hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ダウン症児における口腔機能向上のための舌挙上装置の開発

ダウン症児は,口腔周囲筋の低緊張がよだれや構音不明瞭など多くの問題の原因となる。そこで,リンガルアーチのワイヤー部で舌を挙上し,口腔機能の発達を促す装置を発案しその有効性について調査した。ダウン症児12名(4歳12歳)を対象とし,装着前の口腔機能の問題点,装着後の改善点について,アンケート調査とともにビデオ解析により2名の評価者が判定した。結果I装着前:1)常に口が開いている(83.3%),2)風邪をひきやすい(100%),3)よだれが多い(58.3%),4)イビキをよくかく(66.7%),5)発語の程度:出ない・喃語(25%),単語(33,3%),二語文(33,3%),会話(8,4%), 6)マンマやブーなどの口唇音が出ない(25%),7)言葉が聞き取りにくい(100%),8)全身的疾患:気管支炎(66,7%),中耳炎(50%),扁桃腺肥大(41,7%)であった。これらの問題は,ダウン症児特有の口腔周囲筋の低緊張により発現している可能性が高いと考えられた。結果II装着後の変化:1)口が開いている時間:少し減った(50%),非常に減った(42%),2)よだれの状態:一時的に増えたがその後減った(8%),少し減った(17%),非常に減った(58%),3)イビキの状態:少し減った(33%),非常に減った(33%),4)発語の程度:出ない・喃語(0%),単語(0%),二語文(92%),会話(8%),5)マンマやブーなどの口唇音が出る(100%), 6)言葉が聞き取り易くなった(92%), 7)言葉が出るようになり性格が明るくなった(92%),8)自発的に話をするようになった(92%), 9)保護者や家族がわかる言葉が増えた(92%)など本装置により多くの口腔機能の改善が認められ言葉が聞き取り易くなったことで,対人関係にも影響を与えていた。以上により,本装置の有効性が示唆された。
難治性がん多様性メカニズムの解明に基づく先端的治療開発

多様性は癌の本質的特徴の1つであり、難治性・治療抵抗性を齎す要因である。次世代シーケンサーなどゲノム解析技術の発展によって様々な癌腫における遺伝子異常の多様性が解明され、分子サブタイプ分類に基づいたゲノム医療、プレシジョンメディシンへの応用が期待されている。消化器癌の難治性特異的な分子サブタイプの存在が明らかになったが、各々の分子生物学的意義が不明なため治療標的の開発には至っていない。本研究は(1)難治性がんサブタイプの多重ゲノム編集解析、(2)がん幹細胞の生体内治療抵抗性解析により、難治性がん多様性メカニズムを解明し、プレシジョンメディシン実装化のブレークスルーとなる最重要課題である。特に治りにくい癌の癌細胞には、特定の遺伝子異常が認められる。この研究では、まず、新しい遺伝子組み換え技術により複数の遺伝子異常を持つ悪性度の高い癌細胞を人工的に作り出す。作製した癌細胞を様々なマウスに植え、免疫チェックポイント阻害剤をはじめとする抗癌剤がなぜ効きにくいのか、そのメカニズムを研究する。癌組織には、癌の元となる細胞(癌幹細胞)があるが、癌幹細胞を簡単に見つけられるように工夫する。マウスの実験から得られる知見、すなわち、悪性度が高い理由、抗癌剤が効きにくい機序が明らかになり、その機序が実際のヒトの癌でも当てはまるとすれば、新しい抗がん剤の開発はじめとして、「悪性度の高い癌」、「治りにくい癌」に対する新しい治療法の開発につながる。
肥満者の疾病予防と健康増進のための体脂肪特異的減量を実現する食事理論の確立

体脂肪量を精密に定量評価するために、上下腹部CT検査と肝臓の1H-MRS検査から専用解析ソフトを用いて内臓脂肪総体積、腹部皮下脂肪総体積、肝内脂肪量の解析法を確立し、内臓脂肪総体積と肝内脂肪量の日本人における基準値を設定した。これらの評価法を用いて、肥満者における体脂肪特異的減量を実現するための新しい栄養バランス(炭水化物4045%、脂質25%、タンパク質3035%)による食事療法を確立し、従来バランス食(炭水化物55%、脂質25%、タンパク質20%)との比較前向き検討を行い、その有効性を確認した。平成26年度は研究を進める上での体脂肪の評価法に関する検討と新食材の開発、及び前向き研究のための対象者の登録を行った。詳細は以下の4点である。1内臓脂肪総体積と腹部皮下脂肪総体積の新しい評価システムを構築した。従来は申請者らが独自に開発したオリジナルソフトを使用していたが、フジフィルム社製の解析ワークステーション(Vincent)を導入した。同社と共同研究を行って従来法と比較した結果、高い相関性が認められ、新システムに切り替えても問題ないことを確認した(平成27年糖尿病学会で発表予定)。21H-MRSによる肝内脂肪量の定量評価法を用いて、非肥満健常者群とメタボリックシンドロームのリスクを1項目でも有する群との比較検討を行い、肝内脂肪量の正常値を設定した(平成27年国際糖尿病連合総会に演題投稿中)。3新バランス食(炭水化物4045%、脂肪25%、蛋白質3035%)の食事を無理なく継続できるための新食材をニチレイフーズ(株)と共同開発した。従来の高蛋白食材は脂肪含量も多いため、高蛋白と低脂肪の両立が困難であったが、新規に開発したものは、総重量33g中に蛋白質30g、炭水化物0g、脂肪1g、水分2gを含み、91%が蛋白質のみで構成される。入院患者を対象に食感と継続性に関するアンケート調査を行ったところ、高い評価を得た。かかる食材を用いて、従来バランス食(炭水化物5560%、脂肪25%、蛋白質1520%)と新バランス食の献立を完成し、糖尿病入院患者を対象に連続グルコースモニタリングを行い、血糖日内変動に及ぼす影響を検討した。新バランス食は平均血糖に影響しないが、血糖変動(標準偏差)を減少させる可能性を見出した。4肥満者の体脂肪と体重に及ぼす前向き研究を行うための対象者の登録は26年度から開始し、現在24例の同意を取得し、臨床背景因子の登録を完了した。平成26年度は上下腹部CTスキャン700800スライスの画像データから、フジフィルム社製ワークステーションの専用解析ソフトを用いて内臓脂肪体積と腹部皮下脂肪体積の定量評価法を確立した。平成27年度は400例の健診受診者を対象に本法を用いて男女別にメタボリックシンドロームに対する内臓脂肪体積のカットオフ値を解析し、その値に対するウエスト周囲長を相関分析と回帰直線から算出した。得られた結果を論文発表した。また平成26年度に申請者らが開発した肝S6セグメントを関心領域とする1H-MRS法による肝内脂肪量の定量評価法を用いて基準値を検討したが、平成27年度は内臓脂肪体積と肝内脂肪量の関係を350例の健診受診者を対象に解析を開始し、現在も継続中である。平成26年度は従来バランス食(炭水化物55%、脂質25%、タンパク質20%)に対して、新バランス食(炭水化物40-45%、脂質25%、タンパク質30-35%)の献立をニチレイフーズ社と共同研究し、高タンパク質の新食材を開発した。この新食材を用いた前向き研究を開始したが、平成27年度途中から新食材の製造委託業者が研究に必要な量の生産が困難となったため、新食材を使用しない新バランス食の献立を新たに設定した。平成27年度後半からこの内容で改めて前向き研究の対象症例を登録し、検討を開始している。平成27年度は内臓脂肪体積と腹部皮下脂肪体積の標準値、および肝内脂肪量の標準値(正常とメタボリックシンドロームを分別するカットオフ値)の設定が終了した。新バランス食は新食材を使用しない献立に変更したが、前向き研究の対象例は順調に登録されており、進行状況はおおむね順調である。平成28年度は本研究の最終年度であり、前向き研究の対象として、従来バランス食(炭水化物55%、脂質25%、タンパク質20%に設定)、新バランス食(炭水化物4045%、脂質25%、タンパク質3035%に設定)の2群に分類して1年間の前向き研究を行った。平成27年度末に新バランス食に予定していた高タンパク質新食材のニチレイフーズ社との共同開発品の量産が間に合わなくなったため、市販のプロテイン製品(SAVAS)に急遽変更し、これに伴う学内倫理審査委員会の臨床試験変更に関する承認を得た上で対象者の登録を平成27年度末から開始した。対象者は内服薬を使用していない肥満者でBMI 2540 kg/m2、設定エネルギー量は2527kcal/標準体重kgとし、従来バランス食群10例(男性4例、女性6例)、新バランス食群10例(男性4例、女性6例)の2群に無作為割り付けを行い、管理栄養士からそれぞれについて食事指導を行い、医師、看護師から運動も含めた日常生活全般の指導を行った。

