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Estimation of residual seismic resistance of damaged steel member in buildings

Research Project

Project/Area Number 17K06635
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Building structures/Materials
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

Matsumoto Yuka  横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 教授 (70313476)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords鋼構造 / 被災建築物 / 塑性変形 / 局部座屈 / 面外変形 / 残余耐震性能 / 累積部材角 / 残余変形性能 / 損傷度
Outline of Final Research Achievements

The aim of this study is to derive the estimation method of residual seismic resistance of steel members which have been plastically damaged by severe earthquake. A measuring method of section shape was proposed for on-site inspections in order to detect out-plain deformation due to slight local buckling.
The target is square-HSS members manufactured from BCR295, and I-shaped members manufactured from SN400B. A series of cyclic loading tests and finite element analysis was carried out and the out-plain deformation of the section’s flange,δo, and cumulative plastic deformation was investigated. The width-to-thickness ratio and axial force were taken as parameters. As the result, δo /B, the normalized δo by flange width was proportional to fourth power of the width-to-thickness ratio and square of the axial force ratio, and an equation for square-HSS column was derived to approximate the relation between the δo /B and cumulative plastic deformation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、被災後の建築物の継続使用や迅速な復旧、交通などの都市機能の保全を求める機運が高まり、従前よりも巨大地震に対する構造骨組の損傷を低減させる設計が志向されるようになった。これらの良質な建築ストックを被災後も有効に活用するためには、構造骨組の損傷や残余耐震性能を判定する技術が必要となる。
一方、鋼構造建築物は損傷の度合いを段階的に推定することが困難であり、被災後の残余耐震性能を判定する技術は確立されていない。本研究は、鋼部材の局部座屈波形を計測する方法を提案し、塑性変形による損傷と局部座屈波形の関係を解明したものであり、残余耐震性能の判定方法を改善する上で有用な知見を与えている。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2019 2018

All Journal Article (10 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] 被災した鋼部材の局部座屈波形計測に基づく残余耐震性能の推定,その1:繰返し載荷試験2019

    • Author(s)
      加藤淳一朗,松本由香,小林遼壱,山崎謙太
    • Journal Title

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      Volume: 構造Ⅲ Pages: 1139-1140

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      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] 被災した鋼部材の局部座屈波形計測に基づく残余耐震性能の推定,その2:フランジの表面形状2019

    • Author(s)
      小林遼壱,加藤淳一朗,山崎謙太,松本由香
    • Journal Title

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      Volume: 構造Ⅲ Pages: 1141-1142

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      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] 被災した鋼部材の局部座屈波形計測に基づく残余耐震性能の推定,その3:面外変形と累積塑性変形倍率 の関係2019

    • Author(s)
      山崎謙太,加藤淳一朗,小林遼壱,松本由香
    • Journal Title

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      Volume: 構造Ⅲ Pages: 1143-1144

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      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] 被災した鋼部材の局部座屈波形計測に基づく残余耐震性能の推定,その1:繰返し載荷試験2019

    • Author(s)
      加藤淳一朗,山崎謙太,小林遼壱,松本由香
    • Journal Title

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      Volume: 印刷中

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  • [Journal Article] 被災した鋼部材の局部座屈波形計測に基づく残余耐震性能の推定,その2:フランジの表面形状2019

    • Author(s)
      小林遼壱,山崎謙太,加藤淳一朗,松本由香
    • Journal Title

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      Volume: 印刷中

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  • [Journal Article] 被災した鋼部材の局部座屈波形計測に基づく残余耐震性能の推定,その3:面外変形と累積塑性変形倍率の関係2019

    • Author(s)
      山崎謙太,小林遼壱,加藤淳一朗,松本由香
    • Journal Title

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      Volume: 印刷中

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  • [Journal Article] 局部座屈が生じる鋼構造部材の面外変形と損傷度に関する研究,その1:局部座屈による面外変形の計測方法2018

    • Author(s)
      山崎謙太,加藤淳一朗,東原佳佑,松本由香
    • Journal Title

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      Volume: 構造Ⅲ Pages: 997-998

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  • [Journal Article] 局部座屈が生じる鋼構造部材の面外変形と損傷度に関する研究,その2:部材の塑性変形と面外変形の関係2018

    • Author(s)
      加藤淳一朗,山崎謙太,東原佳佑,松本由香
    • Journal Title

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      Volume: 構造Ⅲ Pages: 999-1000

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  • [Journal Article] 局部座屈が生じる鋼部材の面外変形と損傷度に関する研究,その1:局部座屈による面外変形の計測方法2018

    • Author(s)
      山崎謙太,東原佳佑,加藤淳一朗,松本由香
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      日本建築学会大会学術講演梗概集

      Volume: 印刷中

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  • [Journal Article] 局部座屈が生じる鋼部材の面外変形と損傷度に関する研究,その2:部材の塑性変形と面外変形の関係2018

    • Author(s)
      加藤淳一朗,山崎謙太,東原佳佑,松本由香
    • Journal Title

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      Volume: 印刷中

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  • [Presentation] 被災した鋼部材の局部座屈波形計測に基づく残余耐震性能の推定,その1:繰返し載荷試験2019

    • Author(s)
      加藤淳一朗
    • Organizer
      日本建築学会大会
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  • [Presentation] 被災した鋼部材の局部座屈波形計測に基づく残余耐震性能の推定,その2:フランジの表面形状2019

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      小林遼壱
    • Organizer
      日本建築学会大会
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  • [Presentation] 被災した鋼部材の局部座屈波形計測に基づく残余耐震性能の推定,その3:面外変形と累積塑性変形倍率の関係2019

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      山崎謙太
    • Organizer
      日本建築学会大会
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  • [Presentation] 局部座屈が生じる鋼構造部材の面外変形と損傷度に関する研究,その1:局部座屈による面外変形の計測方法2018

    • Author(s)
      山崎謙太
    • Organizer
      日本建築学会大会
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  • [Presentation] 局部座屈が生じる鋼構造部材の面外変形と損傷度に関する研究,その2:部材の塑性変形と面外変形の関係2018

    • Author(s)
      加藤淳一朗
    • Organizer
      日本建築学会大会
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  • [Presentation] 局部座屈が生じる鋼部材の面外変形と損傷度に関する研究,その1:局部座屈による面外変形の計測方法2018

    • Author(s)
      山崎謙太
    • Organizer
      日本建築学会大会
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  • [Presentation] 局部座屈が生じる鋼部材の面外変形と損傷度に関する研究,その2:部材の塑性変形と面外変形の関係2018

    • Author(s)
      加藤淳一朗
    • Organizer
      日本建築学会大会
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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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