制振ダンバー問題点 住宅の地震倒壊のメカニズム...
TRANSCRIPT
これからは「減震」の時代これからは「減震」の時代これからは「減震」の時代これからは「減震」の時代•制振ダンバー問題点
•住宅の地震倒壊のメカニズム
•地震対策に必要なもの
ゲンシンパッキン「ゲンシンパッキン「ゲンシンパッキン「ゲンシンパッキン「UFOUFOUFOUFO----EEEE」」」」
ー制振・免震はそもそもビル用ー制振ダンパーの問題点①
地震荷重は大小バラバラ硬度が決まらない
制振ダンパーの問題点②制振ダンパーの問題点②制振ダンパーの問題点②制振ダンパーの問題点②制振材だけでは変形が大きい制振材だけでは変形が大きい制振材だけでは変形が大きい制振材だけでは変形が大きい
変形=倒壊の危険変形=倒壊の危険変形=倒壊の危険変形=倒壊の危険((((ブレースが主役)ブレースが主役)ブレースが主役)ブレースが主役)
建物倒壊メカニズムキラーパルスに要注意
地震後も住続ける家造り「UFO-E」
400gal⇔応答加速度
1,200gal⇔応答加速度
600gal⇔入力加速度
600gal⇔入力加速度
300gal⇔減震加速度←UFO-E
阪神淡路大地震熊本地震関東・南海トラフ地震?
地震倒壊メカニズム
地震入力加速度↓
加速度の増幅↓
建物の変形↓10㎝以上
仕口の破壊↓
建物倒壊
2018年12月展示場にて公開実験
耐震等級3と倒壊確率(※1)
• 建築基準法(損傷受けても人命が損なわれることない)≒耐震等級1→Co=0.2≒地震加速度200gal→ 震度7で倒壊する確率 28%
• 耐震等級2→C0=0.25≒地震加速度250gal→ 震度7で倒壊する確率 7.9%
• 耐震等級3→C0=0.3≒地震加速度300gal→ 震度7で倒壊する確率 3.5%
(水平構面の剛性+構造壁の強度を上げることで耐震性を高める)※1=日本地震工学会論文集第7巻第6号2007(被害発生確率を用
いた耐震等級の説明の有効性)による
2016年4月16日 熊本地震被害状況被害状況 死者 228人
住宅の被害 155,902棟(全壊 8,697棟)非住宅の被害 11,446棟(公共建物 439棟)
ー数字は2017年4月13日現在、内閣府発表ー
熊本地震地域のUFO-E仕様の住宅 約30棟
UFO-E仕様住宅被害 0 棟、
UFO−Eの減震原理UFO−Eの減震原理UFO−Eの減震原理UFO−Eの減震原理地震力と摩擦抵抗は相殺する理論式:Fe=m・α Ff=m・μ
α:加速度 μ:摩擦係数
許容応力度計算なら許容応力度計算なら許容応力度計算なら許容応力度計算なら ↑↑↑↑ 簡易な壁簡易な壁簡易な壁簡易な壁 ↑↑↑↑ 2倍の強度の壁2倍の強度の壁2倍の強度の壁2倍の強度の壁壁の荷重負担も地震力負担も同じく、範囲は隣の壁の半分ずつ壁の荷重負担も地震力負担も同じく、範囲は隣の壁の半分ずつ壁の荷重負担も地震力負担も同じく、範囲は隣の壁の半分ずつ壁の荷重負担も地震力負担も同じく、範囲は隣の壁の半分ずつ
(木造床は完全剛性では無い)(木造床は完全剛性では無い)(木造床は完全剛性では無い)(木造床は完全剛性では無い)
UFO-Eが地震対策に適しているのは何故躯体の損傷を抑えるには、躯体に入力する地震をカットする「絶縁工法が一番」
しかも、土台のズレを許容範囲に抑えて減震するには、摩擦力が持続する「Wブレーキ機構が一番」
Wブレーキで安定した摩擦抵抗(実験小屋荷重=14.31kN)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103
109
115
121
127
133
139
145
151
157
163
169
175
181
187
193
199
205
211
217
223
229
235
241
