Microsoft PowerPoint - １．地震被害（地震工学）.ppt [互換モード]

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ゆずさかりこめ
5 years ago
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2 地震工学 1. 過去にどのような地震被害が生じているか? 1) 耐震設計をしていなかった時代や耐震設計が不十分であった時代 1923 関東地震 (M7.9) 平成 20 年度東京工業大学大学院理工学研究科土木工学専攻川島一彦 1948 福井地震 (M7.1) 基礎の不十分さのために崩壊した橋 1923 関東地震中角橋 1948 福井地震 1

地質地盤条件モンスーン地帯に属するためン地帯に属するため地盤浸食が激しく地盤浸食が激しくこのため沖積堆積氾濫源の占める割合が大きい

耐震設計をしていなかった時代や耐震設計が不十分であった時代の被害 1923 関東地震基礎の滑動転倒 1946 南海地震 1948 福井地震全体系の崩壊耐震設計の導入

佐野教授は現在の限界状態設計法を目指したが構造部材の力学特性が十分わかっていなかったため許容応力度法と静的横力法を結合した震度法が広く採用されることとなった

3 地質地盤条件モンスーン地帯に属するためン地帯に属するため地盤浸食が激しく地盤浸食が激しくこのため沖積堆積氾濫源の占める割合が大きい稲作文化と深い関わり合いをもって大都市圏は沖積堆積氾濫源に形成されてきた軟弱粘性土の滑りや砂質土の液状化によって基礎が繰り返し被害を受けてきた耐震設計をしていなかった時代や耐震設計が不十分であった時代の被害 1923 関東地震基礎の滑動転倒 1946 南海地震 1948 福井地震全体系の崩壊耐震設計の導入 1923 年関東地震の甚大な被害が契機となり年から耐震設計が取り入れられた佐野利器教授 ( 東京帝国大学 ) が提案した静的横力法が採用された佐野教授は現在の限界状態設計法を目指したが構造部材の力学特性が十分わかっていなかったため許容応力度法と静的横力法を結合した震度法が広く採用されることとなった我が国では基礎の被害に伴う全体系の被害が多かったため基礎を大きく強固にしこの結果橋脚も大断面で剛性の高い構造が多く建設されるようになった 2) 地盤の液状化や落橋防止構造が考慮されていなかった時代 1964 新潟地震昭和大橋 2

4 落橋防止構造のアイデアの創出地盤の液状化や落橋防止構造が考慮されていなかった時代の被害形態 1964 新潟地震液状化による大きな横方向変位桁間連結装置桁と下部構造を結ぶ構造桁掛かり長の確保 1 本アンカーボルト方式の支承の禁止全体系の崩壊 1971 年道路橋耐震設計指針 ( 建設省日本道路協会 ) 橋の固有周期によって設計地震力を定める修正震度法を世界で最初に導入 3) 橋脚や支承の耐震性が十分考慮されていなかった時代 1982 浦川沖地震 RC 橋脚のせん断破壊液状化しやすい地盤の判定法を世界で最初に導入落橋防止構造を世界最初に提案しその導入を規定静内橋 3

主鉄筋段落とし部のせん断破壊主鉄筋の段落とし部のせん断破壊 1980 年以前の配筋 300mm 定着長の不十分な段落とし 3)

1995 兵庫県南部地震 Rokko Mountain Kobe City Sanyo Shin-Kansen Hankyu Railway

Route 3, Kobe Line Hankhu Line Railway National Highway Nishinomiya

5 主鉄筋段落とし部のせん断破壊主鉄筋の段落とし部のせん断破壊 1980 年以前の配筋 300mm 定着長の不十分な段落とし 3) 橋脚や支承の耐震性が十分考慮されていなかった時代 1978 宮城県沖地震 1982 浦川沖地震北海道東方沖地震支承の被害せん断破壊 1995 兵庫県南部地震 Rokko Mountain Kobe City Sanyo Shin-Kansen Hankyu Railway Chugoku Expressway Meishin Expressway National Highway Tokaido Route 2 Route 3, Kobe Line Hankhu Line Railway National Highway Nishinomiya Route 43 City 主鉄筋段落とし部のせん断破壊曲げ破壊 Port Island Rokko Island Route 5, Bay Shore Line 4

6 Collapse of 18-Span Fukae Viaduct Hanshin Expressway 1995 Kobe Earthquake Premature Shear Failure of RC Columns Resulted from Insufficient Development Length Shear Failure せん断破壊 5

7 じん性 ( 変形性能 ) の向上東工大でのハイブリッド載荷実験 1980 年以前 1995 兵庫県南部地震 300mm 150mm 主鉄筋段落としどのように被害は進展したか? 実際の被害との比較 Flexural Shear Failure Crack initiated Slip Down Crack extended Compression Failure 6

