隣接した建築物間におけるEPS緩衝材の効果に関する数値解析的検証

Numerical Verification on Effect of EPS Materials on Seismic Pounding Damage of Neighboring Buildings

Abstract


我が国において,首都直下地震など,都市部に大きな被害をもたらす地震が近い将来に発生する可能性が高いと予測されており,都市部の防災性向上が急務となっている.我が国の現行法では,建蔽率に関する基準は策定されている一方で,隣接する建築物間の距離(棟間距離)に関する明確な規定がなく,都市部では中高層建築物が密集している地域が多く存在する.建築物は高さ及び構造等の違いからそれぞれ異なる固有周期を持ち,地震動によって異なる揺れ方を示すことが予想される.そのため,建築物間に十分な棟間距離が確保されていない場合,2棟が衝突する棟間衝突の発生が考えられ,その衝撃によって構造部材の損傷や倒壊といった直接的な被害のほか,屋内家具の転倒など二次被害をも引き起こしてしまう危険性がある.このような棟間衝突による被害の低減策として,緩衝材の設置が提案されている.これは,あらかじめ衝突が予想される建築物間に緩衝材を設置し,棟間衝突による衝撃を緩和させることを意図したものであるが,現時点において建築物に緩衝材が設置された実例はなく,棟間衝突のような大規模な衝突現象に対する緩衝材の衝撃緩和効果を検証した研究例,及び建築物に設置する緩衝材として最適な材料特性や形状に関する知見は存在しない.また,棟間衝突を模擬した実験の実施もコスト等の観点から現実的ではない.そこで,本研究では,EPS(Expanded PolyStyrene)緩衝材を設置した建築物モデルを用いた有限要素解析によって,緩衝材による棟間衝突被害の低減効果を定量的に評価することを目的とする.


In recent years, large scale earthquakes have been predicted to cause extensive damage to urban areas in Japan. Buildings with different heights and structures have different natural periods, and they show different shaking behaviors depending on the seismic motions. If a clearance between neighboring buildings is insufficient, there is a risk of collision between those buildings. In order to reduce the damage, an installation of EPS materials as a shock-absorbing material on the walls of buildings is proposed. However, such condition is difficult to realize in experiments and the reduction effect on the impact force during collision has not yet been proved. This paper describes numerical verification on the damage reduction effect of shock-absorbing materials placed between two neighboring buildings during a seismic motion. According to the numerical results, the peak of acceleration at impact and the ratio of yielded members to all structural members was reduced when EPS materials was installed. It was also shown that the impact force and the damage of collision between neighboring buildings may be sufficiently reduced by small and thin EPS materials with lower foaming ratio.


PDF file