Effect on seismic performance of wooden house due to cyclic deformation by moderate earthquakes

中震循环变形对木结构房屋抗震性能的影响

基本信息

批准号：
21J14285
负责人：
井上涼
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14285/
关键词：
小・中地震繰り返し変形木造住宅地震時応答性能劣化

项目摘要

本研究では、釘接合部の繰り返し加力実験、耐力壁の繰り返し加力実験、複数回の小・中地震による剛性劣化を想定した木造住宅の振動解析の3ステップによって、使用期間中に複数回受ける可能性がある小・中地震を原因とする繰り返し変形が木造住宅の大地震時の応答変形に与える影響について検討した。合板、OSB、MDF、石膏ボードを面材料とした釘接合部の繰り返し実験では、小変形の繰り返しは強度特性値には影響しないものの、同一振幅が繰り返される状況において、1/2000radといった微小な変形の場合でも、指向点荷重が低下することを確認した。同様に、合板耐力壁と石膏ボード壁について繰り返し加力実験をおこなった結果、1/200rad以下の小変形の繰り返し時においても最大で2割程度の荷重低下が確認され、これに伴う等価剛性の低下が認められた。一方で、接合部実験同様に強度特性値には大きな影響を与えないことが明らかとなった。また、釘接合部の劣化傾向を既存の面材張り大壁の耐力計算方法に適用することで、実大壁の荷重低下傾向を概ね説明可能であることがわかった。合板耐力壁および石膏ボード壁を耐力要素とし、木造住宅が複数回の小・中地震を経験した後に大地震を被災する場合を想定した地震応答解析を実施した結果、著しく耐震性能の低い住宅を除けば、小変形の繰り返しが大地震時の応答変形に与える影響は小さいことが明らかとなった。ただし、震度5弱を超えるような地震の場合には、その後の大地震時の応答変形が増加する可能性が示され、設計時の耐震性能に余力を持たせておくことの重要性を改めて示す結果となった。

In this study, we investigated the effects of repeated deformation caused by small and medium earthquakes that can be subjected to multiple times during use, on the response deformation of wooden houses during major earthquakes, using three steps: a repeating force experiment on the nail joint, a repeated loading experiment on the load-bearing wall, and vibration analysis of wooden houses, which assumes stiffness deterioration due to multiple small and medium earthquakes.在对由胶合板，OSB，MDF和石膏板制成的钉子的重复实验中，尽管重复的较小变形不会影响强度特征值，但我们确认，即使在重复相同振幅的情况下，在相同的幅度载荷的情况下，在小幅度的情况下，在小小的情况下，即使在1/2000 rad等小变形的情况下，在小小的下降的情况下，诸如小型降低了1/2000 rad。同样，在胶合板负载壁和石膏板壁上进行了重复的负载实验，即使重复少于1/200 RAD的小变形，也观察到了最高20％的载荷减少，从而导致等效刚性下降。另一方面，已经揭示了与联合实验一样，它对强度特征值没有重大影响。此外，已经发现，通过将指甲关节的劣化趋势应用于现有方法，以计算出用表面材料计算大壁的强度，可以解释实数壁上的负载下降。我们使用胶合板和石膏板墙作为强度因素，我们进行了地震反应分析，以假设木制房屋在经历了多个中等和中等地震后会受到主要地震的影响，并且发现，除了具有明显较低的地震耐药性的房屋外，重复的小小的变形对重复响应的效果显着降低了大地震响应的效果。但是，在地震强度超过5的地震的情况下，这表明在随后的主要地震期间的响应变形可能会增加，这再次表明在设计时具有额外的地震抗性能量的重要性。