両群とも毎月1回の外来受診とし、医師、管理栄養士、看護師から日常の食事摂取、活動量について確認と指導が行った。現在、18例が1年間の検討を全て終了し、あと2例が平成29年6月中に終了する予定である。終了した18例の内臓脂肪体積、腹部皮下脂肪体積、肝内脂肪量、下肢除脂肪量(下肢筋肉量)について解析中であるが、従来バランス食群のBMIは29.6±3.1から28.1±2.9 kg/m2、体重減少率は0.9±4.0%と軽度の低下であったのに対して、新バランス食群ではBMIが29.1±3.5から25.2±1.2 kg/m2、体重減少率が7.6±3.5%と中等度の低下を認めた。体脂肪量を精密に定量評価するために、上下腹部CT検査と肝臓の1H-MRS検査から専用解析ソフトを用いて内臓脂肪総体積、腹部皮下脂肪総体積、肝内脂肪量の解析法を確立し、内臓脂肪総体積と肝内脂肪量の日本人における基準値を設定した。これらの評価法を用いて、肥満者における体脂肪特異的減量を実現するための新しい栄養バランス(炭水化物4045%、脂質25%、タンパク質3035%)による食事療法を確立し、従来バランス食(炭水化物55%、脂質25%、タンパク質20%)との比較前向き検討を行い、その有効性を確認した。本研究の遂行に際して最も重要なポイントは3点である。第一は体脂肪の定量的評価法、第二は低炭水化物・低脂肪・高蛋白の具体的な献立作成、第三は対象者の登録である。平成26年度は第一に関しては内臓脂肪体積をこれまで以上に迅速かつ短時間に算出できる新評価システムを構築した。第二については91%が蛋白質で構成され、かつ良好な食感の新食材を開発した。第三については文書同意を得た対象者の登録作業を順次行い、さらに進行中である。以上より進行状況はおおむね順調と考えている。平成28年度は最終年度であり、半年間の前向き研究の対象例の登録を積極的に進展させ、臨床背景因子、ベースラインの検査データ、体脂肪に関する測定データの経時的変動を解析する。最終的に従来バランス群と新バランス群の体重、内臓脂肪、肝内脂肪、除脂肪量(筋肉量)、血液検査データの比較した上で、新バランス食の有用性について総合的な評価検討を行う。代謝・内分泌学平成27年度は対象者の登録をさらに進めつつ、背景因子の登録をすでに終えた対象者に対して、ベースラインの検査データ取得と食事介入を開始する予定である。また、共同開発した新食材に関する中長期的な使用におけるアンケートやデータ変動を解析し、特許出願の可能性に関する検討を行う。平成27年度の研究費は主に体脂肪評価に関わる画像検査用の消耗品、血液検査に関する経費、対象者への交通費、その他事務・通信費に使用する予定である。平成27年度は予定した検討症例数がやや下回ったため、臨床検査と画像検査、事務雑費に僅かな余剰を生じた。平成26年度は予定していた登録対象者の画像検査と血液検査が年度内に完了しなかったために、検査に関わるキット代や消耗品購入、事務費用が予算をやや下回ったために余りを生じた。余剰額は平成28年度に臨床検査と画像検査に関わる費用、および事務用品などの雑費購入に使用する。前年度に余った金額は平成27年度に画像検査と血液検査に関するキット類、消耗品、事務用品の購入に使用する。
学習者/教員のコアコンピタンス・センタードを指向するeラーニング環境に関する研究

