hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
持続的脊髄冷却法による脊髄冷却効果の実験的検討―冷却効率の向上へむけて―

実験動物としては,swine(3540kg)をA群、B群の2群にわけた。swineを全麻、挿管下にて手術。滅菌下において右側臥位にし、L1/L2の椎弓間より経皮的にCooling catheterを挿入し、透視下にて尾側から頭側へ向かい、Th7のレベルまで挿入する。脳脊髄液(CSF)温度測定プローベ付きのドレナージチューブを硬膜下腔に挿入し、CSF温度を経時的に計測する。A群では持続的硬膜外クーリングは行わず、B群では持続的硬膜外クーリングを行う。大動脈を左鎖骨下分岐部直下にて遮断、血流を遮断する。Catheter内に冷却水(4°C)を循環させるcooling時間は、遮断30分前より,大動脈遮断30分間、および遮断解除後30分間(post cooling)とした。血流を再開後、胸壁を3層に閉じた。術中MEPにて60秒毎にMEPのamplitudeおよびlatencyを記録した。神経学的所見をTarlovのmodified scoreに従い、手術後、12、24、48時間後の各時点において、評価した。以前行った際にはCSFを用いてなかったために30分で対麻痺モデルとなったが、本研究においてコントロール群(A群)ではCSFの影響で30分では対麻痺にならず、35分と時間を延長した。現在4頭で行っているが、全例A群では対麻痺となり、B群では対麻痺になっておらず、カテーテルによる脊髄保護効果が現れている。昨年度まで行った硬膜外冷却の冷却温度4°Cによる冷却効果は判明したので、今年度は冷却温度を20°Cとしての実験を6頭で行った。滅菌下において右側臥位にし、L1/L2の椎弓間より経皮的にCooling catheterを挿入、透視下にて尾側から頭側へ向かい、Th7のレベルまで挿入した。温度プローべを先端に内蔵したカテラン針をL3/4よりTh5/6のレベルまで2椎間ごとに挿入し脊髄温度を測定した。鼻咽頭温および直腸温を持続的にモニターした。また、側方より第4肋間開胸としヘパリンを静注、大動脈を鎖骨下動脈分岐部直下にて遮断、血流を遮断した。Catheter内に冷却水を循環させるcooling時間は、遮断30分前より,大動脈遮断35分間、および遮断解除後30分間(post cooling)とした。術中SEPにて60秒毎にSEPのamplitudeおよびlatencyを記録した。術中の鼻咽頭温および直腸温は昨年まで行ったcontrol群、低温群と比較して有意差はなかった。今回の15°Cで冷却した群の術後12時間後のTarlov scoreは3,3,4,4,4,4であり、control群に比較して冷却効果を得た。術中MEP消失までの時間は4°C冷却の群と比較して短い傾向にあるものの有意差はなく、control群と比較すると有意に長かった。手術後、HE染色およびNissle染色にて固定したのち光学顕微鏡で病理組織学的検索を行なった。HE染色ではcontrol群で脊髄前角のneuronの壊死を著明に認めたにも関わらず、低温冷却群や高温冷却群では脊髄の壊死はほとんど認められず20°Cの冷却であっても脊髄保護効果が十分であると思われた。心臓血管外科当初の予定では、コントロール群の遮断を30分としていた。通常の遮断のみで、中等度低体温下の状況では30分遮断で対麻痺となっていたが、CSF併用モデルにした場合、CSFの効果で30分では対麻痺が起らず、コントロール群の時間設定の変更を余儀なくされた。そのため、遮断時間を35分に延長したモデルを行ってみたが、対麻痺となったため今後35分モデルとして実験を遂行することとなった。今後は遅れを取り戻すとともに、現在の研究を遂行する。具体的には実験動物としては,swine(3540kg)をA群、B群の2群にわける。Catheter内に冷却水(4°C)を循環させるcooling時間は、遮断30分前より,大動脈遮断35分間、および遮断解除後30分間(post cooling)とし、術中MEPにて60秒毎にMEPのamplitudeおよびlatencyを記録する。神経学的所見をTarlovのmodified scoreに従い、手術後、12、24、48時間後の各時点において、評価する。手術後、HE染色およびNissle染色にて固定したのち光学顕微鏡で病理組織学的検索を行ない、一部の組織は固定後、電子顕微鏡でDNAのfragmentationについて検討する。研究実施計画の遅れから組織学的検査が行えなかったため。

未使用額の発生は、効率的な物品調達を行った結果であり、翌年度の消耗品に充てる予定である。当初予定していた組織学的検査をとりやめた為、25年度の研究費に未使用額が生じたが、26年度に行う予定の研究計画とあわせて組織額検査を実施する。
形状記憶合金を利用した印象用トレーの試作

印象材から模型を撤去する際、模型の破損を経験する。トレーから模型を容易に撤去できればこのような失敗を防げると考え、形状記憶合金に着目した。そこで、古河電気工業株式会社と共同で厚さ0.67mm、30×30×15mmに設計した形状記憶合金製トレーを試作した。1.引き抜き強さの測定シリコン印象材(EXAFINE,Nissin)および超硬石膏(NEW FUJIROCK,GC)を用い顎模型(D15FE-500A,Nissin)の印象採得後、石膏模型の引き抜き試験を行った。その結果、従来型トレーでは23.5N(2.0)、形状回復をしない試作トレーで23.5N(4.0)であったのに対し、形状回復した試作トレーでは15.7N(2.0)であった。2.耐久性70°Cでトレーの形状を回復した後、指圧でトレーの幅を20mmにせばめる動作を繰り返した。はじめ30mmであったトレーの幅は、100回で24.0mm、5,000回後で23.1mmであった。しかし、加熱による形状記憶効果によりもとの寸法に回復した。また、オートクレーブ処理を100回行ったところ、復元量に変化は認められなかった。3.石膏模型の取り出し易さの比較欠損を有する3種類の顎模型(Simulation Model UK-T10,OK-T4,UK-T2)を用い、試作トレーと従来型トレーでどちらの方が石膏模型の取り出しが容易か評価した。その結果、試作トレーの方が石膏模型の取り出しが容易であった。石膏模型の破損は従来型トレーで3試料に見られたが、試作トレーでは認められなかった。以上のことより、形状記憶合金製の印象用トレーは臨床応用に有効と思われる。孤立歯症例における作業用模型や研究用模型の作製は、印象材から模型を撤去する際に石膏が破損しやすい。この対策として、石膏模型が印象材から簡単に撤去できればこのような事故を防げると考え、古河電気工業株式会社との共同研究により形状記憶合金を応用した印象用トレーを試作した。実験としては、NiTi形状記憶合金板を厚さ0.7mm、長さ34mm、幅25mm、深さ15mmに調整した試作印象用トレーを用いた。トレーの幅をあらかじめ指圧にて20mmに調整し、復元力および印象材からの石膏模型の引抜き強さの測定をオートグラフ(AG500-B、島津)にて行った。トレー底部の内外面に装着したシリコンラバーヒーター(Watlow、Controller SSR-SP、坂口電熱)を加熱し、インテリジェントレコーダー(INR-9041、東亜電波工業)にて測定したところ、加熱温度約60°Cでほぼ記憶した位置に回復し、復元力は約4.5kgfであった。また、通法に従い人工歯顎模型(D15FE-500A、ニッシン)臼歯部の印象、石膏注入を行った石膏模型の引抜き強さを測定したところ、既製トレーおよび加熱をしない試作トレーの約2.4kgf対し、加熱した試作トレーは約1.6kgfであり引抜き強さの減少が認められた。従って、従来のトレーに比較した場合、石膏模型の引抜き強さで約35%の減少が得られたことから、石膏模型撤去時の模型の破損を減少できると考えられる。現在、赤外放射温度計(IT-02、キーエンス)を使用して適正な加熱温度を検討中である。形状記憶合金を応用した印象用トレーを試作し,人工歯顎模型(D15FE-500A,ニッシン)臼歯部の印象,石膏注入を行った石膏模型の引抜き強さを測定したところ,従来の既製トレーと比較してあきらかに引抜き強さの減少が認められた.

