工学院大学建築学部卒業論文梗概集
久田研究室 2014 年度

中間階における免震補強に関する研究
DA11190 寺本 彩乃

1．はじめに

3．対象建物概要

日本は地震が多く発生する災害大国であり、地震対策対象とする建物は日本建築学会
計算基準・同解説

2010

鉄筋コンクリート構として耐震構造や制震構造が多く普及しているが、近年造付録の構造設計例に記 載では「免震構造」が注目され、多くの実用事例が見られされている設計例を使用した。本建物の平面形状は、36.0るようになってきた。

ｍ×14.4ｍの長方形 であり 、中央部片側に 、階段・ EV・一方、築年数が経過した旧耐震の建物も多く存在してWC 等のコア部を有する高 さ 28.3ｍの 7 階建て（地下なおり近年では都市部のオフィスビルの免震レトロフィッし）事務所ビルである。建設地は多雪区域でない一般地トの事例が増えている。

域とし、地盤は第 2 種地盤を想定した。表 1 に本設計例

そこで本研究では、都市部のオフィスビルにおける免の建物概要、図 3 基準階平面図を示す。

震レトロフィット事例を調査し傾向と特徴を明らかにし、中規模オフィスビルを模した解析モデルにより、狭隘な

表1
主要用途
延床面積
建築面積
構造種別
階数
最高高さ
軒高さ
基礎深さ

敷地条件でも多様な地震動に対する免震レトロフィットの適用性を検討する。
2. 免震レトロフィット事例 調査
2012 年 4 月までに免震レ トロフィット完了工事が報

建物概要
事務所
3628.8m2
518.4m2
鉄筋コンクリート造
地上7階
28.30m27.60m
GL-1.6m

告された 99 棟のうち、15 棟が民間事務所ビルである。
15 棟のうち、7 棟は自社ビ ル、6 棟はテナントビル、その他の 2 件はデータセンターと政党本部である。本研究では、テナントビルの 6 棟のうち、東京の都市部に所在している 4 棟を実地調査した。

図3

基準階平面図4.解析モデル概要
日本建築学会
建物 A

建物 B

鉄筋コンクリート構造

計算基準・同

2010 を 基 に 立 体 モ デ ル を 作 成 。 解 析 ソ フ ト の解説

SNAP ver.5 を 使用する。 図 4-1 は解析モデルの全景 である。

建物 C
写真

建物 D

免震レトロフィット調査建物事例調査を行った建物はすべて狭隘な敷地条件のもとで中間階に免震をいれる、免震レトロフィット工事が行われたことが分かった。

YX

図 4-1

対象建物モデル全 体図

腰壁付き梁は、大張芯の位置で線材にモデル化する。
柱スパンは柱芯々間距離とする。日本建築学会

4.2

増分解析結果鉄筋コ

応力解析後、増分解析を行い、設計例に記載されてい2010 の 9 条 に 従る結果との比較を行った。設計例と最大層せん断力を比い剛域を設定し、剛域端は材の縁より取り付く部材位の較した際にモデル解析結果の全階で設計例の 8 割の 最 大全せい（腰壁を含む）の 1/4 入った位置とする。

層せん断力を維持できたので今回は、ここでモデル化を

ンクリート構造計算基準・同解説

柱付き壁（そで壁付き柱）も柱芯の位置で線材にモデやめ、免震部材を入れた。図 4-3 に増分解析結果を示す 。

ル化する。これは、部材せいがスパンに比べて比較的小さいからである。柱付き壁としての図心と柱芯が異なる
ことの影響は、部材の復元力特性を日本建築学会
コ ン ク リ ー ト構 造

計算 基準 ・ 同 解 説

鉄筋2010 の 付． 10に基づいて算定することにより、自動的に補正させる。
Ⓑ通り以外の壁は、3 本柱の耐震壁モデルとする。
柱、はり部材は単軸バネでモデル化し、壁も柱、はりと同様に単軸バネにより弾塑性部材としてモデル化した。
建物重量は、構造部材及び小梁については日本建築学

FL125000

会

鉄筋コンクリート構造

FL2

計算基準・同解説から部材1/6220000の大きさを算出し、解析ソフト SNAP ver.5 を用いた 自FL4FL5せん断力(kN)

1/49動生成により算出した。

4.1FL31/51

応力解析結果FL71/501/50

10000

1/525000

建物の解析モデルを作成後、長期応力、短期応力解析

FL61/491500000を行い、設計例に記載されている結果との比較を行った。

10203040506070

解析結果の数値に関してはまだ検討の余地があるが、形

上図：設計例解析結果

状に関しては設計例の解析結果に近い形状になった。

下図：解析モデル解析結果

図 4-2 に応力解析結果を示す。

図 4-35.

