多雪地域の学校体育館等大スパン建築が満たすべき緊急避難施設としての耐震設計要件

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学校体育館は大スパン構造で、屋根構造が軽量なので、相対的に積雪荷重の影響を受けやすい。多雪地域の緊急避難施設としての重要性から、積雪と地震の組み合わせ荷重に対する耐震設計の信頼性を改めて議論する必要がある。これまでに宝塚市内35学校体育館、阪神地区78学校体育館を実施調査し、一部の体育館については地震入力レベルと関連されて耐震診断を行い、今回の兵庫県南部地震による学校体育館被害の特徴と被害原因を分析した。今年度は、積雪時の学校体育館を想定して、特に重量の大きいPCコンクリート製屋根の学校体育館(西宮市)の被害に注目し、設計図書をもとに詳細な弾塑性地震応答解析を行って被害状況を検討した。その結果、柱梁軒接合部の固定条件および柱脚部の塑性降状により、屋根面の変位および加速度応答が大幅に変化し、特に軒接合部の応力は、柱脚部の塑性化によって急に増大し、危険となることなどが明らかになった。一方、積雪地域の学校体育館の耐震設計に当たって、一昨年、昨年と積雪荷重との地震荷重を確率時計的立場から検討し、重要度あるいは用途に応じて構造信頼性指標を向上させる立場から、それらに乗ずる荷重係数の妥当な組み合わせを求めたが、今年度は、実際に多雪地域において建てられた学校体育館の鉛直および水平荷重に対する終局耐力の相関を考慮し、モンテカルロ法により数値シュミレーションを広いパラメーター範囲で実施し、これまでに得られた結果、つまり、現状の耐震設計を基にし、重要度に応じてさらに高い信頼性を得るためには、地震荷重よりも積雪荷重の荷重係数を上げる方が効果が高いことを再度確認した。