そこで今後の臨床応用を想定し,繰り返し使用およびオートクレーブによる加熱が試作印象用トレーの復元量に及ぼす影響について検討した.繰り返し使用による復元量の測定は,500回おきに5,000回まで行った.トレー幅をあらかじめ指圧により20mmに調整し,70°Cの加熱処理後トレー幅をノギスにて測定した.トレーが記憶した位置に戻る量を復元量とした.その結果,使用前のトレー幅30mmと比較して,繰り返し使用500回では26.2mm,1,000回では25mmとわずかに復元量が減少する傾向を示したが,これ以降はほとんど変化が認められずほぼ一定の値であった.オートクレーブ使用では,トレーを132°C,20分間処理後,トレー幅を20mmに調整し70°Cの加熱を行った後に復元量の測定を行った処理回数は100回とし,10回おきに復元量の測定を行った.その結果,トレー幅の変化は認められなかった.繰り返し使用の初期に認められた復元量の減少は,塑性変形によるものと思われるが,オートクレーブ処理を行えばもとの復元量を回復できると考えられる.オートクレーブ処理で用いた約130°Cの加熱温度は,NiTi合金の形状記憶の際に用いられる加熱処理温度と比較して著しく低いため,耐久性に問題はないものと思われる.齲蝕になった歯の歯冠修復や、欠損した歯を義歯などの補綴物で補い、咬合の機能を回復することは歯科の最も大切な治療法の一つである。歯冠修復や補綴を行う場合、形成歯、残存歯などの印象採得が行われる。この場合ラバー系印象材が使用されることが多い。この際印象採得後トレーに模型材を注入し、模型材硬化後、模型をトレーか撤去するとき、現在市販されているトレーはやや堅牢で孤立歯などは特に歯型を破折することが多い。この対策として形状記憶合金をトレーとして使用すれば、模型を外すとき加熱することによりトレーがわずかでも外側に開きトレーと印象材の間に間隙が出来、模型が取り外し易くなると考えられる。そこで形状記憶合金板によるトレーを製作し以下の実験を行った。1、試作トレーの復元力の測定を行った結果、加温60度で6、8kgの復原力があった。2、繰り返し使用を5000回行ったところ、トレー幅は両側でスタート時より約7mm減少したが、臨床的には支障がないと考えられる。また400度の加熱処理により元の状態に回復した。3、滅菌を想定しオートクレープを使用したときの復元量には、問題はなかった。4、印象に模型材注入後、引き抜き試験を行った結果、引き抜く力は市販トレー2,4kgに対し、1、6kgと減少した。5、臨床的な検討方法として、孤立歯を印象した後、注入した模型材を撤去したところ市販トレーより記憶合金トレーの方が破折例は少なかった。以上の結果から形状記憶合金によるトレーは加熱することで予期どうり印象と模型の間に間隙が出来、模型を容易にとり外すのに効果があることが解った。
余剰次元カシミアエネルギーの最小化によるクォーク・レプトン世代構造の解明

今年度の研究実績の1つは、高次元ディラック場の理論の4次元スペクトラムに中心電荷をもつ拡張された量子力学的超対称性の発見である。高次元ディラック場の4次元スペクトラムには縮退が現れることが知られているが、これまで縮退を引き起こす対称性が一体何かわかっていなかった。我々は、具体的に拡張された超電荷を構成することに成功し、その超電荷は中心電荷を持つ拡張された量子力学的超対称代数を満たすことを明らかにした。そして、具体的にその代数の表現を調べることによって、スペクトラムの縮退は超対称性で説明できることを示した。2つ目の研究実績は、格子上のSYK模型の構築である。SYK模型は1次元の連続理論として定義されているが、この模型を非摂動論的に調べるために、格子上でSYK模型を定義することを試みた。超対称性は、格子上にはそのままでは上手く乗らないことが知られているが、我々の提唱した巡回ライプニッツ則をもちいることによって、格子上で超対称性をもつSYK模型の構築に成功した。3つ目は、(論文投稿予定であるが)カシミアエネルギーを最小化することによって、標準模型におけるクォーク・レプトンの質量をある程度定量的に与えることができるかの研究である。まだ解析は完全には終わっていないが、元々理論に含まれていたパラメータの数は23個であるが、カシミヤエネルギーを最小化することによって10個のパラメータがダイナミカルに決定され、残りは13個のパラメータを残すのみとなることがわかった。これは、非常に多くの数のパラメータがダイナミカルに決まったことを意味し、我々の目指す方向が有望であることを示唆しているように思える。研究課題の進捗状況は概ね順調である。研究実績の3番目に書いた項目が、本研究課題のメインの課題の遂行である。本研究課題ではまず初めに、5次元の余剰次元模型で我々のシナリオが上手く働くかどうかを確かめることであった。我々は点状相互作用をもつ5次元理論で、クォーク・レプトンを1世代ずつ含む模型を用意し、その模型に対してカシミヤエネルギーの最小化を行った。その結果、点状相互作用の位置が、全てのフェルミオンに対して等間隔で並ぶというのが、最適な配置であることがわかった。さらに解析を進めるために、ヒッグス場の真空期待値を解析的に解いて、一般的に余剰次元に依存した楕円関数で与えられることを明らかにした。現在行っていることは、フェルミオンのバルク質量を上手く調整することによって、クォーク・レプトンの質量が実験値を再現するかどうかを数値的に確かめることである。この結果は、もうすぐ判明する予定である。研究実績の欄で書いた1番目の研究は、本研究課題で考察する模型のクラスを拡げるものである。上で解析した5次元模型をさらに拡張して、量子グラフ上でディラック場を考える模型である。これまでは、3世代を導く模型は我々が上で考察した模型に限られていたが、この拡張によって、さらに多くの模型が3世代のクォーク・レプトンを導くことが明らかになった。これらの模型にたいしても、カシミヤエネルギーの最小化によって、より現象論的に現実的な模型が得られるかどうかを来年度に実行する予定である。今後の研究方針は、進捗状況でも述べたが、クォーク・レプトンを1世代のみ含む5次元余剰次元模型で、カシミヤエネルギーの最小化を行い、世代数を出すとともにクォーク・レプトンの質量を再現できるかどうかを確かめることである。このとき、クォークは6種類、荷電レプトンは3種類存在する。全部で9個の質量を実験値と理論値で比べることになる。そのときのパラメータは、5次元のクォーク・レプトンの場のバルク質量と、ヒッグス場の真空期待値に含まれるパラメータである。これらは、今のところ手で調整することによって、クォーク・レプトンの質量を合わせることになる。この解析は数値的に行う必要があるので、すぐに結果が得られるというわけにはいかないが、近いうちにどの程度¥、実験値を再現できるかは判明する予定である。その解析が修了した後は、拡張された量子グラフ上のディラック場を考察の対象とする予定である。この模型の1つの利点は、ヒッグス場の真空期待値が標準模型と同じように定数であっても、クォーク・レプトンの質量階層性が出せることである。また、もう1つの利点は、CP位相を自然と含むことである。これらの性質についても来年度は詳しく考察する予定である。

