2014 Fiscal Year Annual Research Report
津波漂流物を対象としたCFT構造の耐衝撃性能の解明と評価法の開発
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25289186
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
河野 昭彦 九州大学, 人間環境学研究院, 教授 (60136520)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松尾 真太朗 九州大学, 人間環境学研究院, 准教授 (40583159)
津田 惠吾 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (50112305)
蜷川 利彦 九州大学, 人間環境学研究院, 教授 (90237769)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 津波 / 漂流物 / 衝撃 / コンクリート充填鋼管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.CFT部材の耐衝撃性能の定量的評価法の開発
（１）衝撃実験 (a)試験体と実験方法：試験体はCFTと中空鋼管であり、材料は前年度と同様である。(b)実験変数：①断面形状（○、□、◇）、②D/t、③せん断スパン比（5.0と3.0）、④内蔵鉄筋の有無、⑤衝突体（重錘）ヘッド形状とする。（２）静的実験 (a)試験体と実験方法：試験体CFTと中空鋼管で、材料は前年度と同様。(b)実験変数：①断面形状、②せん断スパン比、③内蔵鉄筋量、④加力ヘッド形状とする。（３）実験結果の分析 ①CFTと中空鋼管試験体のいずれも，重錘の運動量と試験体で計測された力積がほぼ等しいことから衝撃実験装置の機能を確認した。②CFT試験体の全体曲げ変形による吸収エネルギーは、幅厚比、せん断スパン比、内蔵鉄筋、衝突体ヘッド形状によらず、衝突体の入力エネルギーにほぼ等しい。一方、中空鋼管試験体では、衝突体による局所変形により入力エネルギーの40％～60％が吸収される。③CFTの破断時のたわみは，衝撃実験の方が静的実験より大きい。④重錘ヘッド形状は円形と角形の中空鋼管の耐力に影響し、尖っている方が低下した。（４）衝撃応答解析 FEM解析による静的加力解析を行い、断面形状、幅厚比、径厚比、重錘ヘッド形状を変数とした実験挙動を再現できた。また、CFT試験体についてファイバーモデルを用いた衝撃解析を行い、実験挙動を正確に再現できた。
２．津波漂流物に対するCFT構造の設計法の確立
（１）CFT構造の設計法の検討：内外の津波設計指針によって課題を明確にした。CFTの対衝撃性能の終局限界は、主として(a) 曲げ引張側の鋼管の破断と、(b) 軸力支持能力の喪失の二通りがあることを明らかにした。
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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
一定軸力を作用する部材に横荷重を作用する場合の挙動については解析によって調査したが、実験は最終年度に見送った。一方、横荷重のみ作用する場合の実験は、昨年度の繰越基金を利用して試験体数を増加して、最終年度に予定していた実験変数の一部も実験した。また、衝撃解析が順調に進み、CFT部材の衝撃挙動をほぼ正確に再現することが可能となった。したがって、CFT部材の対衝撃性能の評価法について基本的な骨格を特定することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
軸力が作用している部材に横衝撃荷重を受けた場合の軸力支持能力の限界については、解析によって評価式を導出したが、実験的な裏付けが必要であり、最終年度である次年度に実験を行う予定である。また、CFT部材およびCFT骨組構造の津波漂流物に対する耐衝撃性能評価法の提案と設計法の策定を行う。研究を遂行する上での課題は特にない。
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| Causes of Carryover |
横荷重のみ作用する衝撃実験がすべて順調に成功したため、試験体の追加製作をする必要がなかったこと、ならびに一定軸力を作用して横荷重を作用した時の挙動を調査する実験は次年度（最終年度）に見送ったことが理由である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度（最終年度）に一定軸力を作用して横荷重が作用する場合の挙動を実験的に調査する。また、コンクリート充填鋼管部材の耐衝撃設計の策定を加速するため各種の衝撃解析を行うが、そのためのPCを購入する。
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