H形鋼を柱に用いエネルギ吸収要素を併用した鋼構造骨組の耐震設計に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560485
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 森田 耕次 千葉大学, 工学部, 教授 (20057227)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原田 幸博 千葉大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (10272791)
• Keywords: H形鋼柱 / 柱強軸方向 / 柱弱軸方向 / 高力ボルト引張接合 / 方杖補強 / 柱梁部分骨組架構実験 / エネルギ吸収 / 耐震設計

Research Abstract

本研究では、中低層鋼構造骨組を対象とし、柱と梁にH形鋼を用い、柱と梁を溶接接合を使用しないで高力ボルト接合だけで組み立てた鋼構造骨組の耐震設計を研究することを目的としている。本年度は、H形鋼による柱-スプリットティ高力ボルト引張接合部の基本的な力学的挙動について研究し、その上で鋼構造骨組が地震時水平荷重を受けた時の骨組の履歴挙動に関する基礎的資料を得るために下記の柱梁部分骨組架構の実験的研究を行っている。
柱のH形鋼を強軸方向に配した骨組架構に関しては、中柱を対象として、柱フランジを山形鋼、接合部パネルを鋼板により補強したスプリットティ引張接合形式による柱梁部分骨組架構の実験を行った。実験の結果、柱梁接合部の局部耐力に及ぼす山形鋼の補強効果及び接合部パネルの剛性と耐力に及ぼす鋼板の補強効果が定量的に明らかになった。さらに、柱梁部分骨組架構は安定した変形能力に富む履歴挙動を示し、本研究で採用した柱と梁の接合形式はエネルギ吸収要素として有効であることが判明した。
柱のH形鋼を弱軸方向に配した骨組架構に関しては、側柱を対象として、柱と梁をスプリットティ引張接合し、さらに骨組の剛性及び耐力を向上させる目的で、溝形鋼による方杖部材を柱と梁にCT形鋼による部品を用いて高力ボルト接合して補強した柱梁部分骨組架構の実験を行った。実験の結果、方杖補強により、柱梁部分骨組架構の剛性及び耐力は著しく向上して、方杖取り付け位置で梁が全塑性曲げ耐力に達し、安定した変形能力に富む履歴挙動を示している。したがって、本研究で採用した方杖部材とその柱と梁への取り付け方法は耐震要素として有効であることが実験的に示された。