2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K06294
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
金尾 伊織 京都工芸繊維大学, デザイン・建築学系, 准教授 (80372564)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 横座屈 / 立体骨組 / 面外変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2015年度は，①横補剛を有する骨組の横座屈を含む立体的挙動の解析的検証，②スラブ付梁の面外変形が外装材などに与える影響の解析的検証を実施した．
横補剛を有する立体骨組の数値解析を行い，現行規定の横補剛では梁の面外変形を完全に抑えることはできず，横補剛で繋がれた梁は一緒に面外へ変形することを示した．また，梁の軸剛性をいくら大きくしてもその現象を抑えることはできないことを明らかにした．しかし，横補剛によって面外変形量は抑えられ，面外変形が生じていても，骨組耐力は崩壊荷重以上を維持できることから，完全に面外変形を止める必要はないことを確認した．また，骨組に取りついた横補剛の補剛軸力は，梁単体の解析に比べ，小さいことを確認した．これは，繋がれた梁が一緒に面外へ変形するため，補剛軸力はそれほど大きくならないと考えられる．このことから，横補剛の軸剛性，補剛力に関しては多くの研究がなされているが，補剛の曲げ剛性に関する研究はすくないことから，曲げに関する検討が必要であることが推測される．
梁の面外変形量の上限値を検討する目的で，スラブ付梁の解析を行った．既往の研究で示されたスラブ付梁の実験を模擬し，そのモデルを用いて，梁の面外変形が外装材に与える影響を解析的に検討した．外装材の剛性が大きい程，梁の面外変形よって外装材が受ける面外力が大きくなり，外装材の破壊につながることを示した．また，梁断面の大きさによっても面外力に違いが生じることも示した．検討した外力分布は一端曲げであり，荷重条件などが限定的であるため，より詳細な検討が必要であるが，梁の面外変形が外装材などに与える影響は無視できないことから，面外変形によって梁と外装材が衝突しない範囲に面外変位を抑える必要があると考えられる．
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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
補剛付立体骨組の解析に関しては，概ね予定通りの成果である．まだ限られた事例であるが，立体的な補剛の影響は情報として極めて少なく，有意義な情報を得ることができた．今後どのような影響があるのかを詳細に検討した上で，梁単体で検討した条件を骨組に組み込む予定である．また，補剛材の曲げに関する検討が必要と推測されるという重要な検討事項を見出し，今後の新たな展開につながる可能性も得られた．
面外変形に関する検討についても，概ね予定通りの成果である．面外変形の限界値などに関しては，既往の研究から十分な情報が得られなかったため，数値解析による検討に切り替えた．そのため，まだ十分に情報が得られていないが，梁の面外変形が与える影響について，解析的データを収集しつつあることから，新しい情報を提供できる．
これらの研究成果は，日本建築学会近畿支部研究報告会，および大会へ投稿し，発表予定である．また，成果を整理し，さらに詳細に検討を進め，査読付き論文へ投稿する予定である．これらの研究成果を持って1年目の研究成果とし，3年間の研究計画において，35%程度の達成率である．
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度は，骨組解析および梁単体のFEM解析を並行して進める予定である．
FEM解析に関しては，提案した面外変形を拘束するための横補剛方法について，横補剛材に要求される補剛剛性および補剛軸力の条件を検証する．また，提案した補剛方法が大断面の梁にも適用できるのかを検証する．さらに，面外変形が与える影響についてもさらに詳細に検討を進めて行き，情報を整理する予定である．
骨組解析に関しては，パラメータを検討し，解析数を増やして全体的な傾向を明らかにする．パラメータとして，スパン数および梁，柱，補剛材の断面を対象とする．その時の面外変形および補剛軸力，補剛曲げなどがどのように変化するかを詳細に検討する．さらに，FEMで検討した条件を骨組に適応した場合，どのような傾向が生じるのかを検討し，骨組内の補剛材に要求される情報をまとめて提案する．
29年度は，28年度でまとめた情報が実現象において確認できるかを検討する目的で，小型骨組の実験を行い，実現象に補剛の効果を明らかにする．29年度後半は，これらの情報に基づいて，骨組の変形性能に関してまとめて，情報を提供する予定である．
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| Causes of Carryover |
当初，FEM解析ソフトと解析用PCの購入を予定していた．解析ソフト購入に際し，ライセンス数が多い解析パッケージの購入を検討したが支給額では購入できなかったため，PCの購入のみを行い，ソフトウェアの購入を次年度に先送りすることとしたため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用分は，ソフトウェアおよび実験費用に充てる予定である．FEMソフトウェアのライセンス数を増やし，解析データの収集に努める．次々年度始めに並行して立体骨組実験を計画しており，小型模型実験の部材の製作費用，および謝金に使用する．実験計画を見直し，実験の実施およびFEMソフトが購入ができるように検討し，より効果的な実験の実施と解析環境の整備に取り組む．また，日本建築学会で発表予定であり，これまでの成果をまとめて論文投稿も予定している．
以上より，ソフトウェアの購入，実験費用，学会への旅費，論文投稿料などに使用する予定である．
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