工学院大学建築系学科卒業論文梗概集
久田嘉章研究室 2010 年度

首都圏に建つ超高層建築の制震補強に関する研究
D1-07159

藤波昭秀

オフィス棟の 2 次モードと共振をしてしまい、応答が大1.はじめにきくなる。そのため今回の解析では、従来の研究で使用動や東海・東南海連動地震による長周期地震動に対し、している CASE1 と 1 秒付近の卓越が目立たない同規模超高層建築の対策が重要視されている。また、構造的被の地震動の CASE2 を解析に使用し、共振による影響に害だけでなく、BCP（事業継続計画）などを始めとする、ついても確認をする。使用する想定連動地震は参考文献

建物の機能維持も求められるようになっている。その為を参照。それぞれの地震波の時刻歴波形と速度応答スペには、地震波からの応答を制御し、被害を抑えることがクトルを図 1 に示す。

有効な手段の一つである。
本研究では、新宿副都心の一角に位置する STEC 情報

Max:594.78gal

震補強案の検討を行う。

750

0Max:626.44gal-750040 Time(sec) 60

20400
350
300
250
200
150
10050080

Response velocity spectrum (h=0.01)
首都直下地震NS01(sec)20

Responsevelocity (kine)

Responsevelocity (kine)

応答解析を行う。その結果から構造被害予測を行い、制0-750

ビル（以下オフィス棟と呼ぶ）の立体フレームモデルを使用し、首都圏で想定される地震波を用いた弾塑性地震

750

Acceleration (gal)Acceleration (gal)

近年首都圏では首都直下型地震による震源近傍の強震

20400
350
300
250
200
150
100
50040 Time(sec) 60

首都直下地震NS0380

Response velocity spectrum (h=0.01)

12(sec)3

図 1 想定直下地震 NS 方向
左図：CASE1
右図：CASE2（上：加速度時刻歴波形 下：速度応答スペクトル）

2．モデル概要
使用するモデルは、従来の研究 1） で妥当性が確認され地震応答解析結果

3．2

図 2、図 3 に想定直下地震の解析結果を示す。紙面のているモデルを使用する。仮定条件および解析条件を以下に示す。

都合上、想定連動地震は補強前の結果は省略する。ひず・各階の床は剛床と仮定

みエネルギーが CASE1 では 4 割を超えているのに対し・パネルゾーンは剛域と仮定

CASE2 では 2 割ほどである。最大加速度は CASE2 の方・柱脚の支持条件は固定と仮定が大きいが、塑性率は CASE1 のほうが大きく 21 階周辺・ブレースの材長が節点間距離となっているが実際の材と下層で被害が大きくなっている。共振の影響により被長等を考慮した軸力剛性に補正している。補正前後の害差が大きく出ていることがわかる。

固有周期の比較を表 1 に示す

100%

建物減衰E・並進 1 次及び 2 次に減衰定数 1％のレーリー減衰
54.6%
60%

・梁は材端バネモデルとし全ての部材を合成梁として評77.8%

価し正負で異なる全塑性モーメントを算出

40%・ブレースは座屈を考慮した柴田-若林の履歴特性 2） を使用し、座屈荷重および座屈後安定耐力は学会基準

20%
0%

CASE1

図2固有周期比較

NS1次 NS２次 EW１次 EW２次 ねじれ１次
微動観測 2.79
0.87
2.64
0.83
1.9
補正前
2.75
0.91
2.71
0.90
2.0
補正後
2.72
0.89
2.65
0.88
1.943.9%
19.7%

3）

および指針 4） より算出
表1

塑性ひずみE80%

・NS 成分・EW 成分・UD 成分の 3 方向同時入力

312621

CASE1
CASE216階6入力地震波

66ていた直下型地震は、1 秒が卓越した地震動だったため

0

図3500

1000 （gal） 1500

CASE21111CASE1262111想定直下地震と呼ぶ）を用いる。従来の研究で使用されCASE2213．弾塑性地震応答解析

定連動地震と呼ぶ）および想定首都直下型地震 6）（以下31CASE12616階
11入力地震波には想定東海・東南海連動地震 5）（以下想エネルギー割合

3116
階

3．1

CASE2

101

塑性率

201

塑性率

2

左から最大加速度・梁平均塑性率・ブレース平均 塑性率
想定直下地震

NS 方向

建物減衰E
ダンパー減衰塑性ひずみE

100%

偏心の影響

3．3

80%

オフィス棟は東西のコアの大きさが違うためブレース54.6%

部で被害が異なる。図 4 に CASE1 の東西端部応答値比40%較を示す。西側では、被害は少なく被害の目立つ階もな20%い。しかし、東側では 21 階周辺の被害が大きく出てい

