多層木質偏心住宅の立体偏心挙動と地震応答評価法

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木質住宅にとって捩れ挙動は代表的な被害要因のひとつとされている。現在、木質住宅の捩れに対する設計法では「上下層の相互作用」等が無視されているが、これらを考慮しないと、多くの場合で2層偏心木質住宅の捩れ挙動を危険側に評価する可能性が指摘されている。そのため、「上下層の相互作用」等を適切に評価することが重要であるが、これらを理論的に評価する方法は未だ存在しない。より精確に捩れ挙動を評価するには、設計段階で個別に地震応答解析による検討を行わなければならず、現状の木質住宅の設計法に比べ手間がかかり時間や経済面でのマイナス要素が多く、適当な手段とは言えない。そのため、より簡易な捩れ評価手法の提案を試みた。まず、2層1軸偏心木質建物の捩れ挙動を把握するため、剛床2層1軸偏心木質建物を対象とした振動台実験と、各層の偏心率、セットバックの程度、水平構面の面内せん断剛性、耐力要素の履歴特性をパラメータとしたパラメトリックスタディを行い、弾塑性範囲における捩れ挙動、各パラメータによる捩れ挙動の変化を確認した。ただし、水平構面は面内に一様な剛性を持つものを対象とした。次に、2層1軸偏心建物の捩れ挙動を評価する手法を提案した。具体的には、部分モード法を用いた固有値計算によって、2層1軸偏心建物の捩れ挙動における「上下層の相互作用の影響」と「セットバックの影響」、「水平構面の面内せん断剛性の違いによる影響」を理論的に定式化した。また、その妥当性を実験結果および解析結果との比較により確認した。これにより、「2層1軸偏心」で「水平構面が面内に一様な剛性を持つ」建物であれば、剛性偏心と質量偏心の両方を有し、非剛床の場合でも、各層独立に扱った場合の振動特性と捩れを無視した場合の振動特性に各影響を付加することで、2層1軸偏心建物の捩れ挙動が評価可能となり、従来より簡易に評価できるようになった。