十字形鉄骨を内蔵したCES造柱梁接合部の応力伝達機構

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K06570
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 松井 智哉 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20402662)
• Project Period (FY): 2016-10-21 – 2019-03-31
• Keywords: 鋼コンクリート合成構造 / CES構造 / 柱梁接合部 / せん断強度 / 繊維補強コンクリート / 静的加力実験

Outline of Annual Research Achievements

本課題では、鉄骨と繊維補強コンクリートのみで構成されるCES 構造における柱梁接合部、その設計手法を構築することを目的として、以下の研究に取り組む。特に、これまでの研究で扱っていなかった十字形鉄骨を内蔵した柱梁接合部を対象としている。(1) CES 柱梁接合部の強度、変形性能、損傷と変形の関係を実験的に明らかにする。(2) CES 造接合部のせん断強度式の改善を目指し、FEM 解析により実験結果をシミュレートすることにより、解析モデルの有効性を確認し、各種構造因子がCES 造接合部の強度および応力伝達メカニズムに及ぼす影響を明らかにする。(3) 上記の分析結果に基づき、CES柱梁接合部の構造性能評価手法を構築する。
本課題は、追加採択によりH28年度（1年目）10月より開始することになったため、当初の計画を若干変更し実施することとした。当初の予定では、1年目と2年目に実験を計画していたが、2年目のみ実施する計画とした。また、実験変数の再検討により、5体の試験体を用いて実験を実施する。したがって、H28年度の活動内容は、主に構造実験の実施計画の立案である。
CES柱梁接合部試験体は梁曲げ降伏型試験体1体、接合部パネルせん断破壊型試験体が4体の計5体である。基本的に柱および接合部パネルの内蔵鉄骨は十字形鉄骨を用いるが、接合部パネルせん断破壊型は、接合部パネルにおける鉄骨形状による影響を明らかにするために、直交方向Ｈ形鉄骨のフランジを省略した試験体、直交方向Ｈ形鉄骨を省略してＨ形鉄骨とした試験体が含まれる。これらの試験体を用いた静的加力実験を実施することにより、CES柱梁接合部の強度、変形性能、損傷と変形の関係を比較分析し、柱梁接合部パネルの構造性能に内蔵鉄骨形状が及ぼす影響が明らかになるように計画を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

追加採択のため研究機関が半年短縮されたことから、実験計画を若干変更し、実施することした。現在は、実験計画および試験体製作を終えていることから本課題は順調に進展していると判断する。

Strategy for Future Research Activity

2年目である平成29年度は、CES柱梁接合部の静的加力実験を実施し、実験結果から接合部パネルの破壊性状、せん断強度、変形性能について明らかにし、接合部パネルの内蔵鉄骨形状がせん断応力伝達機構に及ぼす影響について検討を行う。また、既往の接合部パネルのせん断強度の評価法の適用性について検討を行う。
最終年である平成30年度は、ＦＥＭ解析により引き続き接合部のせん断応力伝達機構について分析を行い、CES柱梁接合部パネルの構造性能評価手法の提案を行う。

Causes of Carryover

本課題は、H28年度に追加採択されたため、実験を実施するには期間が短く、試験体製作が完了しなかったため、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

2年目である平成29年度は、CES柱梁接合部の静的加力実験を実施し、実験結果から接合部パネルの破壊性状、せん断強度、変形性能について明らかにし、接合部パネルの内蔵鉄骨形状がせん断応力伝達機構に及ぼす影響について検討を行う。したがって、そのための実験試験体製作費および計測用スイッチボックスに助成金を使用する。