機械式接合システムによる鋼構造建築物の耐震性能・品質保証に関する総合的研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13305037
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 井上 一朗 京都大学, 工学研究科, 教授 (40029294)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 正愛 京都大学, 防災研究科, 教授 (00207771) ; 吹田 啓一郎 京都大学, 防災研究科, 助教授 (70206374) ; 上谷 宏二 京都大学, 工学研究科, 教授 (40026349) ; 立山 英二 近畿大学, 理工学部, 教授 (80088426) ; 小川 厚治 熊本大学, 工学部, 教授 (80112390)
• Keywords: 鋼構造 / H形鋼 / 高力ボルト接合 / 超高力ボルト / 制震ダンパー / 耐震性能 / 構造品質

Research Abstract

本研究の主目的は,鋼構造建築物の9割強を占める5階建て以下の中低層骨組を対象とし,高力ボルト接合を主体とする機械式接合によって鋼構造物を構成し,その耐震性能を向上させるとともに品質の安定化をはかり,これによって大地震後の建物の継続使用性を実現する工法を確立することである.この目的に沿って,本年度では下記の研究を行った.
(1)H形断面柱の強軸方向の接合方法の1つとしてスプリットティ接合方法を対象とし,接合部の剛性・耐力の理論的検討を行った.その結果,この接合形式では,特に補強をしなければ接合部パネルが局所的に塑性化して十分な耐震性能を得られないことを明らかにした.
(2)スプリットティ接合に類似の山形鋼(アングル)を用いたダブルアングル接合形式を考案し,この接合形式では接合部パネル全体が塑性化して十分なエネルギー吸収性能が発揮できることを理論的に明らかにし,実験によって確認した.
(3)H形断面柱の弱軸方向の剛性・耐力は強軸方向の約1/3である,これを活用する1つの方法としてU形の制震ダンパーを梁の下フランジ側に高力ボルト接合する方法を考案し,U形ダンパーの力学特性を理論的に解明するとともに,これを組み込んだ骨組の繰返し加力実験を行ってその有効性を確認した.
(4)方杖ダンパーによる接合構造システムの設計には,梁端部の方杖ダンパーを含む領域の剛性・耐力の評価式が必要である.これについては簡便な力学モデルを考案,この簡便力学モデルが十分な精度で厳密解を近似できることを確認した.