地震時における体育館施設内の天井落下解析

Collapse Analysis of Ceiling in Gymnasium during Seismic Excitation

Abstract

　近年，大規模空間を持つ施設では，地震により吊り天井などの非構造部材に多数の被害が発生している．適切な天井落下対策を進めるには，天井の脱落メカニズムの把握が必要不可欠であり，そのため天井要素を取り出した実験や，実大規模の実験が実施されている．しかし，実験では実験装置の制約等により現場の状況を必ずしも再現できていないことも多く，また，屋根形状，設備の干渉など現場毎に異なる特殊な条件に対する解決策が求められることもあり，再現性を向上させることは容易ではない．一方，数値解析により天井の落下現象を再現できるようになればこれらの課題は解決できると考えられ，解析技術の向上も非常に重要である．本研究では，平成25年の建築基準法施行令の改正と関連告示の制定前の耐震対策を施していない未対策天井を数値モデル化し，その地震応答解析を行うことで，未対策天井の落下現象の再現を試みた．解析には，地震動，弾塑性，部材破断などを含む非線形性が高い解析でも安定して行えるASI-Gauss法を用いた．

Investigations on behaviors of ceiling during seismic excitation as well as on building structure itself are becoming more important to maintain our safety after or during evacuation. On the other hand, it is usually very costly to simulate these behaviors by experiments. The main objective of this study is to develop a low-cost, highly accurate finite element code for analyzing behaviors of ceiling under seismic excitation. We applied the ASI-Gauss code, which is originally developed to analyze collapse behaviors of buildings, to these problems. The numerical results are validated with the experimental result obtained by a shake-table test performed at E-Defense.