8 被害経験のなかった橋が被害を受けた兵庫県南部地震剛性強度の高い橋台スレンダーな橋脚震災経験のなかった構造過去に震災経験が豊富な構造大断面で強度の高い橋脚耐震設設計関連のページ数我が国の橋梁の耐震基準の歴史関東地震 1925 耐震設計の開始鋼道路橋示方書 1971 耐震設計指針 1960 年 1980 道路橋示方書 1990 道路橋示方書道路橋示方書 1996 道路橋示方書 1995 兵庫県南部地震何が 1995 年兵庫県南部地震の特徴か観測された中では最も強烈な地震動不十分であった橋脚のじん性過去に観測された中では最も構造物に強烈な影響を与える地震動神戸海洋気象台約 8 秒 g 加速度 (g) 秒 m/sec =3.6km/h 速度 (cm/s) 秒 cmの変位変位 (cm) 秒 7

m/s 2 5 代表的な断層近傍地震動 JMA Kobe Observatory ( 1995 Kobe ) 断層近傍地震動に対する情報の欠如 0-5 5 Sylmar (

5 10 15 20 Time(s) 強震観測の歴史が浅い 1960 年代以降断層近傍地震動が得られ出したのはつい最近 1994 Northridge, USA, EQ

部材の繰り返し載荷や振動台実験が可能となってきた 1980 年代ねばりじん性曲げ破壊せん断破壊塑性域の変形性能とエネルギー吸収性能横拘束効果

9 m/s 2 5 代表的な断層近傍地震動 JMA Kobe Observatory ( 1995 Kobe ) 断層近傍地震動に対する情報の欠如 Sylmar ( 1994 Northridge ) Bolu ( 1999 Bolu ) Shikhkang (1999 Chi-Chi ) Time(s) 強震観測の歴史が浅い 1960 年代以降断層近傍地震動が得られ出したのはつい最近 1994 Northridge, USA, EQ 1995 Kobe, Japan, EQ 1999 Chi Chi, Taiwan, EQ 1999 Bolu & Duzce, Turkey, EQ 長周期パルス地震動部材の繰り返し載荷や振動台実験が可能となってきた 1980 年代ねばりじん性曲げ破壊せん断破壊塑性域の変形性能とエネルギー吸収性能横拘束効果降伏しても構造部材はすぐ壊れるわけではない震度法で想定被害なしと報告したであろうしている範囲降伏変位 X1 倍 X3 倍 X4 倍 X5 倍 X7 倍主鉄筋の座屈主鉄筋の露出主鉄筋の破断 8

10 実大規模の橋脚に対する繰り返し載荷実験 Lateral Force Capacity Repairable Limitedi access for repair Closure to repair Lateral Displacement Public Works research Institute 1980 年以前の設計による橋脚兵庫県南部地震以降の設計 9

11 東工大とカリフォルニア大学バークレイ校との橋梁の耐震性に関する共同研究 2006 年 9 月米国における地震被害 10

12 5/14 ジャンクションにおける崩壊サイプレス高架橋の崩壊 1989 年ロマプリエータ地震 1971 年サンフェルナンド地震 Collapse of Cypress Viaduct 1989 Loma Prieta Earthquake どのように被害は進展していったか?

13 米国における耐震設計の歴史 1776 東部 13 州の独立ゴールドラッシュ 1850 カリフォルニア州が米国領となる 1906 サンフランシスコ地震 1933 ロングビーチ地震 Field Act ( 学校建物に対して設計震度 0.1 その他の建物に対しては設計震度 ) & Riley Act 1936 サンフランシスコオークランド橋の建設 1957 サイプレス高架橋の建設 1961 初めてAASHOに耐震規定が盛り込まれる 1961 カリフォルニア州交通局の規定に初めて耐震設計に関する事項が盛り込まれる米国における耐震設計の歴史 1971 サンフェルナンド地震 1933 年 ~1971 間に起こった11 回の地震 ( マグニチュード ) による被害総額はわずかに $100, カリフォルニア州の新耐震基準 (AASHTO 基準に1975 年に取り入れられた ) 1981 新 FHWA 耐震基準 1989 ロマプリエータ地震 1994 ノースリッジ地震 12

14 まとめ過去の震災経験に基づいて耐震技術が作られてきた一見は百聞にしかずであるがこれは人間が自らが見たこと経験したこと以外は信じられないことを示している兵庫県南部地震は自然現象に対する深い洞察と謙虚な気持ちを持つことの重要性を教えた耐震設計はいろいろな経緯を経て現在に至っている決して一本道をたどってきたわけではない現状で耐震対策が可能な範囲は限られている国民の生命と財産を守るために土木技術者がしなければならない研究実務は非常に多い 13

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untitled 2007 98 2007 1854 150 100 150 / 2008 ( 2008 A2 P2 P1 A1 A1 A1 A1 1/3 P2 Minjiang (or, Miaoziping) Bridge Collapse Total length: 1440 m Zipingpu dam reservoir Baihwa Bridge 1923 (M7.9) 1948 (M7.1)