3つ目は、(論文投稿予定であるが)カシミアエネルギーを最小化することによって、標準模型におけるクォーク・レプトンの質量をある程度定量的に与えることができるかの研究である。まだ解析は完全には終わっていないが、元々理論に含まれていたパラメータの数は23個であるが、カシミヤエネルギーを最小化することによって10個のパラメータがダイナミカルに決定され、残りは13個のパラメータを残すのみとなることがわかった。これは、非常に多くの数のパラメータがダイナミカルに決まったことを意味し、我々の目指す方向が有望であることを示唆しているように思える。研究課題の進捗状況は概ね順調である。研究実績の3番目に書いた項目が、本研究課題のメインの課題の遂行である。本研究課題ではまず初めに、5次元の余剰次元模型で我々のシナリオが上手く働くかどうかを確かめることであった。我々は点状相互作用をもつ5次元理論で、クォーク・レプトンを1世代ずつ含む模型を用意し、その模型に対してカシミヤエネルギーの最小化を行った。その結果、点状相互作用の位置が、全てのフェルミオンに対して等間隔で並ぶというのが、最適な配置であることがわかった。さらに解析を進めるために、ヒッグス場の真空期待値を解析的に解いて、一般的に余剰次元に依存した楕円関数で与えられることを明らかにした。現在行っていることは、フェルミオンのバルク質量を上手く調整することによって、クォーク・レプトンの質量が実験値を再現するかどうかを数値的に確かめることである。この結果は、もうすぐ判明する予定である。研究実績の欄で書いた1番目の研究は、本研究課題で考察する模型のクラスを拡げるものである。上で解析した5次元模型をさらに拡張して、量子グラフ上でディラック場を考える模型である。これまでは、3世代を導く模型は我々が上で考察した模型に限られていたが、この拡張によって、さらに多くの模型が3世代のクォーク・レプトンを導くことが明らかになった。これらの模型にたいしても、カシミヤエネルギーの最小化によって、より現象論的に現実的な模型が得られるかどうかを来年度に実行する予定である。今後の研究方針は、進捗状況でも述べたが、クォーク・レプトンを1世代のみ含む5次元余剰次元模型で、カシミヤエネルギーの最小化を行い、世代数を出すとともにクォーク・レプトンの質量を再現できるかどうかを確かめることである。このとき、クォークは6種類、荷電レプトンは3種類存在する。全部で9個の質量を実験値と理論値で比べることになる。そのときのパラメータは、5次元のクォーク・レプトンの場のバルク質量と、ヒッグス場の真空期待値に含まれるパラメータである。これらは、今のところ手で調整することによって、クォーク・レプトンの質量を合わせることになる。この解析は数値的に行う必要があるので、すぐに結果が得られるというわけにはいかないが、近いうちにどの程度¥、実験値を再現できるかは判明する予定である。その解析が修了した後は、拡張された量子グラフ上のディラック場を考察の対象とする予定である。この模型の1つの利点は、ヒッグス場の真空期待値が標準模型と同じように定数であっても、クォーク・レプトンの質量階層性が出せることである。また、もう1つの利点は、CP位相を自然と含むことである。
イネにおける変異型ALS遺伝子と葯培養を利用した葉緑体形質転換システムの開発

葉緑体ゲノムに外来DNAを組み込んだ遺伝子組み換え植物作出法をイネにおいて開発することを目的とした。本研究を成功させる最も重要なポイントは選抜方法と葉緑体ゲノムのホモ化技術であると考えた。選抜マーカーとして葉緑体内部で機能し、除草剤耐性を示す変異型アセト乳酸合成酵素遺伝子(ALS)を利用した。昨年度構築した,変異型ALS遺伝子とGFPを含む葉緑体形質転換ベクターを葯培養由来カルス11シャーレ(1シャーレ当たりカルス生重で約2g分)にパーティクルガン法により導入した.ALS阻害剤であるビスピリバックナトリウム塩またはピリチオバックナトリウム塩を用いてカルスを選抜したが,耐性個体は得られなかった.また,ベクターを導入直後にトランジェントに葉緑体に蛍光を示す細胞があるか観察をしたが,GFP蛍光は見られなかった.選抜濃度を弱く設定し直すなどの選抜条件の最適化が必要であると考えられた.遺伝子導入のある葉緑体をホモ化するため,本研究では葯培養カルスを導入材料として着目した.そこで,実際に葯培養カルスのプロプラスチド数を調査するために,葯培養カルス誘導後4週目のものと6週目のものに葉緑体移行シグナルを付加したGFP過剰発現ベクターをパーティクルガンで導入し,GFP蛍光導入してプロプラスチドの数を観察した.いずれのステージでも611前後くらいの顆粒状のGFP蛍光が観察された.しかし,プロプラスチドが重なるなどしているため,より精度の高い顕微鏡で調査し、最適な材料及び導入ステージを選定する必要があると考えられた.選抜マーカーとしているALSに新規変異を見いだし、この新規変異型ALSが通常の形質転換マーカーとして利用できることを明らかにして、論文発表するとともに国際特許申請を行なった。葉緑体ゲノムに外来DNAを組み込んだ遺伝子組み換え植物作出法をイネにおいて開発することを目的とする。本研究を成功させる最も重要なポイントは選抜方法と葉緑体ゲノムのホモ化技術であると考えられる。本年度は、選抜マーカーを高発現させるためのベクター開発と選抜マーカーの種類、選抜条件について検討した。(1)遺伝子の高発現ベクター構築イネ葉緑体の16SリボソームRNAのプロモーター、翻訳効率をあげると報告されているT7ファージのgene10リーダー配列、タンパク質の安定化のための大腸菌の融合タンパク質ベクターpET3a配列、および、独自に構築した除草剤耐性変異型ALS遺伝子を連結した。この変異型ALS遺伝子は、葉緑体への移行シグナル配列を除去し、核に挿入されても機能しないように工夫してある。ビジュアルマーカーとしてGFP遺伝子も連結した。これらをイネ葉緑体DNA断片3kbの中央に組み入れた。この形質転換用ベクターをパーティクルガンを用いて胚盤由来のカルスに導入してALS阻害型の除草剤であるビスピリバックで選抜した。しかし、葉緑体が形質転換した植物は得られなかった。(2)新規変異型ALS遺伝子葯培養由来のカルスをビスピリバックで選抜することにより、ビスピリバック耐性の植物を得た。これは、ALS遺伝子のG95Aの新規変異が原因であることを明らかにした。G95Aの変異型ALSがビスピリバック特異的耐性を示すことを明らかにするとともに、選抜マーカーとして利用できることを示し、特許出願を行った。この新規変異G95Aを選抜マーカーとした葉緑体形質転換ベクターの構築に着手した。
地殻ダイナミクス －東北沖地震後の内陸変動の統一的理解－