本研究は、学習者/教員のコアコンピタンスの育成・強化機能を中心とするeラーニング環境を探求することをねらいとする。ここでは、学習者/教員のコアコンピテンスを以下のように捉える。学習者のコアコンピテンスとは、「学習する態度」である。具体的には、与えられた問題の効果的・効果的解決のために必要なリソースを収集・統合・整理・まとめあげる能力、およびメタ認知能力とする。また、教員のコアコンピテンスとは、「学習者のコアコンピテンス獲得を支援する能力」である。具体的には、課題設定力、学習活動に対するアセスメント力、そして成果評価とフィードバックを適切に行うための能力とする。学習は、教室や実験室など、リアルな世界を中心に行われている。一方、eラーニングを利用することで、教材・履歴などの管理が効果的かつ効率的になされる。リアルな世界での学習活動も、eラーニングで統括的に管理することが可能になると、学習者のコアコンピテンスである「学習する能力」や教員のコアコンピテンスである「指導する能力」を、学習環境の特性(リアル世界か、eラーニング世界か)に依存せず発揮させることができ、さらには強化・育成にもつながる。すなわち、本研究の目的は、リアル世界での学習活動とeラーニング世界での学習活動とを網羅的に包括した学習管理環境の実現である。この目標を達成するために、次の3点の工夫を試みた。1.リアル世界とeラーニング世界との統合・連携のために、リアル世界へのICデバイスの導入2.学習者に対する迅速かつ適切な学習情報提供のために、eラーニングでのOneStopサービスの実現3.学習および学習支援を効果的かつ効率的に実現するために、学習支援・評価ツールのWebServices化本研究の目的は、リアル世界とeラーニングの世界とを網羅的に包括した学習管理環境を実現することである。ここでは、学習者/教員のコアコンピタンスの育成・強化機能を中心とするeラーニング環境を探求することが意識される。本研究の目的達成のために、以下の3点の工夫を試みる。1.リアル世界とeラーニング世界との統合・連携のために、リアル世界へのICデバイスの導入2.学習者に対する迅速かつ適切な学習情報提供のために、eラーニングでのOneStopサービスの実現3.学習および学習支援を効果的かつ効率的に実現するために、学習支援・評価ツールのWebServices化平成16年度は主として、「リアル世界の活動を記録するための機構の整備」を行った。まず、ICデバイス利用による学習活動の記録形態、記録情報の内容、記録情報の活用方法の確認を行った。確認対象として、学生数および教室空間の容量に応じて、少規模(学生数10名程度。ゼミ室利用)/中規模(学生数50名程度。一般講義室利用)/大規模(学生数100名強。大教室階段利用)の3種を想定している。次に、ICデバイスの情報とeラーニングとの連携の可能性を確認した。ICデバイス上で機能するeラーニング用アプリケーションの仕様策定、およびeラーニング上で機能するICデバイス内の情報を取り込むためのアプリケーションの仕様作成を行う。各アプリケーションのプロトタイプを作成し、機能テストを行った。これらの研究成果は、日本教育工学会、教育システム情報学会、情報技術フォーラム、日本人工知能学会の各全国大会/研究会にて報告した。この目標を達成するために、次の3点の工夫を試みる。1.リアル世界とeラーニング世界との統合・連携のために、リアル世界へのICデバイスの導入2.学習者に対する迅速かつ適切な学習情報提供のために、eラーニングでのOneStopサービスの実現3.学習および学習支援を効果的かつ効率的に実現するために、学習支援・評価ツールのWebServices化本年度(平成17年度)の研究成果は以下の通りである。(1)eラーニングシステムとICデバイス管理機構との連携環境の調整(2)eラーニングでのOneStopサービスの実現のための情報処理機構の設計・実装当該学習者の現在の学習状況(授業参加状況、課題遂行状況など)と、学習者が関係する科目での授業進捗状態とをマッチングさせ、当該学習者にとって最適な学習情報およびアドバイスを、eラーニングシステムにログインした直後にシステム側から提示するための機構を整える。

具体的には、課題設定力、学習活動に対するアセスメント力、そして成果評価とフィードバックを適切に行うための能力とする。学習は、教室や実験室など、リアルな世界を中心に行われている。一方、eラーニングを利用することで、教材・履歴などの管理が効果的かつ効率的になされる。リアルな世界での学習活動も、eラーニングで統括的に管理することが可能になると、学習者のコアコンピテンスである「学習する能力」や教員のコアコンピテンスである「指導する能力」を、学習環境の特性(リアル世界か、eラーニング世界か)に依存せず発揮させることができ、さらには強化・育成にもつながる。すなわち、本研究の目的は、リアル世界での学習活動とeラーニング世界での学習活動とを網羅的に包括した学習管理環境の実現である。この目標を達成するために、次の3点の工夫を試みた。1.リアル世界とeラーニング世界との統合・連携のために、リアル世界へのICデバイスの導入2.学習者に対する迅速かつ適切な学習情報提供のために、eラーニングでのOneStopサービスの実現3.学習および学習支援を効果的かつ効率的に実現するために、学習支援・評価ツールのWebServices化
非言語的な理解の伝達と創造的な即興性を支援するシステムデザイン指針の研究

本研究は、非言語的な理解の伝達と創造的な即興的行為を促進する環境のデザインの要件を探求するため、第1に、日本と韓国の伝統芸能伝承の実態と即興的な行為のプロセス、モーションキャプチャ・データ等の情報技術利用可能性について、観察、実験、インタビュー、質問紙調査をおこなった。第2に、企業の経営管理者と専門職を対象に、非言語的な理解の獲得、伝承の実態に関する事例研究を21事例について実施した。本研究は、非言語的な理解の伝達と創造的な即興的行為を促進する環境のデザインの要件を探求することを目的としている。本年度は、非言語的な暗黙の理解の伝達が中心となる伝統芸能の伝承への情報技術の利用可能性を実証的に研究した。具体的には、韓国伝統舞踊、韓国伝統打楽器、日本舞踊をフィールドとして、モーションキャプチャ・データ等に基づいて数種類の教材用の映像を作成し、実践者に呈示し、実践者の評価やパフォーマンスの変化を見る実験とインタビュー、質問紙調査をおこなった。その結果、さまざまな情報属性を盛り込んで現実に近づける情報付加的な情報技術の使い方よりも、身体の動き等の特定の情報属性に絞り込んで見せる情報削減的な使い方が、学習者に気づきが生じ行為が改善されるフィードバック・ループを生させることが観察され、特に時間的社会的普遍性のある基本の学習への利用に有効であった。高度な身体技法の習得が必要とされる伝統芸能のように暗黙の理解の比重が高い状況下では、自分の行動を言語的な理解だけで分析することは難しく、自分の求めている行為と現実の行為の間のギャップを感知することで、論理的な思考だけでなくイメージや身体感覚も動員した行為の中の省察が喚起される。特定種類の情報に絞り込む情報削減的な情報技術の使い方をすることはこの行為のギャップを感知することに有効であると考えられる。本研究は、非言語的な理解の伝達と創造的な即興行為を促進する環境のデザインの要件を探求することを目的としている。平成23年度は、主に、非言語的な暗黙の理解のメカニズムを探るため伝統芸能の伝承への情報技術の利用可能性についてのフィールドワークを継続すると同時に、創造的な即興的行為を促進する環境条件について実験をおこなった。伝統芸能伝承に関するフィールドワークでは、韓国の伝統芸能伝承の場の映像記録と参与観察、舞踊、伝統音楽、演戯の伝統芸能継承者へのインタビュー調査を実施した。即興的な行為が生じるメカニズムと促進条件に関しては、韓国の伝統舞踊、伝統音楽の実践家3名を日本に招聘し、一般の観客の前で即興的なパフォーマンスをおこない、その過程を映像に記録し、3者の間にどのようなインタラクションが生じたかを詳細に分析する実験をおこなった。23年度は、研究成果として、日本と韓国の伝統芸能伝承におけるモーションキャプチャ利用の実証研究が査読付き論文誌に掲載された。創造的な行為を誘発するプラットフォームに関する概念研究も単行本として共著で刊行された。また、IT伝承支援研究公開講座PartIII「身体を知る、身体で知る」を開催し、一般受講生80名を集め、研究内容をわかりやすく一般に伝える講演と創造的な即興行為に関する公開実験、および受講生が研究テーマである身体知を実感できるワークショップを実施した。さらに、伝統芸能伝承との比較対象フィールドとして、企業のホワイトカラー職場の暗黙知の伝達と創造的な即興行為に関する予備調査も開始した。本研究は、非言語的な理解の伝達と創造的な即興的行為を促進する環境のデザインの要件を、日本と韓国における伝統芸能の伝承現場を主たるフィールド、ホワイトカラー職場における暗黙知の伝達を比較参照フィールドとし、情報技術を活用した実証実験、インタビュー、参与観察等の社会科学の方法論に基づいた多様な調査分析手法を用い、物理的な空間の設計、デジタルツールと伝統的な道具の機能と配置、学習の場に参加する人間の関わり方、周辺的に関与する集団、社会的文化的な背景、及びそれらのインタラクションを検証し、領域横断的なシステムデザインへの含意を探求することを目的とする。平成24年度は、第1に、企業の経営管理と専門職、を対象に、非言語的な理解を獲得した状況、プロセスとその伝承に関するインタビューを21事例について実施し、学習者と学習に関与する者との間のコミュニケーションの形により、1対1型、スター型、メッシュ型が見られ、獲得される知の特性にも違いがあることを見いだした。1対1型は特定の個人が持つ価値観、情動に密接に関わるスキルや身体知の獲得に適し、スター型は多視点性が必要なコンプチュアルな知の獲得に適し、メッシュ型は社会的な関係性に関する知の獲得に適し、個人の能力に依存しないというメリットがある。第2に、非言語的な暗黙の理解のメカニズムを探るため伝統芸能の伝承への情報技術の利用可能性についてのフィールドワークを継続して実施しデータをとりまとめた。平成24年度中の研究活動の成果は、現在とりまとめ中のものもあるが、経営者・専門職・管理職への調査の結果の一部を学会誌に投稿し、掲載されている。交付申請書に記載した研究の目的はすべて達成している。24年度が最終年度であるため、記入しない。