0%

27.8%
43.9%
24.6%
補強前る。ねじれの影響による被害は東側に集中している。
3131

東側

2626

31

西側

図7西側
東側

263116階

16階

1111666111

図4

補強後

補強後

212116階

16階

16階

1111113666

左から最大加速度・梁平均塑性率・ブレース平均塑性率

1500

1000 （gal） 1500

012 塑性率

想定直下地震 CASE13補強前26

補強前 262111031

補強前
補強後

26
西側
東側

エネルギー割合

212116階

補強後

想定直下地震 CASE1
312147.2%60%配置が対称ではなく偏心をしている。そのため、東西端

012 塑性率

NS 方向

10500

図8

101000 （gal） 1500

12 塑性率0

想定直下地震 CASE1
31

東側

31

補強前
補強後

補強前
補強後

31

26

標として制震補強案を検討する。使用するオイルダン

212121

パー性能を表 2、図 5 に示す。本数は 36 本。オイルダ16階16階

16階

ンパー設置位置を図 6 に示す。

111111

表266626

110（gal） 500

図9補強前
補強後

260.5

1 塑性率 1.500.5

1 塑性率 1.5

左から最大加速度・梁平均塑性率・ブレース平均 塑性率
NS 方向6．まとめと今後の課題
1 秒が卓越した地震動だと 2 次モードで共振をして、被害が大きくなることを確認した。応答の大きい階にダンパーを設置し、応答を低減できた。連動地震に対しても応答低減効果があった。
今後の課題として、実際に補強を行う上で施工性、経済性、運搬性などの検討が必要。また、多くの企業が事務所として利用しているので BCP（事業継続計画）につ

図6

オイルダンパー設置位置（緑線）

右：軸組図（左:X17いても検討していく必要がある。

右:Y3）、左：平面図

5．地震応答解析結果比較
被害の大きかった CASE1 の東側と想定連動地震の解析結果比較を図 7～図 9 に示す。補強前と補強後で、エネルギー割合、NS 方向最大加速度、梁・ ブレース平 均
塑性率について比較をする。
最大加速度については大きな変化はないが塑性率では21 階周辺で 2 割以上低減、下層では 1 割ほど低減した。
また、想定直下地震の対策とした補強案だが、想定連動地震に対しても 1 割ほどの応答低減効果がある。

310

想定連動地震図 5 使用オイルダンパー
減衰力-速度関係図2 塑性率NS 方向

い東側 21 階周辺の塑性率を 2 割低減させることを目

オイルダンパー性能

1

左から最大加速度・梁平均塑性率・ブレース平均 塑性率

4．制震補強案の検討
解析結果から、共振をしてしまった時に被害の大き3

参考文献
1） 島 村 賢 太 ： 首 都 圏 に 建 つ 超 高 層 建 築 物 の 地 震 応 答 と 制 震 補
強 に 関す る 研 究 工学 院 大 学 2009 年 度 修 士 論 文2）株 式 会 社 構 造シ ス テ ム ：SNAP Ver.3 テ ク ニ カ ル マ ニ ュア ル3） 日 本 建 築学 会 編 ： 鋼 構造 設 計 基 準 、日 本 建 築 学 会4） 日 本 建 築 学 会 編 ： 鋼 構 造 限 界 状 態 設 計 指 針 ・ 同 解 説 、 日 本建 築 学会
5） 大 成 建 設 株 式 会 社 ： 新 宿 セ ン タ ー ビ ル の 長 周 期 ・ 長 時 間 地
震 対 策、 POST ECC 資 料 、 2008.8.56）田 中良 一 他 :首 都 圏 に建 つ 超 高 層 キャ ン パ ス と 地域 連 携 に よる 地 震防 災 に 関 す る研 究（ そ の 2）首 都直 下 地 震 の 強震 動 予 測 、
日 本 建築 学 会 大 会 学術 講 演 梗 概 集（ 中 国）、構 造 Ⅱ 、pp.815-816、2008.9