旧高野家常時微動振動調査

旧高野家常時微動調査
07TC040 小山梨紗
07TC076 本郷博之
研究内容
• 木造建造物の常時微動計測
• データをフーリエ変換し、観測波形の解析
常時微動とは・・・
• 平常時に起こる微小な振動（風、道路の振動
など）
• 地震時の構造物の挙動を推測できる
常時微動計測
• 計測は、（Ａ）地盤の測定、（Ｂ）木造構造物
の測定、の２種類を行った。
（A)土間においてH/Vスペクトル
（B-１)振動計を１階に２つ（１，２ｃｈ）、２階に４つ
（３～６ｃｈ）設置し、同時計測
(B-２）振動計を１階に２つ（１，２ｃｈ）、２階に２つ
（３，４ｃｈ）、屋根下に２つ（５，６ｃｈ）設置し、
同時計測
微動計
• センサーをつなぎ観測地点での微動をグラフ化する
調査地：旧高野家住宅(店舗)
施設名：浦和くらしの博物館民家園
（さいたま市緑区下山口新田1179－1）
特徴
• 建築年代：江戸時代末期
• 出桁造り
• 茅葺屋根
浦和宿から移築の際・・・
• 瓦屋根から茅葺屋根に変更
• べた基礎へ変更
スペクトル比[H/V]
（A）地盤の固有振動数
2ch
1ch
3ch
101
100
10-1
10-1
1ch/3ch
2ch/3ch
100
101 振動数[Hz]
1F平面図
スペクトル比[H/V]
地盤の固有振動数　1.0[ Hz]
101
100
非常に柔らかい地盤
10-1
TAKANO18_1-3CH.RAT(1ch/3ch)
（B-1-1)木造構造物の測定
（桁行方向）
6ch
4ch
5ch
3ch
2ch
1ch
2ch
4ch
6ch
1ch
3ch
1F平面図
5ch
2F平面図
建物の速度波形（桁行方向）
-0.4
速度(cm/s)
-0.2
0
0.2
0.4
9
1ch
3ch
5ch
10
11
12
13
14
15
時間(s)
-0.4
速度(cm/s)
-0.2
0
4ch
2ch
1ch
3ch
6ch
5ch
2ch
4ch
6ch
0.2
0.4
9
10
１F平面図
11
12
13
２F平面図
14
15
時間(s)
0.2
1ch
3ch
5ch
建物の速度波形（梁間方向）
0.4
9
10
11
12
13
14
15
時間(s)
-0.4
速度(cm/s)
-0.2
0
2ch
4ch
6ch
0.2
0.4
9
10
11
12
2ch
13
14
4ch
6ch
1ch
3ch
１F平面図
5ch
２F平面図
15
時間(s)
10
101
スペクトル比
100
2ch
4ch
3ch
1ch
5ch
6ch
スペクトル比(2F/1F)
10-1 0
10
104
103
2
3ch/1ch
5ch/1ch
3.3Hz
10
101
100
103
振動数(Hz)
4ch/2ch
6ch/2ch
101
3.3Hz
102
101
100
10-1 0
10
2F平面図
101
10-1 0
10
4
10
スペクトル比(2F/1F)
固有振動数
• 桁行方向（3ch,5ch）
3.3Hz
• 梁間方向（4ch,6ch）
3.3Hz
TAKANO3_1CH.FRQ(1F桁行方向)
TAKANO3_3CH.FRQ(2F桁行方向1ch)
TAKANO3_5CH.FRQ(2F桁行方向3ch)
振動数(Hz)
101
（B-1-2)木造構造物の測定
（梁間方向）
4ch
3ch
5ch
6ch
2ch
1ch
4ch
2ch
3ch
1ch
6ch
5ch
1F平面図
2F平面図
建物の速度波形（桁行方向）
-0.4
速度(cm/s)
-0.2
0
0.2
0.4
9
1ch
3ch
5ch
10
11
12
13
-0.4
速度(cm/s)
2ch
時間(s)
3ch
1ch
6ch
0.2
0.4
9
15
4ch
-0.2
0
14
10
11
１F平面図
12
5ch
13
2ch
4ch
6ch
14
２F平面図
15
時間(s)
速
0.2
1ch
3ch
5ch
建物の速度波形（梁間方向）
0.4
9
10
11
12
13
14
15
時間(s)
-0.4
速度(cm/s)
-0.2
0
2ch
4ch
6ch
0.2
0.4
9
10
11
12
13
14
4ch
2ch
3ch
1ch
6ch
5ch
１F平面図
15
時間(s)
２F平面図
101
100
10-1 0
10
スペクトル比
104
スペクトル比(2F/1F)
固有振動数
• 桁行方向（3ch,5ch）
3.3Hz
• 梁間方向（4ch,6ch）
3.3Hz
1ch
6ch
5ch
2F平面図
スペクトル比(2F/1F)
2ch
103
3ch/1ch
5ch/1ch
3.3Hz
102
101
100
10-1 0
10
4
10
4ch
3ch
101
103
振動数(Hz)
4ch/2ch
6ch/2ch
101
3.3Hz
102
101
100
10-1 0
10
振動数(Hz)
101
3ch側
5ch側
