【西山・谷研究室】「京都大学建築構法学講座のいま」
西山・谷研究室 プロジェクト
執筆者：博士後期課程一年生 山田諒
修士課程二年生 石原澪
修士課程一年生 三田沙也乃
■３次元載荷を受けるRC耐震壁に関する研究
RC造建物で使われる耐震壁は柱、梁に比較して剛性、耐力が高く、優れた耐震要素として設計されます。地震時には耐震壁は主に面内方向（壁方向）で水平力に対して抵抗しますが、同時にあまり強くない面外方向（壁と直交する方向）に変形し、鉛直方向に作用する軸力も変動します。しかし、現行の設計体系ではこの面外方向変形の影響がほとんど考慮されておらず、引張軸力が作用する耐震壁の実験も多くはありません。本研究プロジェクトでは、耐震壁に地震時挙動を模擬した３次元的荷重を作用させる載荷実験を実施し、載荷条件が構造性能に与える影響について検討を行います。最終的に、より適切な耐震壁の耐震設計法を提案することを研究目的としています。
図２ アンボンドPCaPC柱実験試験体
■アンボンドPCaPC柱に関する研究
アンボンドプレストレストコンクリート（以下、アンボンドPC）部材とはシース管内にグラウトを注入せずにPC鋼材を定着させたもので、地震後にひび割れや変形がほとんど残留しない高い原点指向性を示します。アンボンドプレキャストプレストレストコンクリート（以下、アンボンドPCaPC）部材は、前述のアンボンドPC部材の特性に加え、プレキャスト部材の持つ工期短縮や品質向上などのメリットももち、注目されている技術です。プレストレスは常時荷重に対して優れた性質を示すため、梁に関する研究が多く、柱部材に対する研究は少ないのが現状です。そこで本研究プロジェクトでは、アンボンドPCaPC柱部材について実験および解析を行い、その構造性能について研究しています。
図１ 耐震壁実験試験体
■RC造ピロティ柱に対するUFCパネル補強に関する研究*¹*²
2016年４月に発生した熊本地震により、RC造のピロティ柱において、せん断破壊をはじめとした甚大な被害を受けました。昨今、南海トラフなどの大地震の可能性が危惧されている中で、既存のピロティ柱に対しても、大地震時の機能維持、早期復旧のため、より効果的な補強方法、地震後の早急な復旧方法が求められています。
そこで本研究プロジェクトでは、補強を含む簡便な復旧方法としてRC造ピロティ柱に超高強度繊維補強コンクリート（以下、UFC）パネルを挟込接着する方法、およびUFCパネルやRC造袖壁を柱の片側に増設する方法を提案し、その有効性を調べること、各種補強に対する耐力評価手法を提案することを目的として実験的研究を行っています。具体的には、図３のピロティ柱を模擬した試験体に損傷を与えた後、補強を施し、静的載荷実験を行っています。
熊本地震におけるピロティ柱のせん断破壊*³
■高周波熱処理により部分高強度化したH形鋼ブレースに関する研究
高周波熱処理とは、電磁誘導作用により鋼材を急速に加熱した後、急速冷却を行うことで、鋼材の強度を向上させる技術です。本研究プロジェクトでは、高周波熱処理技術を部分的に施した新しいブレースを開発し、実験や解析を通してブレースの構造性能について研究を行っています。ブレースは地震力などの水平力に抵抗する耐震要素として新築建物や耐震補強に幅広く利用され、地震国においてきわめて重要な部材の一つです。新ブレースには、大変形時にも高い剛性や耐力を期待できることや、座屈による急激な耐力低下を防ぎ、安定した圧縮側挙動を示すことなど、高い構造性能を期待することができます。
【参考文献】
１）谷昌典，吉田遥夏，林洙娥，石原澪，渡邊秀和，向井智久，石岡拓，小宮山征義，服部翼，松本大亮：UFCパネルにより耐震補強されたRC造ピロティ柱の載荷実験（その1：無損傷試験体に対する補強効果），日本建築学会大会北海道支部研究報告集，pp.404-407，2021.6
２）林洙娥，石原澪，吉田遥夏，谷昌典，渡邊秀和，向井智久，石岡拓，小宮山征義，服部翼，松本大亮：UFCパネルにより耐震補強されたRC造ピロティ柱の載荷実験（その2：損傷を受けた試験体に対する補強効果），日本建築学会大会北海道支部研究報告集，pp.408-411，2021.6
３）国立研究開発法人建築研究所,平成28年（2016年）熊本地震建築物被害調査報告（速報）,建築研究資料,No.173,2016
