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耐震設計及び耐震補強

もう残すところ技術士試験まであと75日になりました。
月日の経つのは早いもので、もう5月も終盤になります。3月からの加速にびっくりしています。

現在、今年の想定問題を作成していますが、なかなか捗っていない。
気を入れ直して頑張ろうと思います。


今日は、耐震補強についてまとめてみようと思います。

◇鉄筋コンクリート構造物の耐震設計及び補強技術

1.はじめに
 わが国は、昔から大規模地震が発生している。
 その中でも、兵庫県南部地震は耐震設計を見直す転機となった。
 大規模地震に対しては、構造部材が非線形域に入っても適切なねばり(変形性能)を持たせ、エネルギー吸収性能を高め脆性的破壊に至らないことが重要である。

2.鉄筋コンクリート構造物の耐震設計の考え方
 標準示方書において構造物の耐震設計は、地震時の安全性を確保するとともに、人命の損失を生じるような壊滅的な損傷を防ぐこと、および地域住民の生活や生産活動に障害となる機能低下を極力抑制することを目的とし規定している。
 ・レベル1の地震動に対して耐震性能1を満足
 ・レベル2の地震動に対して耐震性能2または3を満足する性能を照査する。

 レベル1地震動は、構造物の耐用期間内に発生する大きさの地震動であり、従来の地震外力に相当する。
 レベル2地震動は、構造物の耐用期間中に発生する確率が低い大規模な地震動である。
 構造物が保有すべき耐震性能には、
  ・地震後にも機能は健全で、補修せず使用可能となる耐震性能1
  ・地震後に機能が短時間で回復でき、補強を必要としない耐震性能2
  ・地震によって構造物全体が崩壊しない耐震性能3
 という3つの水準で設計を行う。

3.耐震補強
 耐震補強には、耐力の向上を目的とする曲げ耐力およびせん断耐力の補強、じん性を高め塑性化によるエネルギー吸収により補強する工法がある。
 地震時の慣性力を低減する方法として減衰性の高い免震支承等を使用することで地震時のエネルギーを吸収することができる。

①巻立て補強
 この補強技術には、既設の鉄筋コンクリート柱、壁等に対して鉄筋または、PC鋼材を配置してコンクリートの部材断面を増厚し、補強するコンクリート巻立て工法がある。
②構造物全体で補強
 構造物の一部の部材の補強が困難な場合に対して、構造物全体系で耐震性を向上することができる。工法としては、免震工法、分散工法などがある。

4.今後の展望
 耐震設計は、不確定な要素の多い地震に対してある一定の技術的判断に基づき設計しているため、安全性の限界が常に存在する。
そのため、リスクの概念を設計に導入し、災害に対するリスク低減と耐震性能向上対策に必要な費用の関係を住民に説明し、リスクに対する合意形成を図ることが大事である。
 また、設計で考慮したより強い地震動を受けた場合でも、人命に影響を及ぼすような壊滅的な被害を生じさせない技術と工夫を如何にして発揮するかが今後技術者に求められる総合力であると私は考えている。
 
その他)
 補強レベルについては、暫定的な補強、現示方書での補強、などのレベルの判断は難しく、今後の不明確な場合が多いため、補強目的を明確にする必要がある。
また、対象構造物については設計図書の有無、適用基準、構造特性、構造物の損傷や劣化、施工条件等が構造物ごとに異なるので、事前の十分な調査・検討により補強方法を選定する必要がある。

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