Development of the Cold-Formed Steel Framing System Assembled by Bolted Connection with Easy Installation
Project/Area Number |
22K04394
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 23010:Building structures and materials-related
|
Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
Principal Investigator |
佐藤 篤司 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00362319)
|
Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
|
Keywords | 乾式接合 / 軽量形鋼 / ボルト接合 / 摩擦抵抗力 / 支圧抵抗力 / 耐力 / 塑性変形能力 / ドリルねじ / 組立部材 |
Outline of Research at the Start |
本研究では、建築施工が容易にできるボルト接合による軽量形鋼構造システムを開発する。建築空間を形作る架構は、柱や梁といわれる構造部材によって構成されており、自然外力(例えば、地震・台風)に抵抗できるように設計され、その機能(使用性・安全性)を維持している。建築構造材料の1つに鋼があり、その接合法の一つとしてボルトがある。ボルト接合(乾式接合)は「締付ける」という誰もができる作業であることから、適切な工具を用いることでその品質を確保することができる。乾式接合のみを用いた構造システムを提案し、耐震設計の考え方を実部材実験の現象と結果を考慮しながら構築する。対象とする建物規模は小規模建物とする。
|
Outline of Annual Research Achievements |
鋼構造建築物は,部材と部材を接合して構築される。接合には溶接(湿式)とボルト・ドリルねじ(乾式)が用いられる。乾式接合は,技能者(溶接工)を必要としないことから,その構造性能は接合要素(ボルトなど)に依存することになる。ボルトなどの接合要素は工場で製造され、その構造性能はJISなどに規定されていることから、安定した品質であるといえる。以上の理由から、ボルトなどの乾式接合を用いた接合部は、その性能のばらつきが小さい接合形式といえる。一方で、ボルトを用いる際には、接合する部材同士(被接合材)に孔を明けることになるため、断面欠損を生じることになり、その影響の適切な評価が重要となる。ボルトを用いた接合部には,ボルトを通すためのクリアランスが必然的に存在するため、そのクリアランスに伴う「がた」が生じることになる。一方で、乾式要素の一つである「ドリルねじ」は、自身で被接合材にタップを立てながら接合するため、接合要素と被接合材にクリアランスが無い接合形式となる。両者の乾式接合を併用することができれば、ボルトのデメリットを補いながら、接合部として終局耐力を高められることができる可能性がある。 本年度の研究では、鋼構造建物で重要な要因となる変形を制御するために、接合部のクリアランスによる影響を無くす実験を実施し、その可能性を探った。なお、日本建築学会が刊行する図書には、ボルトとドリルねじの併用に関する記述はなく、原則その利用を認めていない。 本年度の要素実験からは、以下の点を明らかにすることができた。1)ドリルねじを適切に併用することで、ボルト接合に生じるクリアランスの影響を抑制できる。2)耐震設計で重要となる降伏耐力と最大耐力については、累加即と非累加即が適用されることを確認した。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初、ボルト接合のみに限定した実験を実施したが、ボルト接合では避けされないクリアランスの影響を工学的に排除できなかった。そのため、計画には含めていなかったドリルねじを用いた接合との併用について実験計画を変更し、ボルトとドリルねじの併用についてその可能性を探ったため、当初の研究計画から見ると予定通り進捗していない。ただし、設計法構築に向けて重要となる建物の変形制御に関する有用な知見は得られており、次の実験計画ではより効率的な実験が実施できる状況にある。
|
Strategy for Future Research Activity |
本年度の要素実験から、ボルト接合で問題となるクリアランスの影響を抑制する手法を確認したことから、ボルト+ドリルねじの乾式接合形式についての部分架構実験をより効率的に実施できる予定である。 試験体計画を決定する前に、ボルトとドリルねじの併用に関する工学的な設計式を確立する。その後、当初の計画である部分架構実験に基づいて骨組の構造性能を評価する。
|
Report
(1 results)
Research Products
(2 results)