平成24年度は、今までのフィールドリサーチによって得られたデータを分析し、学会や一般向けに発表する準備をおこなうと同時に、韓国の伝統芸能とホワイトカラー職場をフィールドとした実証研究を引き続き進める。韓国伝統芸能のフィールドでは、伝統芸能伝承の場の映像記録と参与観察、インタビューをおこない、暗黙の理解がどのように伝えられているかを分析する。伝統芸能伝承との比較対象フィールドとしてのホワイトカラー職場での研究では、企業マネージャーと専門職の暗黙知の伝達と即興的な行為に着眼し、マネージャーおよび専門職についている企業勤務者に対してインタビュー調査を実施する。なお、23年度の予備調査では当初ホワイトカラー職場の中で工業デザイナーの暗黙知に着目していたが、研究の応用可能性を高めるため、24年度からは企業のマネージャーと専門職の暗黙知に対象を拡大する予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
高電界加速に付随する結晶構造由来の高周波放電メカニズムの解明

高加速電界では、電磁波を閉じ込めている加速空洞の表面で放電が発生する。数100万回に一度の頻度で発生するこの放電の種が、多結晶構造に関係していると仮説を立てた。結晶構造研究のため、高純度の巨大結晶材料で機械加工と熱処理を経て表面形成し、高分解能顕微鏡や放射光で評価した。結晶方位による表面形状の違い、結晶粒界に沿った溝構造、表面へのパルス的な熱印加による時間依存の表面歪み、等が明らかになった。研究目的:真空高電界下での放電現象を理解するために、そのメカニズムに大きく関わると推定する材料(銅)の結晶構造に焦点をあてる。巨大結晶を用いた試験体を用いて放電現象、及びそれに関連する表面の結晶特性を評価して関連を研究する。平成22年度研究開始:本研究において必須の、高純度であり、しかもそのために大きい結晶サイズを有する材料を選択購入し、この表面の特徴をつかむために、小サンプルを相当数製作した。φ15mmのサンプルを荒加工したものであり、今後これに各種の加工を施して表面の結晶の特徴を観察する予定である。また、この材料を用いた高電界試験用のセットアップの電気的設計を行ったので、次年度(平成23年度)にこれを完成させ試験に供す。また、本課題申請以外の予算措置による活動であり、この試験を行うために必須の試験設備を組み立てつつあったが、東日本大震災によるエリアや機器の損傷により、遅れが生じている。しかし現在の見通しでは、これを完成させて平成23年度より高電界試験を開始する予定である。研究目的:真空高電界下での放電現象を理解するために、そのメカニズムに大きく関わると推定している材料(銅)の結晶構造に焦点をあてる。平成23年度:H23年度に、巨大結晶を用いた表面観察用の小サンプルを製作した。H24年度にはこれに現実的な加速管製造過程に対応する処置を施して、表面の変化を観察する。SEMやX線等用いて行う。またH23年度には、単セル高電界試験空洞の一号機目の電気設計を行った。この設計では、各種の結晶由来の機構を研究すべきセットアップが可能な標準形状を採用した。これに基づき、パーツ加工とロウ付けを経て試験サンプルを製作した。更に同様のセットアップを構成できることの出来る、巨大結晶を用いた試験サンプルパーツや、表面結晶構造の全く異なると考えられる全面ミリングで形成したセルを製作してある。震災後、高電界試験設備の復旧を進めると共に、試験に必要な電磁波の供給経路を確立し、また試験セットアップを高真空下で試験することを可能とするための真空排気系の整備、及び試験セットアップの交換を行うときにクリーンな環境を実現できる設備を確立した。また、高電界試験で重要な情報となる、位相情報のとりだしプログラムを立ち上げた。これを用いて高電界試験を遂行できる準備が整った。以上により、平成24年度より高電界講験を開始できる見通しが立った。高エネルギー加速器への応用の鍵を握る重要なテーマとして、高電界下での真空放電現象を理解するために、そのメカニズムに大きく関わると推定している銅材料の結晶構造に焦点をあてて研究をすすめる。このため結晶構造を評価解析しやすい巨大結晶を用いた試験体を用いて、放電現象、及びそれに関連する表面の結晶特性を評価して関連を研究する。表面観察用の小サンプルを製作し、電子顕微鏡(SEM)や放射光(SR)を用いて加工形成面、熱処理面による変化等の観察を行った。SEMでは加工時の傷やミリングの加工変質層による表面形状が、熱処理、特に水素雰囲気炉、での高温処理過程で平滑化されることが理解できた。また、SRにより表面近傍の材料ストレスを計測した。更にレーザー照射で短時間に表面に入力された熱によるストレスの時間変化も計測することに成功した。これらを用いて、高電界下での長期運転を下手材料が如何に変化していくかを検証することへの目処がついた。高電力高周波での評価を行うため、一つのセルに電磁界が集中する「単セル高電界試験空洞」の一号機を製作し電気的調整を行った。同様の構成で材料や構造に対する評価研究のため、巨大結晶を用いた試験サンプルパーツや、表面結晶構造の全く異なると考えられる全面ミリングで形成したセルを製作して、これらを組み立てるための製作工程を確立した。基礎試験に必要な電磁波の供給システムを確立し、また試験セットアップを高真空下で試験することを可能とするための真空排気系整備、及び試験セットアップの交換を行う時にクリーンな環境で作業を遂行できる設備を確立したので、これを用いて高電界試験を始める。平行して加速管の高電界試験を進め、基礎メカニズム理解と実際の加速管での特性評価の関連を研究する。震災により、試験設備確立が遅れたことにより、高電界試験は最終年度でようやく実施可能になった。24年度が最終年度であるため、記入しない。方針変更はなく、高電界での試験を遂行することが最重要と考える。
癌関連遺伝子を標的とする遺伝子操作による温熱感受性の制御

