津波漂流物衝突時の衝撃外力が作用する建築物の応答評価に関する研究

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津波来襲時には，津波波力のみならず，津波漂流物の衝突により生じる衝撃外力も，建築物に重大な被害を生じさせる要因となり得る。漂流物の中においても大規模船舶は，津波来襲時に広く一般に漂流が確認されるとともに，その衝突は建築部材の損傷のみならず，建築物全体の挙動に重大な影響を及ぼしかねない。そのため，将来的な津波来襲時において同様の被害の発生を防ぐためには，大規模船舶の衝突に対する建築物の安全性検討手法の確立が望まれる。そこで申請者は，上記手法を確立することを目的に，津波漂流船舶の衝突により生じる衝撃外力に対する建築物の応答を簡便に評価する手法を検討しており，これまでに建築物の弾性応答を簡便に評価する手法を提案している。本年度の研究においては，同応答評価手法について，船舶衝突時の衝撃外力に加え，船舶の衝突以前から継続的に建築物に作用する津波波力を考慮し，さらに，建築物が両外力により非線形化する場合（すなわち建築物が弾性領域を超え非弾塑性領域に入る場合）について拡張するべく下記の検討を行った。すなわち，衝撃外力による仕事と建築物の復元力による仕事とが等値と仮定し，さらにその弾性限における推定値が上述の弾性応答評価式により求まる値と一致するように補正することで最大応答層間変形の推定式を提案し，これにより応答塑性率が2程度以下にとどまる場合にはその値は精度良く推定されることを明らかにした。また，上記評価手法の提案に加え，津波避難ビルを対象に，津波波力のみに対する必要耐力，津波波力と船舶衝突時衝撃外力との組み合わせ外力に対する必要耐力，および一般的な耐震建築物の必要耐力，の3つをケーススタディにより比較することで，耐震設計および耐津波波力設計された津波避難ビルであれば，一般的な港湾で想定される規模の船舶が衝突したとしても，崩壊等の著しい不具合が生じる可能性は低いことを明らかにした。