高力ボルト引張接合を汎用化するための設計手法の開発
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20J15702
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
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| Research Institution | Iwate University (2021)
Osaka City University (2020) |
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Principal Investigator |
杉本 悠真 岩手大学, 理工学部, 助教
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 高力ボルトエンドプレート接合 / 引張接合継手 / 非突出型接合 / ボルト軸力推定法 / スプリットティー継手 / FEM解析 |
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| Outline of Research at the Start |
橋梁などの土木構造物は，工場で製作した部材を現場で接合することで組み立てられる．近年の少子化に伴う職人不足や，工事中の通行止めによる社会的コストの削減といった課題に対して，部材接合の簡略化は効果的である．この簡略化が期待できる接合として，高力ボルトエンドプレート接合が近年注目されている．しかし，高力ボルトエンドプレート接合は土木構造物のような大きな荷重が作用する部材接合に適用された事例は少なく，その力学的挙動は明らかにされていない．本研究は，大断面力が作用するエンドプレート接合に着目し，その力学的挙動を実験的・解析的に明らかにするとともに，本接合法の簡易設計法を提案することを目的としている．
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度に提案した非突出型エンドプレート接合（以下，非突出型接合）のボルト軸力推定法はFEM解析の結果から得られた推定法であり，FEM解析の妥当性検証と実大サイズの非突出型接合実験による推定式の実用性検証を行う必要があり，2021年度はこれらに取り組んだ．
まず，引張接合のFEM モデル の妥当性について，引張接合で最も基本的な接合形式であるスプリットティー継手を用いた検討を行った．解析実施者毎に設定方法にばらつきが生じると考えられる「要素分割・要素種別」，「接触条件」，「溶接余盛部のモデル化」，「高力ボルトのモデル化」を解析パラメータに設定し，これらの設定方法について解析と実験の降伏耐力や最大耐力を比較することでその影響を確認した．特に，スプリットティー継手の挙動を高精度に再現するための要素分割方法を提示したことが本検討の最も重要な成果である．
次に，昨年度提案した非突出型接合のボルト軸力推定法とそれに使用した解析モデルの妥当性の検証を目的とし，水平リブの長さをパラメータとした3ケースの非突出型接合の載荷実験を実施した．供試体は支間3mのH形鋼（H588-300-12-20）を使用した．まず，水平リブの有無によるボルト軸力の増分を比較し，水平リブを有した接合部の方がボルト軸力の増加が抑えられ，実験的にも水平リブが接合部の強度向上に効果的であることを確認した．また，実験では接合面の初期不整の影響により，ボルト軸力や接合面間の離間量などでFEM解析の結果と異なる結果となったが，全体の鉛直変位や腹板－フランジ部のひずみ分布は整合させることができ，非突出型接合の解析モデルの妥当性を明らかにすることができた．そして，前年度に提案した非突出型接合のボルト軸力推定法は本実験結果と比較しても安全側の評価を与えることを確認し，その実用性を確認した．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