どの活性型癌遺伝子および癌抑制遺伝子が温熱抵抗性または放射線抵抗性をもたらすかのメカニズムを追求することを目的としている。具体的には,(1)温熱抵抗性または放射線抵抗性癌細胞がどの癌関連遺伝子に変異を持っているかを明らかにする。(2)ヒトおよびマウスの培養細胞に遺伝子操作を行った各種癌関連遺伝子やそのアンチセンス遺伝子を導入し,それらの細胞の温熱抵抗性および放射線抵抗性の変化を調べる。(3)変異をもった癌関連遺伝子産物がどのようなしくみで温熱や放射線に対する抵抗性を獲得することに働くかを明らかにする。癌細胞の温熱感受性を担う遺伝子としてp53・TNF・E1A・Kuなどの癌関連遺伝子群が同定され,遺伝子操作による突然変異をもたせた遺伝子やアンチセンス遺伝子の導入による温熱感受性を制御することができた。また癌細胞で温熱処理によって引き起こされる形質発現誘導のしくみが,放射線によって誘発されるシグナルトランスダクションによく似ており,プロテインキナーゼC (PKC)を介していること,p53の遺伝子型によることも明らかにされた。一方遺伝子損傷を伴わない低温や低pHによってもp53を中心としたシグナルトランスダクションが誘導されることが明らかにされた。さらに放射線や制癌剤と温熱との併用では,温熱によって誘導されるHSP72の誘導を抑制することによって癌細胞の温熱感受性を増強することがわかった。このように癌細胞の温熱感受性に関わる遺伝子群の同定とは温熱感受性の制御が遺伝しレベルで行えるようになってきた。
北太平洋高緯度域における第四紀後期の地球磁場変動:古気候研究とのリンケージ

相対古地磁気強度変動を用いて、オホーツク海の3地点で採取されたピストンコア(MR0604-PC05,06,07)の年代推定を、1万年オーダーの分解能で行うことに成功した。コアPC05は過去約50万年間、PC06,07は約35万年間をカバーしている。相対古地磁気強度によるコア間の精密対比と磁気特性の変動より、最北のPC05サイトでは間氷期最盛期に氷礫が供給されたのに対し、南側のPC06,07サイトでは氷期に氷礫が供給されたと推定され、気候変動に伴う海氷分布の変遷に関する情報が得られた。調査船「みらい」MR06-04航海でオホーツク海の3地点、ベーリング海の3地点から得られたピストンコアの古地磁気・岩石磁気測定を行った。オホーツク海のコアは、磁気的性質が相対古地磁気強度を求めるのに適しており、人工磁化ARMを用いて堆積物の磁化獲得効率変化を補正することにより、自然残留磁化強度から相対古地磁気強度変動を復元することができた。得られた相対古地磁気強度変動を北西大西洋のODP Site 983のそれと対比することにより、3本のコアの年代を1万年オーダーの分解能で推定した。相対古地磁気強度によるコア間の対比により、サイト間の氷期-間氷期変動に伴う堆積環境の違いが明らかとなり、海氷分布の変遷に関する情報が得られた。オホーツク海からは、調査船「よこすか」YK07-12航海で今年度さらにコア試料が採取された。今後古地磁気・岩石磁気測定を行うことにより、古環境変動に関する情報がさらに得られると期待される。ベーリング海の堆積物コアについては現在測定中であるが、初期続成作用による磁性鉱物の溶解が起きている可能性が高く、通常の方法では相対古地磁気強度変動を復元することは難しいことが判明した。相対古地磁気強度の信頼性を確保するためには、堆積物の磁化獲得効率の補正に用いる人工磁化の選択が重要であり、そのためFORC図を用いて海底堆積物中の磁性鉱物の磁気相互作用を評価した。人工磁化ARMは、磁性鉱物粒径の違いを補正するのには適しているが、磁気相互作用の程度の違いに強く影響される欠点がある。オホーツク海の堆積物については、これらのことを検討した結果ARMを採用した。昨年度は、「みらい」MR06-04航海でオホーツク海より採取された3本のピストンコア試料について、相対古地磁気変動を用いてコア間の精密対比を行い、場所による古環境変動の違いを明らかにした。しかし、ピストンコアでは表層部が採取時に物理的に乱されてしまうことが多く、約10万年以降の部分では良質のデータが得られなかった。これを補うため本年度は、調査船「よこすか」YK07-12航海において前述のピストンコアと同一地点で採取されたグラビティ・コアについて、古地磁気・岩石磁気測定を行った。磁化率を用いた対比により、ピストンコアでは最表層の堆積物が欠如していることと、表層で実際の深さよりコア長が長くなるオーバー・サンプリングが起きていることが明らかになった。MR06-04航海ピストン・コアとYK07-12航海グラビティ・コアから得られたデータを統合することにより、過去約50万年間の古地磁気強度変動曲線が完成した。相対古地磁気強度変動を用いて、北半球高緯度と南半球高緯度の堆積物コアの精密年代対比を行うことにより、古環境変動イベントの南北差の検出など古気候変研究に資することを目的として、2009年23月に実施された調査船「みらい」MR08-06航海において、南東太平洋にて3本のピストンコア試料を採取した。予察的な物性測定の結果、チリ海溝に近いサイトのコアは約100万年の古地磁気変動を記録していて、北半球コアとの古地磁気強度を用いた精密年代対比が可能と考えられる。
竹チップの吸水性に着目した高含水比粘性土の地盤改良技術の開発