東北沖地震後に生起している現象を正しく理解することは、今後の推移を予測する上で非常に重要であるが、これまで、日本列島の内陸地殻がどのような変形特性を持っており、そこにどのような力が働き、その結果どのような変形が起こってきたかについては、実はよく分かっていなかった。そこで、地震、地殻変動、地質・地形、岩石物性、地下水などに関する総合的な調査研究を行い、内陸に働く力の大きさや媒質の変形特性、歪み速度などを把握し、数値シミュレーションによって観測されたデータを再現しようとした。
都市・農村活動の社会構造変化に伴う河川流域からの栄養塩負荷量変動の推定

播磨灘流域における河川調査を毎月実施し、栄養塩形態の特徴を明らかにすることができた。また、地理情報システム(GIS)を用いた発生負荷量解析を行い、生活、土地からの負荷量を算定することができた。この結果を用いて、下水道整備範囲を考慮した発生負荷量の抑制効果を示し、漁獲量が多かった1985年頃の負荷量に戻すために必要な下水処理効率を明らかにした。また、経済価値評価モデルを用いて、赤潮の発生件数と漁獲量の長期的な推移を比較して、赤潮発生とノリ色落ちを回避するための最適なリスク計算を行うことができた。1)水質調査結果および海域調査結果の考察により、河川水の窒素の形態は溶存態無機窒素(DIN)が大部分を占めているのに対して、海域では溶存態有機態窒素(DON)が63%と大きい結果が得られた。また、リンの形態は、河川ごとに特徴が異なっていたが、千種川と加古川では懸濁態リン(PP)が50%以上を占めているのに対して、海域では、約50%がPPである結果が得られた。2)経済モデルによるTN負荷量の変化に対する漁業被害のリスク評価により、漁業者の収入を最大化するCOD負荷量は75 t/dayであり、TN負荷量は、65 t/dayである結果が得られた。これらの負荷量は、現在の負荷量よりも大きな値であることから、環境政策に対する一つの知見を得ることができた。3)GISを用いた負荷量解析の結果、播磨灘流域圏全体で、TN/TP比は25年間で増加傾向にあることがわかった。一方、土地系からの負荷量の30年間で緩やかに減少の傾向があることが分かった。下水処理における汚濁除去率は、姫路市、神戸市、加古川市において実施することでより、効率的な負荷量管理を行うことができる結果が得られた。1)水質調査結果より,TNに対する,DIN,DON,PONの割合はそれぞれ約7割,約2割,約1割であり,窒素の多くが溶存無機態として存在していることがわかった.同様に,TPに対する,DIP,DOP,PPの割合はそれぞれ約5割,約2割,約3割であり,約5割が溶存無機態として存在し,懸濁態は約3割を占めているとわかった.また,溶存無機態が約1割しかない千種川や,懸濁態が約6割も占めている加古川など,リンは窒素以上に河川毎の栄養塩形態が異なる傾向がみられた.CODに対するP-COD,D-CODの割合はそれぞれ約2割,約8であり,溶存態が多いことがわかった.2)経済モデルによるTN負荷量の変化に対する漁業被害のリスク評価により、TN負荷量の増加に対して、ブリ養殖の期待収入は減少し、逆にノリ養殖の期待収入は増加する傾向にあることが示された。3)GISを用いて負荷量を空間情報化し,負荷量分布を作成した.播磨灘流域圏における生活系負荷量は,COD・TN・TPのすべての項目においても兵庫県南部を中心とする人口の集中している地域に生活系負荷量が多く集中していることが分かった.播磨灘流域圏における産業系負荷量は,COD・TN・TPのすべての項目において,臨海部および河道沿いに集中して分布していることが分かった.とくに集中している場所は,兵庫県東南部(加古川下流および明石川下流)の臨海部と,揖保川,加古川流域の河道沿いでみられた.播磨灘流域圏における土地系COD負荷量の増加傾向にある場所は,局所的に分布し,減少傾向にある場所は流域圏全体に分布することが分かった.播磨灘流域圏の土地系TN・TP負荷量は,増加傾向にある場所も減少傾向にある場所も流域圏全体に広がるということが分かった.1)河川において,出水時に懸濁態無機リン(PIP: Particulate Inorganic Phosphorus)の値が増加する結果が得られた.とくに新川では,詰田川と比較して,大きな増加率となった.今後は,河川毎の特徴や出水時におけるPIP濃度の変化についてより詳細に調べる必要がある.出水した河川水の挙動を明らかにし,栄養塩としてのリンの形態別特徴について考察を進める必要がある.2)調整運転によって海域全体の栄養塩類の量が大きく変化するものではないものの,ノリの養殖場所との位置関係や潮流,拡散の状況などによっては,ノリ養殖への栄養塩類の供給を改善できる可能性もあり,また,ノリが摂取しやすい溶存態の形態であることから,海域における水質変化や河川からの負荷量の変動と合わせて,今後,より詳細な調査・解析を行う必要がある.3)香東川浄化センターでは通常運転時にN/P比は約10であるが,調整運転時には約30まで上昇し,レッドフィールド比(=16)よりも高い値となった.

