微動診断事例

新耐震マンションでの計測事例

■物件概要

  • 用途:共同住宅
  • 規模:地上11階
  •    1階:駐車場
  •    2階~11階:住戸
  • 構造:鉄筋コンクリート造
  • 竣工:1994年
  • 1階独立柱2本をSRF補強

■計測概要

  • 鉛直アレイ:2地点(🔵)
  • 水平面:1階、R階(⭕)
  • SRF補強前後で計測
  • 補強前計測:微動計4台
  • 補強後計測:微動計12台

微動計設置写真例

微動計の設置写真です。写真のように、床面に微動計を設置します。GPSで全微動計の時刻を同期し、水平をとって計測を行います。通常は、1回の計測当たり、約30分間データを取得します。異なる地点で複数回計測することで、建物の揺れ方の分布をみます。 計測は、鉛直方向(建物の高さ方向)で2計測(B2地点とB3地点)、水平面計測で1計測(1階と屋上階)の計3計測を行いました。1階のピロティ部分には駐車場の床に設置し、屋上には防水シートの上に設置しました。

  • 駐車場

    駐車場

  • エントランス

    エントランス

  • 屋上

    屋上

軌跡と伝達率

B2軸で計測された微動変位のXY平面上での軌跡が左図です。階毎、パート毎に分けて書いてあります。1階(1F)から屋上階(RF)にかけて、軌跡が大きく増幅されていることが分かります。 また、3つのパートで同じような増幅の仕方をしていることから、異なる時刻に計測した場合でも、結果の再現性があることが分かります。 1階の揺れの大きさを1とした場合の上階の揺れの大きさのRMS(二乗平均平方根, Root Mean Square)比が右の表に示されています。補強前後の比を見ると、上階で1を切っており、揺れが収まっていることが分かります。
※補強前は微動計4台で計測を行っていたため、鉛直アレイの計測は、1階、4階、8階、R階のみ行っております。

絶対変位 伝達率
補強前補強後補強後/補強前
XYZXYZXYZ
RF3.904.341.402.482.880.990.640.660.71
112.342.500.96
102.462.240.98
91.942.060.97
82.523.101.051.761.920.940.700.620.89
71.881.750.96
61.541.610.97
52.311.531.06
41.591.831.081.331.301.060.840.710.98
31.031.171.06
20.861.040.97
11.001.001.001.001.001.001.001.001.00
軌跡

階・パート毎の軌跡

微動のアニメーション

屋上階における水平面計測における補強前後の振動計測結果(変位)をアニメーションで示したものです。補強前に比べて揺れが収まっており、かつXZ、YZ面上での回転が抑えられていることが分かります。

補強前

補強後

※変位を10万倍に拡大 数ミクロン→数センチ

ベースシア係数

微動診断におけるベースシア係数とは、「その階の層間変位が降伏値に達するときの1階の応力を、支持部分の重量で除したもの」を表しています(各方向成分の降伏限界変形角を、\(R_{Yix} = R_{Yiy} = 1/150 \) 、\(R_{Yiz} = 1/500 \) として計算しています)。 2階から10階では、X方向成分に比べ、Y方向成分の値は2倍程度であり、2通りの2階から10階の戸境壁が耐震壁であることと整合していました。 最上階では、B2軸のY方向成分だけ、他の階のY方向成分より小さいので、依頼主に聞いたところ、「11階では戸境壁を抜いて、1住戸としているとのこと」でした。 また、4階、5階ではX、Y方向成分ともに他の階に比べて低い(Z方向も若干低い)ですが、この点も説明したところ、「4階、5階のコンクリート打設工事を行っていた時に豪雨で工事が中断し、一旦撤収して1週間程度経ってから工事が再開された」という趣旨の話を頂きました。 この豪雨と工事の中断によって、コンクリートの品質が低下し、保有水平耐力(強度)の低下を招いた可能性があり、ベース応力係数の分布はこれを示していると考えられます。

ベースシア係数
X成分Y成分Z成分
平均B2B3平均B2B3平均B2B3
110.350.190.500.600.350.850.220.200.23
100.380.370.390.820.521.110.170.160.17
90.430.510.341.020.651.390.190.180.20
80.550.510.581.010.701.320.200.180.21
70.470.400.531.010.751.260.180.160.20
60.420.380.450.880.641.120.160.150.16
50.280.320.240.740.640.830.120.110.12
40.310.380.230.690.640.730.120.110.13
30.490.490.491.000.821.170.120.120.12
20.87 0.871.26 1.260.14 0.14
10.70 0.700.92 0.920.15 0.15