研究成果は、1)竹チップの吸水効果は、時間経過に伴い変化し、12時間後に一定値を取ることが分かった。2)竹チップ混合土の強度は、竹チップの添加率の増加に伴って増加し、トラック運搬強度を満足する。3)竹チップと固化材を併用した処理土は、竹チップの形状、土質試料、設定含水比の違いに関係なく、盛土の要求強度を満足する。また、処理土に使用する固化材添加量の削減も可能である。4)竹チップ混合固化処理土は、竹繊維が引張補強材として働き、脆性的な破壊形態の改善や変形追随性の向上が期待でき、十分な改良効果が得られた。5)竹チップ混合処理土は、腐朽による影響は少ない。平成26年度は,まず機械器具費で購入した竹粉砕機を用い,伐採された竹のチップ化において一般的に発生するチップの形状(大きさ,長さ)の確認を行ない,形状の異なる3種類の竹チップを用いて以下の検討を行った.1竹チップの吸水特性の把握:水の中における竹の吸水性は,乾燥竹の方が吸水効果が高く、竹チップの持つ膨張収縮挙動により、一旦吸水した水が放出し,6時間程度で一定に落ち着くことが示された。また,透水性の低い粘土中では、水の中での吸水量は得られないが、ほぼ同様な吸水挙動を示すことが分かった。また、伐竹直後でも形状が小さければ吸水による改良が可能となることが示された。2吸水泥土処理の検討:運搬可能な必要吸水材添加率は、塑性指数の高い試料ほど含水比の影響を受けることが示唆された。また,吸水処理後のセメント改良土において吸水材添加率の増加は一軸圧縮強さを低下させ、試料の塑性指数が高いほど一軸圧縮強さは増加することがわかった。3竹チップ混合処理土の締固め特性の把握:竹チップ混合処理土の締固め特性は、竹チップの長さの影響はみられず、添加率の増加に伴い、締固めにくくなり、最大乾燥密度が低下し、最適含水比が高くなることを示した。2)処理土の圧縮強度は、同一セメント量においてチップ長が長くなると強度増加し、チップ添加率の増加とともに強度低下を示すことが明らかになった。さらに材料の曲げ強度特性は、竹チップ混入により曲げ強度が増加し、延性的な挙動を示すことが明らかとなった。4竹チップ混合処理土内の腐朽状態の把握:強制腐朽させた供試体は、粘土に直接腐朽による進行は見られず、供試体の表面の竹の腐食によるものであることが明らかとなった。強制腐朽させた供試体の一軸圧縮強さは、腐朽させていない供試体より強度が若干低いものの強度の持続性としては高い性能を示し、長期耐久性の可能性が示された。平成27年度は、機械器具費で購入した竹粉砕機を用い、伐採された竹のチップ化において一般的に発生するチップの形状(大きさ、長さ)の確認を行ない、形状の異なる3種類の竹チップを用いて以下の検討を行った。1竹チップの吸水特性の把握:水の中における竹の吸水性は、乾燥竹の方が吸水効果が高く、竹チップの持つ膨張収縮挙動により、一旦吸水した水が放出し、6時間程度で一定に落ち着くことが示された。また、透水性の低い粘土中では、水の中での吸水量は得られないが、ほぼ同様な吸水挙動を示すことが分かった。2吸水泥土処理の検討:運搬可能な必要吸水材添加率は、塑性指数の高い試料ほど含水比の影響を受けることが示された。また、吸水処理後のセメント改良土において吸水材添加率の増加は一軸圧縮強さを低下させ、試料の塑性指数が高いほど一軸圧縮強さは増加することがわかった。竹チップ吸水材のみによる改良効果の検討では吸水材の絶乾状体から水の吸水できる限界状態を算出することができた。さらに粘土中での吸水可能な水分量の予測が可能となり、実地盤における改良のための必要吸水材添加量が算出可能であることが示された。竹チップ混合処理土の材料特性の検討では、吸水材添加量B=30%以上になると竹チップが骨格を形成し、延性的せん断挙動はみられるもの一軸圧縮強さは低下した。

また、吸水材添加量B=30%以下では竹の吸水効果並びに靱性効果を発揮し、延性的でかつ一軸圧縮強さの上か傾向が示され、竹チップの有効化が示された。竹チップ改良土の腐朽の検討ではオオウズラタケとカワラタケの2種類の菌を用いて竹チップ改良土を強制的に腐朽させ実験を実施した。菌の腐朽状態は質量変化で管理されるが、改良土の腐朽の定義がないことから、一軸圧縮試験の実施に至るまでの時間的な制約を受けることから、今後に腐朽形態の時間的な変化を含めた検討が必要であることが示された。1.吸水材のみによる改良効果:チップ化した竹は繊維質でポーラス状であり、水分を吸収する性質を持っている。この竹の吸水特性を活かして地盤改良に用いるため、まず、水のみの吸水試験を行い、その後実際の高含水比粘性土における吸水改良効果の検討を行った。その結果、竹チップの吸水量のメカニズムとして、竹チップの質量の約2倍の水分を吸水し、汚泥に関しては、粘土の種類に関係なく、含水比が高い粘土ほど、その効果を発揮した。また、運搬・搬出が困難な汚泥に対し、竹チップの吸水効果により運搬・搬出可能なコーン貫入値qc=200kN/m2まで十分な改良効果を得た。さらに必要な竹チップ添加量を汚泥粘土の含水比から算出を可能とした。2.吸水材に固化材を併用した混合材料の改良効果:底泥・高含水比粘性土を竹の吸水効果により運搬可能なものとした後の利活用として固化材を添加し、その利用方法について検討を行った。その結果、底泥に吸水材を混ぜ合わせた材料に固化材を添加させ、盛土材料使用時の目標強度がqu=300kN/m2程改良を可能とした。コスト削減から固化材添加量を限りなく抑えるための吸水材の最適な配合量についての検討をい、一般セメント量に比べ714%程度削減することが示された。3.吸水材の腐朽の検討:竹廃材や廃木材を吸水材及び固化材と併用して使用した場合、盛土材等に活用していく上では、竹の自身の腐朽の検討が重要となる。また、実際に竹と固化材を併用した場合においての長期的耐久性の強度変化の検討が必要となる。そこで、酸化促進による有機物の分解が、吸水効果や引張り強度に与える影響について、オオウズラタケ及びカワラダケを用いて強制腐朽し、腐朽後における強度特性及び、環境の変化において検討を行った。その結果、乾燥状態及び固化材を添加した場合では腐朽傾向はみられず、竹のみの含水比の高い状態では腐朽が確認できた。腐朽試験において、竹チップと固化材を併用した場合では、腐朽規定における質量の低下はみられなく、腐朽に伴う強度の低下はみられなかった。一方で腐朽菌による水分生産や、pH変動に伴う状態変化が観測され、更なる検討の要素がみられた。竹チップ混合固化処理土の強度変形特性を検討し、竹チップを用いた軟弱地盤改良の長期耐久性の把握を行い、竹材を有効利用した軟弱地盤改良技術の確立を目指すことを目的としている。1)軟弱地盤改良に使用する竹チップの吸水特性の把握、2)竹チップを用いた高含水比軟弱地盤改良効果の検討、3)竹チップと固化材を併用し、改良を行った「竹チップ混合固化処理土」の力学特性の把握、4)竹チップ混合固化処理土を解砕し締固めた「解砕締固め処理土」の力学特性の把握、5)腐朽菌を用いて強制腐朽させた竹チップ混合固化処理土の強度・変形特性及び長期耐久性評価、について以下の知見を得た。1)粘土中では水中と比較すると吸水効果は低下するが、高含水比粘性土において水中と近い吸水効果を発揮することが示された。また、物理特性の異なる粘土試料においては、液性限界の高い粘土試料ほどその吸水効果を発揮することが示唆された。2)竹チップ添加率の増加に伴い、竹の吸水効果と竹チップ繊維の影響によりコーン指数は増加し、本実験の目標強度であるトラックで運搬可能な強度qc=200kN/m2を満足した。
テラヘルツ波パラメトリック発振器を用いた分光装置の高感度化とその応用

