2015 Fiscal Year Research-status Report
軸方向力と曲げモーメントが作用するH形鋼柱の塑性変形性能
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15K06291
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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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)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 鋼柱 / H形断面 / 耐力 / 塑性変形能力 / 圧縮軸力 / 曲げモーメント / 実大実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、研究代表者が保有する実大実験装置を活用した実験を実施し、建築構造物の鋼柱の挙動について研究を行なった。対象とした鋼柱はH形断面柱であり、応力状態としては柱が地震時に負担する軸方向力と曲げモーメントを再現した実験となっている。水平力を負担することで生じる曲げモーメントは、柱上下端の境界条件に依存し、その影響も実験変数の一つとなりうるが、本年度は一端のみに曲げモーメントを受ける柱を対象とした実験を実施した。他端にも曲げモーメントを受ける応力状態の柱については平成２８年度に実施予定である。載荷方法としては、一方向に単調に載荷する一方向単調載荷と地震力などの繰返し力を想定した正負交番繰返し載荷の２種類を実施した。H形断面鋼柱の寸法は現行の設計式にならい選定し、それぞれの柱の力学的挙動と終局時の変形性状を確認した。
実大実験では、H形断面鋼柱で想定される局部座屈、曲げねじれ座屈、およびPd効果による耐力劣化の３種類の終局状態が確認された。それぞれの終局状態がどのような荷重状態で支配的となるかはこれまで明確にされておらず、特にPd効果による耐力劣化については設計式などに具体的な記述がなかったことからも、本年度得た知見は有効なデータ蓄積になったと言える。
現行制限式と実験結果の対応関係を確認することで、制限式では明確に言及していなかった終局状態にも結びつくことが明らかとなり、実務設計者への部材挙動理解に役立つデータも蓄積できたと言える。
本年度の成果としては、軸方向力と一端曲げモーメントを受けるH形断面柱の塑性変形能力と終局性状を明らかにすることを目的としており、許容できる塑性変形能力の把握は十分に確認できたこと、想定される終局性状を部材寸法（材長・断面寸法）との関係で明らかにできたと言える。
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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
本年度は、計画した実大実験を完了でき、想定した力学現象把握を十分に実施することができた。さらに、現行制限式との対応を確認することで、これまでには言及のなかった現象と関係性を明らかにできた成果は大きいと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
水平力を負担することで柱に生じる曲げモーメントは、柱上下端の境界条件に依存する。本年度は一端のみに曲げモーメントを受ける柱を対象とした実験を実施し十分な成果を得られたことから、平成２８年度は他端にも曲げモーメントを受ける逆対象曲げモーメントと軸方向力が作用する鋼柱の実大実験を実施する。実験は、既存の装置を基本として利用するが、載荷条件の変更に伴う冶具の一部設計変更を行う。
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