「地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術に関する調査研究小委員会」

2023年度（令和5年度）
地震工学委員会第2回研究会

地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術に関する調査研究小委員会－2022年度小委員会活動報告－1「地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術に関する調査研究小委員会」

小委員会構成 委 員 長：運上 茂樹◆副委員長：松﨑 裕◆幹 事 長：党 紀◆幹事：伊津野 和行，何 昕昊，川﨑 佑磨，藤倉 修一，四井 早紀◆委 員 数：31名（2023年4月19日時点）◆期
間：2020年4月～2024年3月（4年）
 2021年度から3つのワーキンググループを設置
WG1（運上主査）：ダメージフリーの在り方WG2（党主査） ：新材料・新構造・デバイス
WG3（川崎主査）：モニタリングや地震後の診断技術
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活動概要
我が国では，情報化が発達して交通・電力等ライフラインに極度に依存した都市と，高齢化・人口減少が進む地方とが併存しているが，どちらも大地震に対して脆弱であることは近年の地震被害から明らかである．
人命や生活を守る上で社会基盤構造物の果たす役割は大きく，可能な限りの被害最小化と災害発生時の迅速な事後対応への備えが求められている．
超過外力に対する影響評価や対策技術の開発も喫緊の課題で，地震後の迅速な健全度判定技術も必要とされている．
本小委員会では，我が国が置かれる地震環境や最近の技術開発を踏まえ，今後の地震災害軽減に必要とされる次世代の技術展開について調査研究を行うことを目的として活動している．
3「地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術に関する調査研究小委員会」

2022年度の活動報告(1)委員会・WG活動等（委員会３回・幹事会３回）
・第1回幹事会： 5月19日 オンライン（ZOOM） 8名参加
（年度活動計画についての協議）
・第1回委員会： 7月16日 オンライン（ZOOM） 25名参加（米国ミズーリ大学Chen教授のマルチハザード設計法に関する講演，福島県沖地震の被害報告，各WG活動状況報告，全国大会研究討論会の計画）
・第2回幹事会： 10月18日 オンライン（ZOOM） 7名参加
（R4年度の活動状況（全国大会研究討論会，福島地震復旧調査，各WG活動）と活動計画，活動補助費の使用計画について）・第2回委員会： 12月12日 対面（土木学会） 21名参加（リスク・保険，復旧に係る費用負担の国際情報，台湾地震被害調査，特殊高所技術に関する話題提供，活動報告（研究討論会，福島県沖地震調査，各WG），予算執行，小委員会最終成果に向けた準備に関する議論）
・第3回幹事会： 2023年4月18日 オンライン（ZOOM） 7名参加
（R4年度活動状況とR５年度活動計画，活動補助費の使用計画，報告書のとりまとめについて）・第3回委員会： 2023年4月19日 オンライン（ZOOM） 20名参加（原子力発電所鉄筋コンクリート製地中構造物の耐震性能照査高度化研究に関する講演，活動報告（各WG，R4年度予算執行，R5年度活動計画，最終成果に向けた準備に関する議論）4

「地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術に関する調査研究小委員会」2022年度の活動報告(2)WG活動等（WG1：２回・WG2：10回・WG3：6回）（WG1：２回）
・ダメージフリーコンセプト整理，被害事例への適用，DFに貢献可能な技術，ダメージフリーコンセプトのとりまとめ構成等に関する議論（WG2：10回）
・WG２：技術レビュー
・SWG1（新構造）：新構造に関する技術レビュー
・SWG2（新材料）：新材料に関する技術レビュー，新技術実験見学会
・SWG3（新デバイス）：新デバイスに関する技術レビュー（WG3：６回）
・共通実験に関する議論，共通実験対象の見学・実験準備，実験見学

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2022年度の活動報告(3)現地調査：2022年3月福島県沖地震復旧調査
2022年9月8日，小委員会から7名，その他2名参加
白石市，国見町，伊達市周辺
道路・鉄道被害，復旧調査，意見交換

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2022年度の活動報告(4)行事等
・2022年9月13日（火）土木学会全国大会の研究討論会開催（オンライン）「地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術の確立に向けて」
・話題提供（５パネラー）とパネルディスカッションの2部構成
1)ダメージフリー構造とは？ 何を目指しているのか？：運上委員長
2)ダメージフリーを目指す新構造・新材料・デバイス：党委員
3)ダメージフリーであることをIoTセンシング技術でモニタリング・診断するための取組み：川﨑委員
4)首都高速道路の耐震設計に関する取り組み：右高委員
5)建設会社の立場から考えるダメージフリー構造：武田委員
6)パネルディスカッション:
・ダメージフリーは何を目指すべきか．必要な技術は何か．
・ダメージフリーを実現するにあたって物理被害の度合いやコストな．
・地震以外の災害をどう考えるか．津波，洪水，地盤災害，火事，爆発．
・維持管理との兼合いでダメージフリーと劣化をどのように考えるか．
・5年先，10年先，30年先を見据えたダメージフリー実現のイメージ．

