2013 Fiscal Year Annual Research Report
鉄骨造建物の３次元倒壊挙動の解明と耐震安全余裕度の評価
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24360223
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山田 哲 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (60230455)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉敷 祥一 大阪工業大学, 工学部, 講師 (00447525)
島田 侑子 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90586554)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 建築構造・材料 / 鉄骨構造 / 倒壊 / 部材実験 / 応答解析 / 終局耐震性能 / ３次元 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、大地震時に鉄骨造建物が倒壊に至るまでの3次元挙動を明らかにし、耐震設計における安全余裕度を明らかにすることである。本研究では、これまであまり行われてこなかった鋼部材および接合部の3次元大変形繰り返し載荷実験を行い、3次元応力下で部材が最大耐力に到達し、その後復元力を喪失するまでの解析モデルを構築する。その上で、構築した部材レベルでの解析モデルを組み込んだ3次元弾塑性応答解析プログラムを開発し、建物が地震荷重下で倒壊に至るまでの3次元挙動を明らかにするとともに、現在の耐震設計法で作られた建物の耐震安全余裕度を評価する。
２年度目に当たる平成25年度においては、平成24年度に引き続き、3次元外力を受ける鋼部材の実験・解析を行い、建物内における複雑な応力状態のもとでの部材および接合部特性を把握するとともに、3次元非線形応答解析を行うためのプログラム開発を行った。具体的には、変動軸力とともに水平2方向にランダムかつ大振幅での繰り返し強制変形を受ける角形鋼管と、鉄骨造建物の弱点である梁端接合部を対象にした繰り返し載荷実験を行うとともに、任意の荷重条件での挙動を追跡するための解析プログラムを作成し、実験結果によるキャリブレーションを行い、作成した解析プログラムの基本的な条件での有効性を検証した。角形鋼管柱の挙動追跡においては、平成24年度に行った一定軸力の条件での検討を発展させ、外柱のような変動軸力を受ける場合にも適用可能な解析モデルを構築した点が平成25年度における成果である。梁端接合部については、床スラブの影響と接合部の幾何学的形状に起因する応力伝達効率を考慮した実験解析に着手した点が平成25年度に研究が進捗した点である。いずれも、鉄骨構造の3次元倒壊挙動を解明する上で必要不可欠な検討であり、得られた知見の耐震工学における重要性は非常に高い。
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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
新規性のある実験および解析プログラムの作成は順調に進んでおり、当初設定した目標に向けて着実に成果が挙がっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、複雑な条件のもとでの部材・接合部の挙動を実験的に検証するとともに、解析プログラムの拡張を行ってゆく。
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