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2021 Fiscal Year Annual Research Report

制振鋼構造のダンパーと主架構間の変動応力伝達を考慮した合成梁-柱の保有性能評価

Research Project

Project/Area Number 19H02280
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

木村 祥裕  東北大学, 工学研究科, 教授 (60280997)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 古川 幸  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (30636428)
吉野 裕貴  仙台高等専門学校, 総合工学科, 助教 (70756428)
鈴木 敦詞  東北大学, 工学研究科, 助教 (20898118)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords制振構造 / H形鋼梁 / 連続補剛 / 床スラブ / 柱 / 横座屈 / 局部座屈 / 応力伝達機構
Outline of Annual Research Achievements

建築学会から刊行された鋼構造制振設計指針(2014)では,制振鋼構造骨組を構成する梁,柱の要求性能が示されているが,特にダンパーを有する制振構面における梁や柱の保有性能に関する研究成果が乏しく,極めて安全側の指標を設定している。一方,建物における多くの梁には,コンクリート床スラブが取り付き,大地震時に梁が局部座屈や横座屈を生じる際,高い補剛効果を発揮すると考えられてきた。しかし,地震時には床スラブも大きな繰り返し応力を受け,剛性や耐力が引張時には大きく低下し,圧縮時には回復するというメカニズムを繰り返し,徐々に低下する。申請者らは,ダンパーがない合成梁の履歴挙動を明らかにしつつあるが,大きな地震力を負担する制振構面の梁は,ダンパーから変動軸力を受けるため,座屈による不安定性が増大する一方,床スラブによる座屈変形拘束効果が期待されているほど発揮できない可能性がある。そのため,合成梁や柱の保有性能をより高精度に評価するとともに,「制振構面と非制振構面の応力伝達機構」を解明した。
・制振構面において変動軸力と繰返し水平力が作用する連続補剛H形鋼梁の局部座屈及び横座屈挙動の把握と保有性能評価
・繰返し応力を受ける床スラブの剛性・耐力変化が梁の座屈拘束効果に及ぼす影響
・床スラブによる応力変動及び補剛効果を考慮したH形鋼梁の保有性能評価
・制振構面における合成梁及び柱の応力伝達と梁崩壊型を形成する梁及び柱の要求性能評価
・激震時の制振鋼構造骨組における制振構面と非制振構面の応力伝達機構の解明と骨組の安定性の検討

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] 部分架構載荷実験による連続補剛H形鋼梁横座屈性状に及ぼす補剛効果2022

    • Author(s)
      吉野裕貴,廖望,木村祥裕
    • Journal Title

      日本建築学会構造系論文集

      Volume: 87 Pages: 634~645

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identifying damage mechanisms of gymnasium structure damaged by the 2011 Tohoku earthquake based on biaxial excitation2022

    • Author(s)
      Suzuki Atsushi、Fujita Tomomi、Kimura Yoshihiro
    • Journal Title

      Structures

      Volume: 35 Pages: 1321~1338

    • DOI

      10.1016/j.istruc.2021.11.010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EFFECT OF WARPING RESTRAINT OF BEAMS TO COLUMN JOINT ON LATERAL BUCKLING BEHAVIOR FOR H-SHAPED BEAMS WITH CONTINUOUS BRACES UNDER GRADIENT FLEXURAL MOMENT2021

    • Author(s)
      KIMURA Yoshihiro、SATO Yui
    • Journal Title

      Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 86 Pages: 145~155

    • DOI

      10.3130/aijs.86.145

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ultimate shear strength of perfobond shear connectors subjected to fully reversed cyclic loading2021

    • Author(s)
      Suzuki Atsushi、Suzuki Kaho、Kimura Yoshihiro
    • Journal Title

      Engineering Structures

      Volume: 248 Pages: 113240~113240

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2021.113240

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanical performance of stud connection in steel-concrete composite beam under reversed stress2021

    • Author(s)
      Suzuki Atsushi、Kimura Yoshihiro
    • Journal Title

      Engineering Structures

      Volume: 249 Pages: 113338~113338

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2021.113338

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 有限要素解析に基づく孔あき鋼板ジベルの最大せん断耐力評価2021

    • Author(s)
      鈴木佳歩,鈴木敦詞,王勃雄,木村祥裕
    • Journal Title

      鋼構造年次論文報告集

      Volume: 29 Pages: 360~365

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] パズル型機械的ずれ止めを有する合成梁要素試験体の繰り返し性状2021

    • Author(s)
      鈴木敦詞,鈴木佳歩,木村祥裕
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 43 Pages: 721~726

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 反り・横曲げ拘束されたH形鋼梁の横座屈荷重に及ぼす連続補剛効果2021

    • Author(s)
      吉野裕貴,櫻井裕太,木村祥裕
    • Organizer
      日本建築学会大会
  • [Presentation] 正負繰り返し載荷を受けるパズル型機械的ずれ止めの履歴挙動2021

    • Author(s)
      鈴木敦詞,鈴木佳歩,木村祥裕,髙橋順一
    • Organizer
      日本建築学会東北支部研究報告会
  • [Presentation] 正負繰り返し載荷を受ける孔あき鋼板ジベルの最大せん断耐力評価2021

    • Author(s)
      鈴木敦詞,鈴木佳歩,木村祥裕,髙橋順一
    • Organizer
      日本建築学会東北支部研究報告会
  • [Presentation] 勾配曲げモーメント作用時における横曲げ拘束された連続補剛H形鋼梁の弾塑性横座屈耐力 その1 弾性横座屈評価式の提案2021

    • Author(s)
      佐藤唯,木村祥裕,鈴木敦詞
    • Organizer
      日本建築学会大会
  • [Presentation] 勾配曲げモーメント作用時における横曲げ拘束された連続補剛H形鋼梁の弾塑性横座屈耐力その 2 弾塑性横座屈応力度評価と補剛力評価2021

    • Author(s)
      木村祥裕,佐藤唯,鈴木敦詞
    • Organizer
      日本建築学会大会
  • [Presentation] 正負繰り返し載荷を受ける孔あき鋼板ジベルのせん断抵抗機構その1 有限要素解析モデル概要2021

    • Author(s)
      鈴木佳歩,鈴木敦詞,木村祥裕
    • Organizer
      日本建築学会大会
  • [Presentation] 正負繰り返し載荷を受ける孔あき鋼板ジベルのせん断抵抗機構その2 既存評価式の適用性検証2021

    • Author(s)
      鈴木敦詞,鈴木佳歩,木村祥裕
    • Organizer
      日本建築学会大会

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Published: 2022-12-28  

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