本研究の目的はテラヘルツ波パラメトリック発振器(TPO)の高出力化を行い,TPOを用いた分光装置の高感度化である.また,本研究で開発した光源を用いて水溶液の分光測定を可能にする.本年度は昨年度に引き続きTHz波の高出力化を行うため,新たな共振器構成を検討した.TPOはMgO : LiNbO_3のフォノンポラリトンを利用したパラメトリック発振によってTHz波を発生している.しかし,MgO : LiNbO_3のTHz波帯での吸収係数は大きく,発生したTHz波は結晶内部で吸収されてしまうため取り出し効率が低かった.そこで,本研究ではノンコリニアな位相整合条件を利用して,励起光およびアイドラー光を結晶の端面で全反射させながらアイドラー光に共振器を構成し,全反射面付近で発生したTHz波を外部に取り出す構成を提案した.結果としてMgO : LiNbO_3の吸収係数が大きな高周波側で,出力が向上した.具体的には1.5THz以上で,従来のTPOに比べ最大で10倍以上の高出力化に成功した.これは,アイドラー光および励起光の全反射面付近で発生したTHz波が外部に取り出されるため結晶中の伝播距離が短く,吸収損失が低減されたためであると考えている.このことから,本光源を分光装置に用いることで広い周波数範囲でS/Rが向上し分光装置としての高感度化が可能であるといえる.さらに,本研究チームで開発したTHz波帯に対して比較的透明な樹脂を窓とした液体セルを用いて,純水の透過分光を試みた.試料の厚さは25μm,50μm,100μmである.測定は室温環境で行水の吸収係数を測定した.2年間の研究進展を通して,TPOの共振器ミラーおよび共振器の構成を見直すことで,高出力,低しきい値化が可能であることが分かった.また,本手法を用いたテラヘルツ波光源を用いて吸収の強い液体サンプルの透過分光測定が可能であることを実証した.本研究の目的はテラヘルツ波パラメトリック発振器(TPO)の高出力化を行い,TPOを用いた分光装置の高感度化である.また,開発した分光装置の応用として水溶液のような吸収の大きなサンプルの分光測定の実現も目指す.今年度は,TPOの高出力化として,THz波発生に用いる非線形光学結晶のペルチェ冷却による手法,および,波長選択性の優れた誘電体多層膜ミラーを用いた短共振器化に関する検討を行った.TPOに用いている非線形光学結晶(LiNbO_3)をペルチェ素子で233Kに冷却すると,1.53THzにて吸収係数が約2040cm^<-1>低減することから,THz波の出力を向上することができる.実験に用いたTPOは,ファブリーペロー型共振器であり,4個のペルチェ素子によって結晶を233Kまで冷却した.結果として,常温動作に比べ約3倍の出力向上を実現した.また,LiNbO_3結晶を用いたTPOは,励起光及びアイドラー光の位相整合角が小いため,2光波の空間的な分離が難しく短共振器化が困難であった.今回,新たに開発した誘電体多層膜ミラーは励起光(波長1.064um)を透過し,アイドラー波長域(>1.068um)では90%以上の高い反射率を有していことから,TPOの共振器長の大幅な短縮化が可能となった.その結果,テラヘルツ波の発振閾値は23%減少(1.5THzにて)し,出力は発振周波数帯域で2倍以上向上していることを確認した.これは,短共振器化に伴う回折損失の低下および,励起光とアイドラー光の相互作用時間を長くすることができたことによるものと考えている.今年度開発した手法はいずれも設定の簡易性に優れており,かつTHz波の出力向上を可能にした.本光源をテラヘルツ波分光装置の光源として用いることで,より高感度な分光装置の開発が期待できる.来年度はテラヘルツ波の水溶液の分光を行う.本研究の目的はテラヘルツ波パラメトリック発振器(TPO)の高出力化を行い,TPOを用いた分光装置の高感度化である.また,本研究で開発した光源を用いて水溶液の分光測定を可能にする.本年度は昨年度に引き続きTHz波の高出力化を行うため,新たな共振器構成を検討した.TPOはMgO : LiNbO_3のフォノンポラリトンを利用したパラメトリック発振によってTHz波を発生している.しかし,MgO : LiNbO_3のTHz波帯での吸収係数は大きく,発生したTHz波は結晶内部で吸収されてしまうため取り出し効率が低かった.そこで,本研究ではノンコリニアな位相整合条件を利用して,励起光およびアイドラー光を結晶の端面で全反射させながらアイドラー光に共振器を構成し,全反射面付近で発生したTHz波を外部に取り出す構成を提案した.結果としてMgO : LiNbO_3の吸収係数が大きな高周波側で,出力が向上した.具体的には1.5THz以上で,従来のTPOに比べ最大で10倍以上の高出力化に成功した.これは,アイドラー光および励起光の全反射面付近で発生したTHz波が外部に取り出されるため結晶中の伝播距離が短く,吸収損失が低減されたためであると考えている.

このことから,本光源を分光装置に用いることで広い周波数範囲でS/Rが向上し分光装置としての高感度化が可能であるといえる.さらに,本研究チームで開発したTHz波帯に対して比較的透明な樹脂を窓とした液体セルを用いて,純水の透過分光を試みた.試料の厚さは25μm,50μm,100μmである.測定は室温環境で行水の吸収係数を測定した.2年間の研究進展を通して,TPOの共振器ミラーおよび共振器の構成を見直すことで,高出力,低しきい値化が可能であることが分かった.また,本手法を用いたテラヘルツ波光源を用いて吸収の強い液体サンプルの透過分光測定が可能であることを実証した.
中小規模空間構造と非構造材の統合型制振によるパネル材等の落下防止と耐震社会の実現