8090(mm)

増分解析結果免震層の設計3.に 示 し た 免 震 レ ト ロ フ ィ ッ ト を 仮 定 し 、 免 震 層 を1 階柱の中間位置に仮定し た。上部構造の重心 位置と免震層の剛心位置の偏心率が 3％未満になるように鉛プ ラ
グ入り積層ゴム支承と弾性すべり支承を配置した。鉛プラ グ 入り 積層 ゴ ム支 承は 直径 600mm、 ゴ ムの 弾 性係数は G4、二次形状係数 S2=5.0 とした。弾性すべり支承は直径 500mm、摩擦係数は 0.011 とした。鉛プラグ入 り
積層ゴム支承の平均面圧は 9.64N/mm^2 である。鉛プ ラグの降伏せん断力は全体の柱軸力の 4.73%である。表 2に免震部材の概要、図 5 に免震部材の配置図を示す。
表2部材種別図 4-2

応力解析結果上図：長期応力解析図（A 通り）
下図：短期応力解析図（A 通り）

鉛プラグ入り積層ゴム
鉛プラグ入り積層ゴム
鉛プラグ入り積層ゴム
弾性すべり支承

免震装置の概要

積層ゴム径
中心孔径 鉛プラグ径
（丸型）
(mm)
600-

100

600-120

600-

130

500

10-

4000
response accleration spectrum(h=0.01)
acceleration(sm/s/s)

3000

1.01.52000

2.01000000.5

11.5

2.5 time(s)32

図 6-2：El Centro 波加速度応答スペクトル

YX

図5

免震装置配置図

6.地震応答解析
6.16.3

地震応答解析結果

図 6-3 に El Centro NS 成分を入力したときの各階水地震応答解析概要

4．に示した立体解析モデ ルおよび、5．で示した免 震

平方向の最大加速度、最大速度、最大変位および、最大層を設けたモデルを用い、時刻歴地震応答解析を行った。

層間変形角を、既存建物モデルと免震レトロフィットモ

解析は水平 X 方向(長手方向)に対して行い、既存建物とデルについて示す。図 6-4 および図 6-5 は入力波形の振免震レトロフィット建物の応答解析結果を比較した。

幅を 1.5 倍と 2.0 倍にした時の結果を同様に示す。

El Centro 波 NS 成分を用 い、加速度振幅を 1.0 倍、1.58R8R77655

図 6-1 に加速度時刻歴波形、図 6-2 に加速度応答スペク

4トルを示す。

(階)

6倍、2.0 倍にした波形で地 震応答解析を行った。

(階)

入力地震波概要

43

既存

3既存

2免震後

2免震後

11050001000 (gal) 1500

8R

8R

77665544500

1000(mm/s)

既存

(階)

免震後

3既存

32免震後

21050100

図 6-3150(mm)

(階)

6.2

10El Centro 波

加速度（左上）変位（左下）

中段：El Centro波 ×1.5 NS
下段：El Centro 波×2.0 NS

1/250

3/500

1/125

地震応答解析
速度（右上）

層間変形角（右下）

76655(階)

8R

7(階)

8R

4

図6-1：上段:El Centro波 NS

1/50043既存

3既存

2免震後

2免震後

1105001000 (gal) 1500

05001000 (mm/s)
1500

トビルについて調査を行い、狭隘な敷地条件において中8R

8R

既存
77免震後
5544既存32免震後

2150 (mm)200

10050100

図 6-42010 に 記 載 さ れ て い る 設 計 例 で 建 物 の モ デ ル 化を行い、免震層の設計後、免震装置配置後のモデルを作度振幅の 1.0 倍 1.5 倍 2.0 倍の波形を用い地震応答解析を行った。
1/200

El Centro 波×1.5

加速度（左上）変位（左下）

計算基準・同成応力解析、増分解析後に El Centro 波 NS 成分の加 速

31

日本建築学会：鉄筋コンクリート構造
解説

(階)

6(階)

6

間階免震は有効であるということが分かった。

1/100

地震応答解析

地震波形の加速度振幅が大きくなるにつれて、1 階の層間変形角が大きくなり、免震層が変形していることが速度（右上）分かるが、最大応答速度に関しては、免震レトロフィッ

層間変形角（右下）トモデルのほうが大きくなっておりさらなる検討が必要。
7.2

今後の課題

77

設計例により近いモデルになるようにモデルの改善を66行い、より大きい変位でも重心位置と剛心位置が少なく55なるように免震装置配置の検討を行う。

4(階)

8R

(階)

8R

さまざまな地震波での地震応答解析を行ない、設計時

43

既存

3

既存の想定以上の地震が来た際に必要なフェールセーフや工

2

免震後

2

免震後

学院大学でも使用されている強震動モニタリングシステ

1

ム、被災度判定システムの利活用についての検討を行う

10500

1000

01500(gal) 2000

8R

8R

77665544500

1000

15002000(mm/s)

必要がある。

既存3既存

32

免震後

2

10100200

図 6-5300(mm)

(階)

(階)

免震後1)日 本建 築学会 ：鉄 筋コン クリー ト構造
解説

加速度（左上）

2010

1/200

1/100

3/200

地震応答解析

Retrofitting Buildings by Seismic Isolation in Japan3)鱒 沢曜 ：免震 レト ロフィ ット仮 受け工 法の開 発と 実 施

速度（右上）工への適用

層間変形角（右下）

4)社会法人免震構造協会

免震構造入門5)株式会社構造システム：SNAP ver.5
すべての解析結果で、免震レトロフィットモデルの方が 1 階の層間変形角が大きくなっており、免震層が変形していることが分かる。また入力波の振幅が大きくなるほど免震層の変形が大きくなり、相対的に上部構造の層間変形角が小さくなっていることが分かる。最大応答、最大加速度も入力波の振幅が大きくなるほど免震化による低減効果が大きくなっているが十分な効果とは言えない。さらに最大応答速度に関しては免震レトロフィットモデルのほうが大きくなっており、解析モデルのさらなる検討が必要である。

7．まとめと今後の課題
7.1

計算 基準 ・ 同2)Yoe Masuzawa,Yoshiaki Hisada： Current State of10

El Centro 波×2.0

変位（左下）

参考文献

まとめ

免震レトロフィット工事が完了した建物のうちテナンュアルテクニカルマ ニ