長周期地震動を考慮した変動軸力を受けるCFT柱の耐力劣化性状
Project/Area Number |
22K04415
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 23010:Building structures and materials-related
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Research Institution | The University of Kitakyushu |
Principal Investigator |
城戸 將江 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (10453226)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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Keywords | 鋼・コンクリート合成構造 |
Outline of Research at the Start |
南海トラフを震源域とした巨大地震が発生することにより,超高層建築物は長時間振動を続ける.超高層事務所建築物には,コンクリート充填鋼管(CFT)柱が使われることが多い.このCFT柱が多数回繰返し荷重を受けると,柱を圧縮する力と振幅(水平方向の揺れの大きさ)の組合せによっては,耐力が次第に低下することが明らかになっている.しかし,建物の外周部に設置されている柱は,地震時に圧縮される力が変化し,このような軸力を変動軸力と呼んでいる.この変動軸力が作用する柱の耐力劣化性状を明らかにするための研究である.柱の断面形を円形や角形にした場合の実験を,圧縮力や振幅を変化させてこれらの影響を示す.
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Outline of Annual Research Achievements |
変動軸力下において一定変位振幅繰返し載荷を受けるコンクリート充填鋼管柱(以後CFT柱)の耐力劣化挙動を明らかにすることを目的とし,2022年度は,予定通りコンクリート充填円形鋼管柱(以後円形CFT柱)の変動軸力の実験を4体の試験体に対して行った.コンクリートの圧縮強度は60N/mm2程度で既往の研究と同程度の強度であった. 軸力比を,0~0.6,0.15~0.45と変化させ,部材角をそれぞれ1%,1.5%とする実験を行った.その結果,次のような知見が得られた. 基本的な構造性能としては,軸力の値が大きい正側載荷のほうが,軸力比の値が小さい負側載荷よりも耐力低下が大きかった.また,最大軸力比(本実験では0.6,0.45)が大きい試験体の方が耐力の劣化が大きく,また部材角が大きいほうが耐力低下が大きかった.軸力比および部材角が変化することによる耐力劣化挙動の傾向については,既往の一定軸力下における実験結果と同じ結論であった. 次に,変動軸力の最大軸力比を一定軸力として受ける場合の実験結果と,今回行った実験結果を比較したところ,変動軸力を受ける場合のほうが耐力劣化が大きかった.また,軸ひずみ挙動に関しては,一定軸力の場合は軸方向の縮みが徐々に累積していくのに対し,変動軸力の場合,軸力の大きい正側載荷では圧縮ひずみが大きくなるが,負側載荷ではひずみが減少し,軸力比0~0.6の場合は0ないしは引張ひずみとなり,一定軸力の場合のように,軸方向の縮みの累積は見られなかった.また,局部座屈はフランジ,ウェブともに早期に発生していたが,局部座屈の山は極めて小さく,複数回繰返しても局部座屈の山が大きくなることは無かった.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画通りに進んでいる.唯一できなかったことは鋼管のはぎ取りを行い内部の充填コンクリートの損傷の様子を観察することである.
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Strategy for Future Research Activity |
2022年度の研究成果を受けてというわけではなく,支給された予算の減額により,試験体数量を減らした計画とした.2023年度は角形CFT柱について2体,2024年度は45°載荷の角形CFT柱について2体の実験を行うことにした.別途予算を確保することで系統的な実験資料の収集を行えるようにする.
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Report
(1 results)
Research Products
(7 results)