（B-2)木造構造物の測定
（屋根下）
5ch
6ch
4ch
3ch
2ch
1ch
4ch
2ch
3ch
6ch
1ch
1F平面図
5ch
2F平面図
建物の速度波形（桁行方向）
速度（cm/s）
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
42
43
44
45
46
47
48
時間（s）
速度（cm/s）
0.4
4ch
0.2
-0.2
3ch
2ch
0
6ch
5ch
1ch
-0.4
42
43
44
45
46
47
48
時間（s）
１F平面図
２F平面図
速
-0.2
建物の速度波形（梁間方向）
-0.4
42
43
44
45
46
47
48
43
44
45
46
47
48
時間（s）
速度（cm/s）
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
42
時間（s）
4ch
2ch
1ch
１F平面図
3ch
6ch
5ch
２F平面図
10
102
101
TAKANO15_1CH.FRQ （1Ｆ桁行方向）
100
TAKANO15_3CH.FRQ （2Ｆ桁行方向3ｃｈ）
-1
10 -1 TAKANO15_5CH.FRQ （屋根下桁行方向5ｃｈ）
10
100
101
スペクトル比
104
スペクトル比(2or2.5F/1F)
• 梁間方向（4ch,6ch）では
同程度のスペクトル
• 桁行方向（3ch,5ch）では
スペクトルに若干の差
4ch
6ch
5ch
2F平面図
3ch/1ch
5ch/1ch
102
101
100
10-1 -1
10
100
振動数(Hz)10
100
振動数(Hz)
1
104
スペクトル比(2or2.5F/1F)
3ch
103
103
4ch/2ch
6ch/2ch
102
101
100
10-1 -1
10
101
結論
• 地盤の固有振動数は約1.0Hzであり、非常に軟弱な地盤で
ある。(一般の地盤は3Hz程度)
• 建物の固有振動数は、梁間方向と桁行方向共に3.3Hz程度
であり、一般の建物の固有振動数よりも低い。 (一般の建物
は5～6Hz程度)
• 地盤の固有振動数と建物の固有振動数は一致していないの
で、共振の心配はない。
• 南側(入り口側)の方が、北側よりも開口部の影響で壁の剛
性が弱く、揺れやすい。
• 桁行方向については、上階にいくにつれて揺れが大きくなる。
参考文献
• 「さいたま市指定有形文化財旧高野家住宅
移築復原事業・旧高野家離座敷修理事業報
告書」(編集・発行浦和くらしの博物館民家
園)
• 「木造の詳細１構造編」(発行彰国社刊)
• ｢木質構造第3版」(編著杉山英男)
謝辞
• 常時微動測定の実施に際してご協力，ご教
示頂いた浦和くらしの博物館民家園の方々
に厚くお礼申し上げます．
10-4
10-5
10-6
10-7
10-8
10-9
分子chの方が揺れが大きい
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
10-8
104
スペクトル比
• 通常、X軸を振動数、Y軸を
スペクトル、スペクトル比で
表す。
• どの振動数の波が多く含ま
れているかを表している。
• スペクトル同士の比を取っ
たものがスペクトル比。
• 車の通過による振動などの、
余計な振動を排除する。
スペクトル
スペクトル、スペクトル比
103
102
100
101
TAKANO1_2CH.FRQ （1Ｆ梁間方向）
TAKANO1_4CH.FRQ （2Ｆ梁間方向4ｃｈ）
TAKANO1_6CH.FRQ （2Ｆ梁間方向6ｃｈ）
100
振動数
101
TAKANO1_3-1CH.RAT
TAKANO1_5-1CH.RAT
TAKANO1_4-2CH.RAT
TAKANO1_6-2CH.RAT
101
100
10-1
ほぼ同方向の揺れ
TAKANO1_1CH.FRQ(1F 桁行方向）
TAKANO1_3CH.FRQ （2Ｆ桁行方向3ｃｈ）
TAKANO1_5CH.FRQ （2Ｆ桁行方向5ｃｈ）
100
振動数
101
出桁造り（だしげたづくり）
• 建物正面の軒の出を強調した造り。
• もともとは家の軒を深く、丈夫にするための工
夫であったが、家を立派に見せるための飾り
として使われるようにもなった。
• 商店建築に多く見られた。
べた基礎
• 地盤にコンクリートを一
面に敷いた基礎。
• 地盤が非常に軟弱な場
合に使われることが多
い。
※今回の基礎では、地盤
と上部構造をアンカー
ボルトで固定している。
つか石
土間
コンクリート
アンカーボルト
玉石基礎(たまいしきそ)
• 地盤の上に石を置き、そ
の上に柱を載せて建物
の土台を支える基礎。
• 古い建造物や山荘など
に用いられる。
木材

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