一方,鴨部川浄化センターでは通常運転時にN/P比は約1であったが,調整運転時において約6に上昇した.ただし,レッドフィールド比よりは小さい値が得られた。.土木工学播磨灘流域における河川調査を毎月実施し、栄養塩形態の特徴を明らかにすることができた。また、GISを用いた発生負荷量解析を行い、生活系、土地系からの負荷量を算定することができた。この結果を用いて、下水道整備範囲を考慮した発生負荷量の抑制効果を示し、漁獲量が多かった1985年頃の負荷量に戻すために必要な下水処理効率を明らかにした。また、経済評価モデルを用いて、赤潮の発生件数と漁獲量の長期的な推移を比較して、赤潮発生とノリ色落ちを回避するための最適なリスク計算を行うことができた。一方、都市・農村間における活動予測については、十分な成果を得ることができていなかった。その理由は、河川水質調査の考察に予想以上の時間を要したこととリスク計算に必要な過去の水産データを整理することに時間を要したことが挙げられる。平成26年度は、3年間の最終年度であることから、TPP(環太平洋戦略的経済連携協定)、耕作放棄地、都市と農村間の人口変化などの、社会活動要因のデータを準備し、解析を進めて、陸・川・海を含めた水質管理策の評価にむけた総合的な解析を進める予定である。播磨灘流域における河川調査を毎月実施し、栄養塩形態の分析を行うことができた。また、公共機関の調査データを収集し、水質の長期変化の特徴を明らかにすることができた。また、発生負荷量解析を行い、生活系、土地系からの負荷量を算定することができた。また、経済評価モデルを用いて、赤潮の発生件数と漁獲量の長期的な推移を比較して、リスク計算を行うことができた。一方で、工業系の負荷の算定には、原単位法による推定では不十分である点がみられたことと、下水処理場からの負荷の影響を精度よく評価することができなかったことから、平成25年度に改めて解析を進めて、検討を行う予定である。論文作成:1)昨年度、トルコの国際会議において発表した2件の研究を発展させ、国際学術論文に投稿。2)河川水質の栄養塩形態に関する成果を国際学術論文に投稿。3)TPP・耕作放棄地の対策などの農業政策に関するシナリオモデルを用いた負荷量変化に関する論文を土木学会水工学論文に投稿。データ解析:1)都市・農業活動をモデル化し、都市・農村システムにおける社会構造変化が窒素・リンの発生負荷量に与える影響を定量的に評価する。モデルの再現性が低い場合にはノンパラメトリック手法を活用するなど柔軟な分析手法を検討し、研究目的が達成できるように手法の変更を行う。将来変化についてはできるだけシナリオ数を多くしたいと考えているが、時間的な制限が生じた場合は、IPSSが公開している人口データ等を用いて都市・農村活動モデルに反映させる予定である。2)平成24年度に採取した河川水の栄養塩形態の分析結果を用いて、河川栄養塩と海域栄養塩との関係をより詳細に明らかにする。課題:社会基盤データ解析で得た負荷量解析用基礎データを用いて、負荷量の空間分布を考慮した河川水質シミュレーションを行う予定であるが、非定常性の考察は年々変動が大きいことから、一般化された平均場を対象とした考察にとどめる可能性がある。次年度の研究費の使用計画:2014年9月に米国チェサピーク湾プロジェクトおよびイタリア国ナポリにおける地中海環境の視察を行い、世界有数の閉鎖性内湾における環境政策と瀬戸内海との比較について資料・情報収集を行う予定。また、2015年3月に土木学会水工学講演会において成果発表を行う予定。また、研究協力者の千葉大学丸山博士との打合せを1回実施する予定。
「伝統と文化」教育に関する教師教育カリキュラムの開発

本研究の目的は、2014年度から2017年度の4年間において現代社会における教育の課題と今後の教育改革の展望を視野に「伝統と文化」教育に関する指導能力形成を図る教師教育カリキュラムの開発にある。この研究を通して次の「伝統と文化」教育に関する研究成果が得られた。教師教育関連リソース収集と実態調査及びデータベース開発、教師教育に関する研究理論解明、教師教育カリキュラムと授業の開発、開発教師教育カリキュラムと授業の活用。本研究の目的は、現代社会における教育の課題と今後の教育改革の展望を視野に「伝統と文化」教育に関する指導能力形成を図る教師教育カリキュラムの開発にある。本年度では、教師教育関連リソース収集と実態調査及びデータベース開発を行うことが研究実施計画になっている。この研究実施計画を踏まえて、次のような研究を推進した。教師教育関連リソース収集と実態調査としては、小中の学校を対象とした研究と国内外の大学を対象とした研究に着手した。前者の研究として、東広島市、武蔵村山市、由利本庄市における教育委員会と小学校と中学校のモデル校を訪問し、カリキュラムと授業実践のリソースを収集した。後者の研究としては、国内では早稲田大学、兵庫教育大学、東京成徳大学、奈良学園大学を訪問し、各大学のシラバスの文献調査と担当教官へのインタビュー調査を実施した。また、國學院大學と東京学芸大学においてはインターネット利用によってシラバスの文献調査を行った。国外では中国における華南師範大学、中山大学、華東師範大学、同済大学、上海理工大学の日本語専攻の学部及び学科を訪問し、各大学のシラバスの文献調査と担当教官へのインタビュー調査を実施した。特に、日本語教育としての語学と日本文化に関する授業科目の関連と大学生の日本文化理解の関心と知識に関する意識調査も行った。このような研究遂行を通して収集した教師教育関連リソースについては、5年前から着手し、活用をしている「伝統と文化(和文化)教育実践WEBデータベース」に研究論文、著書、授業実践などのデータを継続的に入力し、WEBデータベースの運用を図る対応をした。さらに、これまでに収集しているビデオを含めて「伝統と文化」教育に関するビデオ授業をDVDにコピーし、授業記録の蓄積を図った。しかし、このデーターベース運用のシステム問題が生じたので、データ入力において対応の遅れが生じた。この期間においては、昨年度の研究を推進しながら、教師教育関連リソース収集と実態調査及び研究理論解明を行うことが研究実施計画になっている。この研究実施計画を踏まえて、次のように研究を推進した。教師教育関連リソース収集と実態調査としては、小中学校を対象とした研究と国内外の大学等を対象とした研究を推進した。前者の研究としては、東広島市と秋田県由利本荘市における教育委員会とモデル小中学校を訪問し、授業実践の見学と共にカリキュラムと授業実践のリソースを収集した。また、由利本荘市では和文化教育学会に参加し、シンポジウム等の研究交流を実施した。後者の研究としては、国内では早稲田大学、兵庫教育大学、アメリカ・カナダ大学連合日本研究センターを訪問し、日本文化に関するカリキュラムと授業についての文献調査とインタビュー調査を実施した。国外では、米国におけるスタンフォード大学、コロンビア大学、インディアナ大学、南メソジスト大学の日本語・日本文化に関する学部及び学科を訪問し、各大学のシラバスの文献調査と担当教員へのインタビュー調査を実施した。これらの調査においてスタンフォード大学におけるPICE(Stanford Program on. International and Cross-Cultural. Education)とコロンビア大学におけるAsia for Educatorsの研究内容が本研究との関連を有する。その意味では、日本の伝統文化に関する教師教育カリキュラムの研究理論を解明する上で意義ある取組である。本年度では日本文化に関するカリキュラムと授業の開発研究素材を見出したが、これらを踏まえて理論研究の推進が次年度の課題になる。本年度の研究計画では、教師教育としてのカリキュラム構成に関する理論研究が求められるが、現時点では提示されていないのである。これまでに収集してきたシラバス等の資料分析を通して検討する必要がある。また、「伝統と文化」に関するデータベースの事例入力が遅れ気味である。平成28年度は第1期の「教師教育関連リソース収集と実態調査及びデータベース開発」を継続させながら、第2期の「研究理論解明」と第3期の「研究理論活用」の期間になる。しかしながら、これらの研究活動は並行に推進せざる得ない状況である。実態調査としては、これまでの協力地域である東広島市、広島県熊野町、秋田県由利本荘市、篠山市での伝統文化に関するカリキュラムと授業実践の資料収集がなされた。また、教材開発としては「鯉のぼり」「折り紙」「茶道」「武道」「凧」などを取り扱い、これらの教材の中から「鯉のぼり」教材の資料収集と教材内容研究のためにドイツのマールバッハ地域とフランスのパリ地域の海外調査を実施した。このような実態調査と教材開発を踏まえて、関学共通教育センターの「総合コース」の授業科目として「グローバル世界に発信する日本文化教材の意義と活用」のカリキュラム案を編成した。そして、この授業科目は平成29年度から実施することになっている。また、教育学部の専門科目として平成20年度から実施してきている「日本文化と教育」のカリキュラムにも本研究で開発した教材を活用したカリキュラムに編成をしたのである。

