半剛接接合を活用した中低層鋼構造建築物の合理的な耐震設計の可能性

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555153
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 森田 耕次 千葉大学, 工学部, 教授 (20057227)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 浩史 新日本製鐵株式会社, 鉄鋼研究所・鋼構造研究開発センター, 主任研究員 ; 宇野 暢芳 新日本製鐵株式会社, 鉄鋼研究所・鋼構造研究開発センター, センター所長 ; 原田 幸博 千葉大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (10272791)
• Keywords: 鋼構造 / 半剛接接合部 / 中低層建築物 / 耐震設計 / 高力ボルト接合

Research Abstract

1.半剛接接合部を含む部分骨組の繰返し載荷実験
半剛接接合部及び半剛接接合部を含む骨組の力学的挙動を実験的に明らかにするために、半剛接接合部局部の引張試験と半剛接接合部を含む部分骨組の繰返載荷実験を実施した。対象とする半剛接接合部は、溶接接合を用いずに高力ボルトのみで構成されるスプリットティ形式の接合部である。柱部材としては、角形鋼管及びH形断面材の双方を対象とし、半剛接接合部を含む骨組の構造性能を広く探るため網羅的に試験変数を定めた。
2.数値計算による半剛接接合部の力学的挙動の評価
半剛接接合部の降伏耐力及び最大耐力が、適切な降伏機構または崩壊機構を仮定することにより、既往の研究でも広く用いられている降伏線理論に基づく数値計算によって精度良く評価できることを確認した。また、汎用有限要素解析プログラムを用いて種々の半剛接接合部を含む骨組載荷実験結果を精度良く再現できていることを確かめ、併せて実験を行っていない骨組についてもその力学的挙動を推定した。そして、以上の数値計算結果に基づいて、半剛接接合部を材端バネモデルとしてモデル化を行うための手法について検討した。
3.半剛接接合部を含む鋼構造骨組の多様な耐震設計を実現させるための性能マトリクスの作成
上記1.,2.の成果に基づいて、半剛接接合部を採り入れた骨組の耐震設計を行うための性能マトリクス(地震レベルと設計クライテリアの関係を示す表)を作成した。本マトリクスの特徴は、接合部の設計を全強設計とするか部分強度設計とするかという点と地震入力レベルに応じて接合部設計のためのクライテリアを具体的に提示していることにある。

Research Products

• [Publications] Yukihiro Harada, Tadashi Arakaki, Koji Morita: "Structural Behaviour of RHS Column-to-H Beam connection with High Strength Bolts"International Journal of Steel Structures. Vol.2,No.2. 111-121 (2002)
• [Publications] 原田幸博, 中川治彦, 森田耕次: "角形鋼管柱-スプリットティ形式高力ボルト引張接合部における角形鋼管管壁の面外変形挙動に関する研究"日本建築学会構造系論文集. 第567号. 173-180 (2003)