2014 Fiscal Year Annual Research Report
薄板軽量形鋼造建物における耐震要素の合理的な設計法の構築
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24760450
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 篤司 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00362319)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 薄板軽量形鋼 / 耐力壁 / 垂壁 / 水平剛性 / アンカーボルト / フレームモデル / 地震応答解析 / 靭性低減係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
薄板軽量形鋼造建物は板厚2.3mm未満の薄板鋼板を用いる構造システムであり、耐力壁が地震時の水平抵抗要素となる。現行の設計では、耐力壁は片持ち柱とする設計が基本であり、各階の床梁や垂壁・腰壁等の効果は無視されている。しかし、枠組壁工法が基本であるこのシステムでは、垂壁や腰壁等が水平抵抗力に与える影響は大きいと考えられる。これまで考慮され無かった垂壁や腰壁等の影響が耐震設計に反映できれば、より経済的で合理的な設計が可能になると言える。本研究では、垂壁が耐力壁の力学的特性に与える影響を明らかにすることを目的として実大実験および数値解析を実施した。また、実験より得られた復元力特性を用いて地震応答解析を実施し、耐震設計で必要となる構造特性係数の適切な値の検討を行った。
以下に本研究で得られた結果をまとめる。
（１）水平耐力は壁長にほぼ比例するが、壁長を小さくすると幾何学的な関係で決まる値よりも大きな引抜力がアンカーボルト締結部に生じる。（２）垂壁の効果は、水平剛性にはほとんど現れないが、脚部締結部の軸力低減には効果があり、垂壁と耐力壁の接合方法を工夫することで、２割程度の低減が可能である。（３）垂壁効果を理論的に算出する計算式を構築し、水平剛性および締結部の軸力の評価曲線を導出した。（４）垂壁を用いたラーメン形耐力壁の地震応答解析より、連層としたときの構造特性係数（靭性低減係数）を片持ち柱形式とした場合の結果と比較し、耐力壁連結部の剛性が非常に重要になることを示した。（５）耐力壁連結部の剛性にさらなる改良が必要ではあるが、垂壁を用いたラーメン形耐力壁にも十分な変形性能があり、実務設計で利用可能であることを示した。
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