さらに、このような研究活動の理論的意味づけと授業実践のモデル事例を示すために「文化を基軸とする社会系教育の構築」という編著を刊行し、伝統文化教育とも関連する授業として、「文化価値理解」の形態、「文化価値形成」の形態、「文化価値創造」の形態に類型し、小学校、中学校、高等学校の学校段階の各形態のモデル授業案を提案している。今後は、これらの教材を活用する「伝統と文化」教育に関するカリキュラムの開発と教師教育としての活用の意義等を検討する必要がある。平成28年度の研究では、科学研究費による海外における日本文化教育の教材とカリキュラムの調査を意図していた。しかし、その海外調査が充分に対応できなかった課題もあるが、伝統文化教育に関する教材開発とそれらの教材活用を図る大学におけるカリキュラム案の編成まで進展した。本研究の目的は、現代社会における教育の課題と今後の教育改革の展望を視野に「伝統と文化」教育に関する指導能力形成を図る教師教育カリキュラムの開発にある。この期間においては、教師教育関連リソース収集と実態調査に基づき研究理論解明と研究理論活用を行うことが研究実施計画になっている。この研究実施計画を踏まえて、次のように研究を推進した。教師教育関連リソース収集と実態調査としては、小中の学校を対象とした研究と国内外の大学等を対象とした研究を推進した。前者の研究としては、東広島市、広島県熊野町と兵庫県における教育委員会とモデル小中学校を訪問し、授業実践の見学と共にカリキュラムと授業実践のリソースを収集した。特に、兵庫県の「伝統文化の学びの充実事業」のモデル校と協力し、伝統文化に関するカリキュラムと授業の開発と研究授業を実施した。さらに、平成18年度開発した兵庫県の学校設定科目「日本の文化」の英語版の開発協力をした。後者の研究としては、国内外の大学訪問をし、日本文化に関するカリキュラムと授業についての文献調査とインタビュー調査を実施した。特に、米国におけるスタンフォード大学、ハーバード大学、インディアナ大学の日本語・日本文化に関する学部及び学科を訪問し、各大学のシラバスの文献調査と担当教員へのインタビュー調査を実施した。これらの調査においてスタンフォード大学におけるSPICE(Stanford Program on. International and Cross-Cultural. Education)とハーバード大学におけるライシャワー日本研究所の研究内容が本研究との関連を有する。本年度では昨年度に刊行した「文化を基軸とする社会系教育の構築」(風間書房)の研究成果を踏まえて「国際文化交流を意図する『日本文化の魅力』」の英語版の教材開発を行い、協力大学にて活用する予定である。
低出生体重個体における腎症発症機序へのミトコンドリアの関与を解明する

初年度、予定していた低出生体重個体ラットが既報(PLOS One 10;e0118586; 2015)の50%食事制限食では得られないことがわかり、再度条件検討を行い45%制限食により効率的に低出生体重個体を得た。更に、低出生体重個体と正常出生体重個体の4週齢腎臓から抽出したRNAを用いトランスクリプトーム解析を行ったが統計学的有意差のある遺伝子は検出できなかった。RIN値が平均6.1と低かったことが、同一群のなかでの結果のばらつきをもたらしている可能性が考えられた。そこで、RNA抽出については、RIN値が平均7.5以上となるようRNA抽出法の改善を行い、また摘出した腎からシービング法で得た糸球体からRNA抽出を行うとともに、得られた糸球体から糸球体上皮細胞を初代培養しその初代培養からRNAを抽出し、トランスクリプトーム解析することを目指し、トランスクリプトーム解析を行うのに質と量が十分なRNAを抽出する条件と、更にエピゲノム解析を行うためのDNAを抽出する条件等を決めた。その後、再度、低出生体重ラット5匹と正常出生体重ラット5匹の4週齢時に腎を摘出し、シービング法により得た糸球体からRNAを抽出(RIN平均値7.5)したとともに、また糸球体から初代培養された上皮細胞からもRNAを抽出(RIN平均値9.6)し、現在トランスクリプトーム解析を外注にて行っている。今後、得られた結果のbioinformatics解析結果から病態関連候補遺伝子を検討し、当該遺伝子のプロモーター領域のエピジェネティクス解析を行う予定である。ミトコンドリア機能関連蛋白の糸球体内での発現解析をしている中で、低出生体重個体関連腎症において正常群と比較して有意な差を持つものとしてPGC-1αが見つかってきた。PGC-1αはミトコンドリアの新生と酸化的リン酸化の促進に働くため、その低下はミトコンドリア機能の低下を招く。この結果は、ラット低出生体重個体においても腎皮質を用いたウエスタンや組織染色でも同様の結果であり、再現性がある。更に他のミトコンドリア機能蛋白についての解析を進めている。一方、我々は以前より高血糖下におかれた糸球体上皮細胞ではミトコンドリア酸化的リン酸化が低下する一方で、解糖系に依存したエネルギー産生機構へとシフトする、metabolic remodelingが惹起されることを突き止めていた。糖尿病性腎症においても染色を行ったところ、PGC-1αの発現は低下しておりin vitroの結果と一致した。更に解糖系の酵素についても検討したところpyruvate kinase M2の発現は糸球体内で上皮細胞に特異的に発現し、糖尿病性腎症では発現が増強していることが示され、欧文誌に発表した(Imasawa T et.al. FASEB J 2017: 31; 294-307,Acknowledgementsに本grant名明記)。現在までのところ、残念ながら妊娠ラットへの食餌制限による低出生体重個体ラットは獲得し得ていないが、再度条件検討をしなおしたうえで、平成29年度においては動物実験についても進めていきたい。またヒトにおけるミトコンドリア異常が関連した腎症のスクリーニング方法を確立するため、ミトコンドリアDNAの障害度を測定する方法論の確立にも着手するとともに、ミトコンドリア病の診断をする上で必要な酵素診断や遺伝子診断を行うためのネットワーク作りにも成功し、今後の研究の進展において必要な体制を構築できた。既報に従い(PLOS One 10;e0118586; 2015)、食餌量を50%に制限し低出生体重個体作成を行ったが、成功に至っていない。一方、平成29年度予定していた「ヒト低出生体重関連腎症症例の腎生検組織を用いた各種ミトコンドリア(mt)蛋白の発現の検討」は前倒し開始した。正常腎組織と低出生体重関連腎症の組織5例ずつに関し染色を行った。また、糖尿病性腎症症例についても同時に染色を試みたところ、pyruvate kinase M2が糸球体内で糸球体上皮細胞に発現し、糖尿病性腎症では発現が増強することがわかった。これまで、高血糖下におかれた糸球体上皮細胞ではmt酸化的リン酸化が低下する一方で、解糖系に依存したエネルギー産生機構へとシフトする、metabolic remodelingが惹起されることを突き止めており、これらの結果とあわせ発表した(Imasawa T et.al. FASEB J 2017: 31; 294-307,Acknowledgementsに本科研費名記載)。「ヒト低出生体重関連腎症症例のミトコンドリア遺伝子解析」については、AMED村山班(ミトコンドリア病診療マニュアルの改定を見据えた、診療に直結させるミトコンドリア病・各臨床病型のエビデンス創出研究)との連携を開始した。mt関連遺伝子異常がある際に、皮膚から培養された繊維芽細胞の酸素消費速度の低下が認められるため、本研究においても遺伝子診断前に同スクリーニング法を採用する。更に、mtDNA障害率測定系の確立を行った。mtDNAに対する、long amplicon用およびshort amplicon用プライマーセットを作成し、糸球体上皮細胞から抽出したmtDNAをテンプレートとして、リアルタイムPCRにてテンプレート量を測定した。紫外線照射糸球体上皮細胞でのmtDNA障害率が上昇することが確認できた。平成28年度、低出生体重のFSGS症例での解糖系酵素の発現の検討をするためPKM2による染色を行った。

