本的な性能を把握した。

本研究では，学校体育館の地震応答特性を多方面から検証し，天井，壁，窓などの非構造材に作用する地震荷重の簡易な評価法を提案することを目的としている。平成２７年度の主な実績は以下の通りである。（１）実際の体育館の振動モデルに非構造材の取り付け部である二次部材（母屋，胴縁）を含めた詳細モデルを作成し，地震応答解析を行った。この結果，詳細化することによって二次部材が構造材より飛び出している振動モードが確認できた。二次部材自身の固有周期周辺では部材特有の局部モードが励起する可能性がある。二次部材の持つ固有振動(局部モード)が,入力地震波の周波数特性により励起される場合があることに注意する必要があることを明らかにした。（２）実際の鉄骨造空間構造２棟を対象に振動計測（常時微動計測，強制振動実験）を実施した。本年度は特に非構造材取付け部の内間柱の振動計測を実施し，構造部材部分との振動特性の差を把握した。この結果，間柱には本柱には表れない卓越振動数が存在することが確認できた。またこの振動数は間柱自体の固有振動数に概ね対応している。地震波によっては間柱が大きく共振する場合がある。この時,窓枠上部が最も加速度振幅が大きい為,窓枠落下や壁面の剥離などの被害が発生する要因の一つと考えられることを明らかにした。（３）地震時に学校体育館の非構造材である窓枠落下を防止する装置の開発に着手した。提案する構法は，既存体育館を対象とし，窓枠に，新たに落下防止ワイヤーを水平に取り付け，地震による落下時には窓が吊り下がり，床レベルまでの落下を防ぐというものである。その原理模型実験，実大落下実験を行い，基本的な性能を把握した。