2021 Fiscal Year Annual Research Report
長期荷重の支持と横補剛材の役割を担う鉄骨小梁におけるピン接合部の力学挙動と設計法
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19K15135
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
巽 信彦 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (60835544)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 鉄骨小梁 / ピン接合部 / 長期荷重 / 横補剛材 / 接合部設計 / 床スラブ / 連続梁 / 変形抑制 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鋼構造建築物における小梁は，長期荷重を支持する部材であると同時に，地震時においては大梁の横補剛材としての役割も担っており，建築物の安定性を確保する上で重要な部材である．小梁の端部接合部は，長期荷重に対する設計時にはピン接合として扱われる一方で，横補剛材としては曲げ負担を積極的に考慮されており，両者の接合部の扱い方は大きく異なる．この背景として，ピン接合部の力学挙動が必ずしも明確ではないことが挙げられ，横補剛材としての接合部の設計を複雑にする原因にもなっている．したがって，小梁における接合部の設計法を確立するためには，まずはピン接合部の挙動を把握する必要があり，また，横補剛材の接合部として求められる剛性・耐力を明らかにすることが重要である．
本研究課題では，鉄骨小梁におけるピン接合部の力学挙動を明らかにし，長期荷重支持材・横補剛材としての小梁における接合部の設計法を構築する．
当初の計画では，前々年度は，純鉄骨の大梁－小梁間におけるピン接合部の実験によって，接合部の力学挙動を明確にするとともに，接合部に必要とされる補剛力，剛性を把握する予定であったが，予算の都合により実験計画を変更し，床スラブを有する大梁－小梁接合部の実験を，前年度の予算を合わせて用いて行うこととした．前年度は，大梁を含む小梁接合部の詳細をパラメータとした構造実験を行い，その力学挙動を明らかにした．実験パラメータは①小梁下フランジのメタルタッチの有無，②接合部ボルトの配置とした．コンタクトプレートを付けた試験体では，コンタクトプレートの無い試験体よりも剛性・耐力が大幅に上昇することが確認できた．
今年度は，実験結果を反映させた数値解析モデルを構築し，実験では実現できなかったパラメータの影響について検討を行った．大梁－小梁端接合部の剛性の増大により，部材の変形を抑える効果が期待できる．
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