247
253
① 柱下 UFO-EV 水平力・変位 グラフ
水平力(KN) 土台の変位(mm) 基礎の変位量(mm)
5㎜変位
平均静止摩擦
本来、動摩擦は低下するが、静止摩擦以上にWブレーキの摩擦力が持続する(東洋大学で実験した静的実験から、柱下UFO-EV型の標準的な水平力・変位グラフを採用)
熊本地震を経験して、これからは「減震パッキン」の時代■東洋大学工業技術研究所によるUFO-E仕様小屋による振動実験地震力(水平力)が大きくなると、減震力(アンカーボルトの曲げ応力等)が大きくなる。
2016年1月7日 東洋大学加振機によるUFO-E+皿バネ振動実験(神⼾波100%)皿バネ軸力は、荷重及び木痩せを考慮、1㎜変位、約3000Nで締付
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
1 56 111
166
221
276
331
386
441
496
551
606
661
716
771
826
881
936
991
1046
1101
1156
1211
1266
1321
1376
1431
1486
1541
1596
1651
1706
1761
1816
1871
1926
1981
2036
2091
2146
2201
2256
2311
2366
2421
2476
2531
2586
2641
2696
2751
2806
2861
UFO−E加速度測定・振動実験
基礎の加速度(100gal) 小屋の加速度(100gal)
UFOUFOUFOUFO----EEEEがスライドすることで、アンカーボルトのショックアブがスライドすることで、アンカーボルトのショックアブがスライドすることで、アンカーボルトのショックアブがスライドすることで、アンカーボルトのショックアブソーバー効果が、減震量をさらに大きくします。ソーバー効果が、減震量をさらに大きくします。ソーバー効果が、減震量をさらに大きくします。ソーバー効果が、減震量をさらに大きくします。
地震力(水平力)が大きくなると、減震力(アンカーボルトの曲げ応力等)が大きくなる。
UFO-Eの推定減震率は約60%以上■熊本地震における熊本地震における熊本地震における熊本地震におけるUFO-E仕様住宅の減震力を計算仕様住宅の減震力を計算仕様住宅の減震力を計算仕様住宅の減震力を計算想定する建物は、20坪、総2階建て、UFO-Eの設計負担荷重316.2kNアンカーボルト70本使用①UFO-Eが平均5㎜ずれた時の柱下部の減震率は実験グラフから
平均水平力4.4kN/ 14.31kN=0.31UFO-Eの摩擦抵抗による減震力=316.2×0.31=98.0kN
②Z規格M12アンカーボルトの曲げ変位は、施工誤差を考慮して平均5㎜として計算すると減震力p=Y・3EI/L^3=3.81N(途中計算省略)となり,アンカーボルトの曲げ応力による減震=3.81×70=266.7kN③ゴム付緩み防止ナットの締付軸力が振動実験同様3,000N残存すると仮定すると軸力によるUFO-Eの摩擦力 3.0kN×0.31kN×70本=65.1kN合計299.7kNの減震力となり、益城町の地震力=316.2kN×1.58G=499.63kN益城町における減震率=331.8/499.63=0.66
以上の計算から、益城地区での益城地区での益城地区での益城地区でのUFO-E仕様の住宅は仕様の住宅は仕様の住宅は仕様の住宅は60%%%%以上の減以上の減以上の減以上の減震が震が震が震があったと考えられます。
UFO−Eの施工⼿順UFO−Eの施工⼿順UFO−Eの施工⼿順UFO−Eの施工⼿順
①UFO-Eを基礎に貫入(置く) ②土台を乗せ ③座金、2段皿バネの順に貫入
④電動工具でねじ締め(10~20N・m)
⑤セット完了