同時に、糖尿病性腎症症例においても本検討で用いたPKM2抗体を用い染色を行ったところ、糸球体内においては糸球体上皮細胞に特異的に発現し、糖尿病性腎症では発現が増強していることが示された。これらの結果は、欧文誌に発表した(Imasawa T et.al. FASEB J 2017: 31; 294-307,Acknowledgementsに本grant名明記)。平成29年度は、前年度に計画していた低出生体重個体ラットが既報(PLOS One 10;e0118586; 2015)の50%食事制限食では得られないことがわかり、本年度再度条件検討を行い45%制限食が効率的に低出生体重個体が得られることがわかり、現在、低出生体重個体の4週齢腎臓から抽出した蛋白および遺伝子の発現解析を行っている。さらに単離糸球体から培養した糸球体上皮細胞の解析も開始した。低出生体重個体に置ける腎症発症にミトコンドリア異常が関与している可能性を臨床的に検証を進めるため、平成28年度AMED村山班(ミトコンドリア病診療マニュアルの改定を見据えた、診療に直結させるミトコンドリア病・各臨床病型のエビデンス創出研究)との連携を開始し、本年度は皮膚線維芽細胞を用いたミトコンドリア酸素消費量の測定、およびOXPHOS酵素活性の測定を開始するとともに、新たな検査法として尿から培養した培養尿細管細胞による検査ができるよう、その方法論を確立した。またミトコンドリア遺伝子解析結果は血液を用いても、尿中落下細胞を用いても、あるいは腎組織そのものを用いても、同じ解析結果が得られることがわかった。尿中落下細胞による遺伝子解析が有効であれば、ヘテロプラスミーの問題があるミトコンドリア病の診断には有効である可能性がある。昨年度、既報に従い(PLOS One 10;e0118586; 2015)、妊娠10日以降から離乳期まで食餌量を50%に制限し低出生体重個体作成を行ったが、低出生体重固体を充分量得られず成功に至らなかった。本年度、食餌量を75%、45%、30%にし条件検討を行い、45%において低出生体重個体を得られつつ、出産直後の死亡もすくなく、個体を維持できることがわかった。45%食事制限で得られた低出生体重個体の4週齢から腎の組織を採取し、蛋白発現解析、遺伝子発現解析を開始した。また4週齢腎臓から糸球体を単離し、糸球体上皮細胞初代培養から蛋白、遺伝子を抽出し、蛋白発現解析、遺伝子発現解析を開始した。「ヒト低出生体重関連腎症症例のミトコンドリア遺伝子解析」については昨年度からAMED村山班(ミトコンドリア病診療マニュアルの改定を見据えた、診療に直結させるミトコンドリア病・各臨床病型のエビデンス創出研究)との連携を開始した。mt関連遺伝子異常がある際に、皮膚から培養された繊維芽細胞の酸素消費速度の低下が認められるため、現在2例の症例につき皮膚生検から得られた培養線維芽細胞の酸素消費量およびOXPHOS酵素活性の測定を開始した(結果は未)。来年度は更に5例程度の追加を計画している。また腎臓におけるミトコンドリアの状態は皮膚線維芽細胞よりも腎臓細胞のほうが反映することが予想される。そこで尿中落下細胞から尿細管を培養し、その培養尿細管細胞にてミトコンドリア酸素消費量や酵素活性を測定した方が診断に有用であると考えられる。
鉄筋コンクリート造内部柱梁接合部の梁降伏後せん断劣化機構の解明

