2012 Fiscal Year Research-status Report

極大地震を想定した鋼構造柱梁接合部パネルの二方向載荷モデルの構築

Research Project

Project/Area Number	24560686
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	桑原進大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10243172)
Project Period (FY)	2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords	建築鋼構造 / 柱梁接合部パネル / FEM / 耐力 / 二方向加力
Research Abstract	極大地震時の鋼構造骨組の地震応答性状，倒壊安全性を検討するためには各部材の耐力劣化域も考慮した精緻な解析が必要となる．鋼構造柱梁接合部パネルでは，これまで構面内の一方向加力に対する力学モデルが提案されているものの，二方向載荷時の力学性状，終局状態，変形性能に対する検討はほとんど見受けられない．本研究では有限要素解析により二方向載荷時の性状を明らかにすると共に，その一部を実験で検証する．これらの検討に基づいて地震応答解析プログラムに実装する簡便な解析モデルを提案することが最終的な目標である．鋼構造柱梁接合部パネルの断面として，角形断面・円形断面・H形断面が用いられるが，「載荷方向によって性状が異なること」，「二方向ラーメンで二方向曲げを受ける環境で用いられること」を想定して，角形断面用いた標準型パネル（パネルに接合する梁の梁せいが同じ）を主対象として設定する．既に角形断面パネルの二方向載荷を想定した一部のパラメータについては，ソリッド要素による有限要素解析を既に実施している．本研究では，これをシェル要素に置き換えて，より広範なパラメータに対して有限要素解析を行い，力学性状を明らかにした．また，パネルの任意方向加力を想定したパネル耐力式を提案し，解析結果との比較からその妥当性を検証した．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初予定していたFEMによる二方向載荷を想定した解析を概ね終了することができている．またこれより得られた解析結果と今回提案している耐力式との比較を行い，良好な対応を示すことが確認できた．
Strategy for Future Research Activity	今年度は昨年度の解析に基づき，一部のパラメータについて試験体による加力実験を行い，FEM解析の妥当性を検証すると共に，FEMでは確認することが困難な塑性変形能力や，想定される溶接部の亀裂や破壊性状について確認する予定である．
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	試験体・治具製作：180万円，ゲージ等の消耗品購入：10万円，ソフトウェア・アップデート費用：40万円，旅費20万円を予定している．