幼稚園や保育園の遊戯室、学校体育館、スポーツホール等の10mから60mほどまでの中小規模空間構造における非構造要素パネルすなわちガラスや木毛セメント、ALCのパネル、在来金属系下地天井のパネル等を対象とする。そして、本構造が極大地震を受けた時にそのパネルの崩落から生命を守る人的安全性について保障することを研究の主な目的とする。本構造の地震時安全限界の尺度として屋根やパネルの崩落すなわち屋根やパネル吊材の鉛直荷重支持能力に着目する。パネルの崩落現象を経験工学的な視点からも解明し、高所の落下物から人命を保護するために独創的な落下防止統合型制振システムを先駆的に発展させたものである。幼稚園や保育園の遊戯室、学校体育館、スポーツホール等の10mから60mほどまでの中小規模空間構造における非構造要素パネルすなわちガラスや木毛セメント、ALCのパネル、在来金属系下地天井のパネル等を対象としている。本研究の目的は、むくりのある構造特有の面外振動と積雪荷重により励起される地震応答増幅の制御方法を明確に示す。次に、パネルの崩落現象を経験工学的な視点からも解明し、高所の落下物から人命を保護するために独創的な落下防止統合型制振システムを先駆的に発展させることである。常時微動測定に基づいた構造要素と鋼製天井要素の立体解析モデルの構築、及び時刻歴応答解析による連成振動性状と作用地震力の分析・検討を以下のように行った。既存学校体育館の構造躯体(ギャラリー位置)と天井(天井パネル位置)で測定した常時微動記録や実地調査結果を平成26年4月に施行された天井の基準等(建築基準法施行令の一部改正案)と照合させながら検討し、接合部や取り付け部の詳細を図面化する作業や調査結果の分析・検討を行った。そして、本研究目標を達成するために、まず常時微動測定の固有周期にほぼ一致する構造要素と鋼製天井要素の立体解析モデルを構造図や耐震診断結果等を用いて構築した。次に、その時刻歴応答解析から構造要素と鋼製天井要素の連成振動の解明とともに振れ止めブレースや水平補剛材等の鋼製天井要素に作用する応力や変形等の応答、等価静的地震力、作用震度等を解明した。交付申請書に記載した研究目的・目標や研究実施計画に本研究実施状況を照らした結果、ほぼ記載したとおりに実施できていることが確認できた。そして、本構造が極大地震を受けた時にそのパネルの崩落から生命を守る人的安全性について保障することを研究の主な目的としている。平成28年度の研究実績は以下のとおりである。二層立体トラス構造は一般に軽量で曲げ剛性が高いことから、大スパン建築物における屋根構造や壁構造にしばしば用いられることがある。しかしながら、最大耐力以降において溶接部破断や部材座屈といった脆性的な崩壊が生じ、さらに個々の部材の脆性崩壊が連鎖的に進展することで構造全体の急激な耐力低下による崩壊やガラスパネル等の二次部材の落下につながる恐れがある。そのため、安全限界レベルにおいても許容応力度を用いた弾性設計を採用することが多いものと考えられる。本研究では、ヒューズ型接合部を有する曲面形二層立体トラス壁を対象とした。そして、本構造の弾塑性地震応答解析を行い、弾塑性地震応答性状における動的崩壊機構について解明した。また、等価周期を用いた応答スペクトル法による応答予測法の提案及びボルト塑性率、構造全体の塑性率を限界値とした本構造の耐震性能評価法の提案を行った。すなわち、鋼製ボルト降伏先行の曲面形二層立体トラス壁の地震応答性状と動的崩壊機構の分析・検討をふまえて、限界値と応答予測に基づく耐震性能評価法を提案した。また、提案法と弾塑性地震応答解析を比較・検討して提案法の妥当性や実用性も示した。交付申請書に記載した研究目的・目標や実施計画と本研究実績を照合した結果、概ね計画通りに実施できていることが発表論文等により確認することができた。幼稚園や保育園の遊戯室、学校体育館、スポーツホール等の10mから60mほどまでの中小規模空間構造における非構造要素パネルすなわちガラスや木毛セメント、ALCのパネル、在来金属系下地天井のパネル等を対象とした。そして、本構造が極大地震を受けた時にそのパネルの崩落から生命を守る人的安全性について保障することを研究の主な目的とした。(1)学校体育館等の大スパン建築物ではいわゆる特定天井を有する場合がある。大スパン建築物では、水平地震動のみを受けても梁の鉛直応答などの特有の振動性状が知られている。さらに、上下地震動を受けた場合の梁の鉛直応答も加わることが予見される。本研究では、中地震を想定した上下・水平地震動を用いて、天井を有する方杖付きトラスアーチ架構の弾性地震応答性状を明らかにした。そして、アーチ梁特有の応答性状や天井の応答の増幅等に及ぼす上下地震動や方杖の取付け位置等の影響について分析・検討した。また、応答スペクトル法に基づいた等価静的地震力の算定法の精度検証とその妥当性を示した。(2)本研究では、アルミニウム合金製の二層立体トラス壁型構造を対象とした。システムトラスによる立体トラス構造は軽量であり大スパン建築物の屋根構造にしばしば用いられている。また、金沢駅前バスターミナルに代表されるように壁型構造としても用いられている。

二層立体トラス壁型構造は面内方向にせん断力を受けた際、その部材・材料構成、細長比や径厚比によっては、溶接部破断や、個材座屈による急激な耐力低下が考えられる。さらには、この破壊現象が連鎖的に進展し、構造全体が脆性的になり面外方向への節点移動に伴う仕上げ材等の二次部材の落下に影響を及ぼすような変形の発生も考えられる。したがって、本構造の面内方向に地震荷重が作用した際の応答を弾塑性地震応答解析により解明し、ヒューズ型接合部による損傷制御法を示した。幼稚園や保育園の遊戯室、学校体育館、スポーツホール等の10mから60mほどまでの中小規模空間構造における非構造要素パネルすなわちガラスや木毛セメント、ALCのパネル、在来金属系下地天井のパネル等を対象とする。そして、本構造が極大地震を受けた時にそのパネルの崩落から生命を守る人的安全性について保障することを研究の主な目的とする。本構造の地震時安全限界の尺度として屋根やパネルの崩落すなわち屋根やパネル吊材の鉛直荷重支持能力に着目する。パネルの崩落現象を経験工学的な視点からも解明し、高所の落下物から人命を保護するために独創的な落下防止統合型制振システムを先駆的に発展させたものである。鋼製天井要素を含む本既存学校体育館構造の等価静的地震力の分布とベースシア係数について以下のとおり研究を推進する。応答スペクトル法を適用して算定するとともに時刻歴応答解析と比較・検討して精度を検証する。現実的な鋼製天井要素の耐震性能評価法としては次のように考えられる。まず、時刻歴応答解析により大スパン建築の水平構造要素と鋼製天井要素の連成応答加速度を静的水平力と鉛直力に置換した静的地震力に設定する。そして、動的解析により目標値を満足することを検証する。しかしながら、この評価法は超高層や超大スパン建築物等においてしばしば用いられるが、学校体育館等の中小規模空間構造において上記のような時刻歴応答解析を用いた設計手法を採用することは少ない。これはモデル化の困難さや精度、適用基準等によるものと考えられる。本目標を実現するために、構造要素と連成して鋼製天井要素に作用する等価静的地震力を刺激関数や増幅係数、加速度応答スペクトル値により推定する計算法を提案し、時刻歴応答解析により精度検証する。本研究では、ヒューズ型接合部の破壊形式制御要素活用の推進を図る。そして、非構造要素と構造要素で統合した構造全体を研究の対象とし、損傷制御要素の駆使により非構造要素のパネルの落下防止を実現するために必要となる性能設計法すなわち、ヒューズ型接合による崩壊形式の制御法によるエネルギーの授受や等価静的地震力を解明する。これに基づきベースシア耐力係数等を提案するとともに、統合型制振システムを構築する。また、ヒューズ型接合を用いた璧型曲面形立体トラス構造の応答低減によるガラス等の非構造材の無損傷化を目指す。そして、構造・非構造要素の一体型の性能設計と耐震・安心社会の実現も推進する。建築構造次年度使用額は1,022円となった。研究を実施するうえで必要な消耗品が予定していた価格よりも安価に購入できたことが理由である。研究を計画どおり実施するために必要な消耗品の購入で使用する。