鉄筋コンクリート造骨組の大変形時における挙動を把握するために、構造的に重要な部位である柱梁接合部について詳細な検討が必要と考え、実構造物に存在する様々な柱梁接合部の形状のうち、平面架構の内部柱梁接合部に対象を絞り3年間にわって研究を行った。準備作業として既往の実験資料を整理して、はじめに柱梁接合部の破壊形式に対する各研究者の定義・判定法を明らかにして、実験結果から数値的に破壊形式を分類する方法を考察した。その結果、破壊形式判定方法は確立できなかったが、必要な諸事項の考察が出来た。梁降伏後に接合部がせん断破壊する条件をパラメトリックに検討したところ、接合部のせん断入力量が大きな要因となることを示し、さらに梁主筋の付着性状などの重要なパラメータを組み合わせて複合的な検討を行った。平成13年度と14年度は接合部応力状態がより厳しくなる有偏心柱梁接合部のせん断抵抗性状を明らかにするため、実験的に検討を行った。接合部へのせん断入力量と偏心量をパラメータとした10体の試験体による加力実験を行い、偏心量とせん断耐力の関係、偏心に伴う2次応力の影響、特に偏心が接合部破壊のみならず梁曲げ破壊にも影響を与えることを明らかにした。接合部せん断耐力の評価には従来の有効幅の適用が出来るが、破壊現象と対応させて考える必要があることを示した。平成15年度は有偏心柱梁接合部のせん断抵抗機構を解析的に検討する目的で、前年度の実験で柱梁接合部せん断破壊を生じた無偏心、有偏心試験体3体を対象に、3次元非線形有限要素解析(FEM)を行った。諸現象を忠実に再環するために、諸要因の検討に基づき解析モデルを構築した。解析結果は、実験結果として捉えることが出来ない接合部コンクリートの応力分担を詳細に考察できた。また、2次元FEM解析において、梁主筋降伏後接合部せん断破壊試験体の挙動に与える梁主筋の付着性状の影響を解析的に検討した。兵庫県南部地震で実際に被災した建物について調査したところ、日本建築学会RC規準式では安全評価されるにも関わらず、実際には接合部破壊した建物が少なくないことが報告されている。この傾向は梁が柱に偏心して取り付く接合部に多く、偏心により接合部耐力が低下しているものと考えられるが、これまで偏心接合部に関する研究は無偏心接合部に対し極端に少なく、その性状については不明な点が多い。本研究は、偏心接合部における接合部せん断入力量が破壊形式に与える影響を明らかにすることを目的とする。試験体は中層建物の中間階内柱を想定した実寸の約1/2縮小模型とし、両側の梁心が柱心に対して同量に偏心して取り付いた偏心接合部を対象とした。実験変数は(1)偏心距離(60mm、125mm),(2)接合部せん断入力量,(3)接合部補強筋量とその配筋方法の3つである。何れも梁曲げ降伏先行後の接合部せん断破壊(B・J型)となるように接合部せん断入力量を梁の曲げ耐力によって調整し、接合部せん断破壊が梁降伏直後に生じる高入力と梁降伏後の大変形時に生じる低入力を想定した。以上の組み合わせで6体の試験体を用いて水平加力実験を行い、以下の知見を得た。1)偏心接合部では、梁降伏時の接合部せん断入力が大きいと偏心側で接合部せん断破壊が、反対側で梁曲げ破壊が進行した。2)偏心による接合部の捩れ変形のために梁付根断面の応力に偏在が生じ、引張応力・圧縮応力ともに偏心側で小さく、その反対側で大きくなる。このため偏心が大きいほど反対側断面のコンクリート圧縮域が局部的に圧縮限界に達するので、梁降伏耐力および梁曲げ終局耐力は計算値を下回った。3)接合部の偏心側に補強筋を多く配筋すると、わずかに接合部の捩れ変形が小さくなったが、耐力等への効果は少なかった。4)偏心接合部の場合には梁曲げ破壊を計画する際に、柱梁接合部耐力に大きな余裕度が必要である。

接合部せん断耐力の評価には従来の有効幅の適用が出来るが、破壊現象と対応させて考える必要があることを示した。平成15年度は有偏心柱梁接合部のせん断抵抗機構を解析的に検討する目的で、前年度の実験で柱梁接合部せん断破壊を生じた無偏心、有偏心試験体3体を対象に、3次元非線形有限要素解析(FEM)を行った。諸現象を忠実に再環するために、諸要因の検討に基づき解析モデルを構築した。解析結果は、実験結果として捉えることが出来ない接合部コンクリートの応力分担を詳細に考察できた。また、2次元FEM解析において、梁主筋降伏後接合部せん断破壊試験体の挙動に与える梁主筋の付着性状の影響を解析的に検討した。昨年度の実験では、柱梁接合部のせん断破壊耐力を確認することを意図した試験体が、偏心の影響による梁曲げ耐力の低下によってせん断破壊しなかったため、今年度は柱梁接合部のせん断耐力の確認を主目的として実験計画を行った。試験体は中層建物の中間階内柱を想定した実寸の約1/2縮小模型とし、両側の梁心が柱心に対して同量に偏心して取り付いた偏心接合部を対象とした。実験変数は(1)偏心距離(0mm、60mm、125mm),(2)接合部せん断入力量,(3)接合部補強筋量とその配筋方法の3つである。4体の試験体は柱梁接合部のせん断耐力を確認することを目的として、せん断破壊が先行するように梁曲げ耐力を十分に大きくした。偏心量を0,60,120mm各1体および125mm偏心を有し接合部補強筋量の多い試験体1体とした。残り1体は梁曲げ降伏先行後の接合部せん断破壊(B・J型)となるように接合部せん断入力量を梁の曲げ耐力を調整し、接合部補強筋が接合部破壊の制限に機能することを検討するために製作した。以上の組み合わせで5体の試験体を用いて水平加力実験を行い、以下の知見を得た。1)柱梁接合部のせん断破壊先行に設計した試験体は全て梁が曲げ降伏する前に接合部のせん断破壊により体力低下を示した。2)柱梁接合部がせん断破壊を生じた後も骨組の耐力が急激に低下することなく、靭性を有する挙動を示した。これは本実験で用いた試験体に適度の接合部補強筋が配されていたことに起因すると考えられる。3)柱梁接合部のせん断耐力は既往の提案式で求めることができるが、偏心の影響を有効幅で評価する場合には偏心量が大きくなるにつれて危険側の評価となる傾向が示された。4)偏心を有する柱梁接合部の有効幅の算定の際に、接合部の被りコンクリート部分を除いた幅を真の有効幅として既往の耐力評価式を適用したところ、制度良く評価できることを明らかにした。昨年度に行った鉄筋コンクリート内部柱梁接合部試験体を対象に、3次元非線形有限要素解析を用いて接合部内の応力伝達機構および破壊機構について検討を行った。以下の通り総括する。解析モデルの構築にあたり、次の点を特に考慮した。1)柱梁接合部の挙動に梁主筋の付着性状が大きく影響を及ぼすことから、梁主筋に対して直交方向に作用する柱曲げ圧縮力の影響を付着の構成モデルにおいて考慮した。2)予備解析において、偏心接合部の挙動に加力装置の捩り抵抗剛性が影響することが判明したため、捩り反力装置を忠実にモデル化した。3)梁端コンクリートは鋼製のカバーによる拘束効果を考慮して軟化を示さない鋼製モデルとした。解析結果により明らかになった点を列挙する。1)偏心接合部では、接合コンクリートが圧縮破壊する領域が梁取り付き側に集中するため、偏心の無い接合部に比べてせん断耐力が減少するが、耐力以降は耐力時に破壊しなかった領域のコンクリートが有効に機能するので耐力低下が緩やかとなる。