・視聴者数：142人
70名の参加者からのコメント

7「地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術に関する調査研究小委員会」

ダメージフリー構造とは？
何を目指しているのか？
１．ダメージとは？
２．ダメージフリーとは？
３．本小委員会で目指すダメージフリー構造とは？
４．これまでのデザインコンセプトとは何が違うのか？
５．ダメージフリーを実現するための構造技術の方向性は？
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１．ダメージとは？
 ダメージといっても様々な捉え方がある・構造物等本体のダメージ（部材等のひびわれ・剥離等）
・構造物等が果たすべき機能のダメージ（荷重支持性能低下・残留変位による使用制限等）
・構造物等の挙動が人命に及ぼすダメージ（利用者あるいは周辺に波及する崩壊等）
線路上への落橋

倒壊

9「地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術に関する調査研究小委員会」

２．ダメージフリーとは？
 改めて，ダメージとは？
地震など外力作用によって発生する「ダメージ」とは，「構造物等本体への影響」のみならず，構造物等に起因する「人命への影響」，「社会・経済への影響」を含み，その事象「ダメージ」が発生していない状態からの「負の変化（低下・喪失・影響）を有する状態」を意味する．

 「ダメージフリー」とは？
「構造物等本体に全く損傷が生じない」というある特定の構造物等の状態に限定されず，この状態を含め，「構造物等の有する役割・機能・性能」の負の変化（低下・喪失・影響）を防ぐこと，あるいは，従来に比較してその負の変化の程度を大幅に縮小・軽減できること，を意味する．
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「地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術に関する調査研究小委員会」

３．ダメージフリー構造とは？
本小委員会で研究対象とする「ダメージフリー構造」（定義案）
想定を超えるような外力に対しても，ねばり強く抵抗し，仮に損傷が発生してもその状態を適格に検知・診断し，そして容易に修復可能である機能をビルトインした構造機構であり，さらに構造物の管理体制・システムを含めて，「構造物の有する役割・機能・性能」の負の変化（低下・喪失・影響）を防止する，あるいは，従来に比較して大幅に最小化可能な構造機構とその管理体制，を意味する．
11「地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術に関する調査研究小委員会」

４．これまでのデザインコンセプトとは何が違うのか？
 危機耐性コンセプト：Anti-Catastrophe Concept
危機耐性：設計で想定された外力を越える外力に対しても耐性をもつこと（「想定外」の事象への対応）
定義：狭義の設計段階で想定していなかった事象においても，構造物が，単体またはシステムとして，破滅的な状況に陥らないような性質

設計

カテゴリー１
レベル１
レベル２

カテゴリー２

安全性
性能 復旧性・修復性
使用性・供用性

危機耐性

出典：本田・秋山・片岡・高橋・野津・室野：「危機耐性」を考慮した耐震設計体系－試案構築に向けての考察－（土木学会論文集A1，Vol.72,No.4,2016）

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「地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術に関する調査研究小委員会」

５．ダメージフリーを実現するための構造技術の方向性は？
 ダメージフリー構造
想定を超えるような外力に対しても，「構造物の有する役割・機能・性能」の負の変化（低下・喪失・影響）を防止する，あるいは，従来に比較して大幅に最小化可能な構造機構とその管理体制を意味する．

 従来のレベル１＋レベル２の対象範囲領域を機能性確保の観点で各段に拡張可能な新構造技術
それを実現する新構造技術６S-Technologies & 設計技術
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「地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術に関する調査研究小委員会」

Damage-Free Design Concept
 ダメージフリー構造技術の方向性(一例)6S-Technologies & 設計技術
Self-Reliance－ 地盤震動から独立・分離した構造（免震，遮断機構）

Super-Elasticity － 超弾性構造（材料等）
Super-Ductility－ 超じん性構造（材料等）（損傷分散／損傷ステップ制御機構）

Super-Energy Absorption － 超減衰構造・機構
Self-Diagnosis－ 自己損傷検知／RealTime健全性診断（最小観測点のデータに基づくRT自動診断）

Self-Repairability － セルフセンタリング機構（残留変形最小化）－ 機能確保下で修復可能な構造（自立機構） 14

「地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術に関する調査研究小委員会」

2023年度の活動計画
 委員会・WG活動等の予定
・委員会を3～4回オンラインもしくは対面で実施予定
・講演会（話題提供）を通じた情報共有と小委員会活動に関する議論・３つのWGが中心となって対象分野の議論を継続
・委員会でWGの活動報告と全体成果のとりまとめを実施
 出版物等の予定
・小委員会成果報告書をとりまとめ予定

15「地震災害軽減のためのダメージフリー構造技術に関する調査研究小委員会」

2023年度の活動計画
 小委員会成果報告書のイメージ（案）
はじめに小委員会委員名簿・WG名簿・執筆担当章節リスト
１．研究目的
１）研究目的
２）研究分担と研究体制WG
２．ダメージフリーコンセプト
１）ダメージとダメージフリー
２）社会的に求められる要求性能レベル：ダメージフリー
３）既往のデザインコンセプト
４）DF小委員会で目指す地震被害軽減のためのコンセプトの定義
５）ダメージフリーコンセプトの基づく設計論
３．ダメージフリーを目指す新構造・新材料・新デバイス
４．ダメージフリーをモニタリング・診断するためのIoTセンシング技術
５．事例研究６．ダメージフリー構造技術に関するまとめ及び方向性，今後の課題
おわりに：あとがき
参考資料：技術カタログ集
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