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。

在这项研究中，我们进行了三个步骤：对钉子接头进行重复应力测试，对承重墙进行重复应力测试，以及假设由于多次中小地震而导致刚性恶化的木屋的振动分析。我们研究了重复的影响。中小地震引起的变形对木结构房屋在大地震中响应变形的影响.在以胶合板、OSB、MDF、石膏板为面材的钉接件的重复实验中，重复的小变形不会影响强度特性值，但在重复相同振幅的情况下，微小变形小至1/2000 rad已确认即使在这种情况下，指向点负载也会下降。同样，对胶合板承重墙和石膏板墙进行重复加载实验的结果证实，即使重复进行 1/200 rad 或更小的小变形，荷载也最多可减少 20%，并且等效观察到硬度相应降低。另一方面，如联合实验所示，可知强度特性并未受到显着影响。此外，还发现，通过将钉缝的劣化趋势应用到现有的带镶板的大型墙体强度计算方法中，可以粗略地解释全尺寸墙体荷载减少的趋势。以胶合板承重墙和石膏板墙为承重构件进行地震响应分析，假设木屋经历多次中小地震，然后再遭受大地震，结果发现：很明显，在大地震期间，重复的小变形对响应变形的影响很小，但以下情况除外。然而，在地震烈度超过5级以上的地震情况下，已经表明，后续大地震时的响应变形可能会增加，这再次强调了设计时提供抗震性能储备能力的重要性。。