2013 Fiscal Year Research-status Report
外ダイアフラム形式角形CFT柱梁接合部の設計法合理化のための現実的因子の解明
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25820268
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松尾 真太朗 九州大学, 人間・環境学研究科(研究院), 助教 (40583159)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 外ダイアフラム / コンクリート充填角形鋼管 / 梁せい差 / コンクリートスラブ / 柱梁接合部 / 接合部パネル / 繰返し載荷実験 |
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| Research Abstract |
本研究は，コンクリート充填角形鋼管柱（以下，CFT）を対象とした外ダイアフラム形式柱梁接合部の設計法の合理化を目指すものである．接合部設計法の合理化に向けては，実設計で配慮すべき現実的諸因子の影響を十分に解明する必要がある．本研究ではそれらの諸因子として，左右の梁せいが異なる接合詳細ならびにコンクリートスラブの有無に着目した系統的載荷実験を実施し，接合部性能の定量的評価を行うとともに，より合理的な接合部設計法の提案を行うことを目的とする．
平成25年度は外ダイアフラム形式コンクリート充填角形鋼管柱梁接合部を対象として，十字形部分架構による繰返し載荷実験を実施した．柱幅200mm，梁せい300mmのサイズを対象に，梁せい差0mm，75mm，150mmを実験変数に設定した．実験結果を要約すると以下のようになる．
①いずれの接合詳細についても安定した履歴挙動を呈し，高い変形能力を確認した．②CFT柱梁接合部においても梁せい差によりパネルの部分的な崩壊性状が確認できた．
さらに実験による崩壊挙動を参考に接合部パネルの耐力算定モデルを構築し，評価式を誘導した．評価式による算定値は実験値を若干下回る傾向にあるが，概ね崩壊挙動を予測できることがわかった．一方，鋼管と充填コンクリートの荷重負担率等の分析がさらなる評価式の精度向上に不可欠と考えて有限要素法（FEM）解析にも取り組んでいるが，現状では実験による全体挙動を概ね再現できる段階にある．
もう一つの因子であるコンクリートスラブの有無については，ファブが多忙な状況にあったため，試験体製作が大幅に遅れ4月現在製作中である．予算の減額や鋼材価格の高騰等も加味した結果，平成25年度は中空鋼管を対象にト字形部分架構試験体を2体製作することとした．実験変数はコンクリートスラブの有無である．本試験体についてはH26年度の上期に実施する予定である．
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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
本研究で着目している2因子（梁せい差，コンクリートスラブ）のうち，前者については予定通りの実験を実施し，研究実績概要に要約した有用な知見が得られた．また，耐力評価法の構築およびFEM解析による検討も順調に進んでいる．一方で，後者については，4月現在試験体の製作中であり，当初の予定通りには進んでいない状況にある．ただし，本研究課題に関する既往の文献調査は概ね完了しており，実験実施の目途もたっていることから，ある程度の達成度には到っていると考えている．今後は，平成26年度上期の早い時期に実験を実施し，コンクリートスラブが接合部挙動に及ぼす影響に関する基礎情報を獲得する必要がある．
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| Strategy for Future Research Activity |
前述したとおり，予算の減額等により当初の予定より初年度の試験体数を減らしたことを踏まえ，平成26年度の研究は以下のように推進する．
①コンクリートスラブの存在が接合部の挙動に与える影響の検討を重点的に調べる．具体的には外ダイアフラム形式CFT柱梁接合部を対象として，コンクリートスラブの有無を実験変数としたト字形部分架構試験体による載荷実験を実施する（中空鋼管については平成25年度の予算で対応済）．
②外ダイアフラム形式CFT柱梁接合部十字形部分架構試験体を対象として，コンクリートスラブの影響を実験的に検証する．比較対象として，平成25年度実施済みの梁せい差0mmの試験体を用いる．
③数値解析：平成25年度の検討を継続して実施し，特に鋼管と充填コンクリートの荷重負担率等に関する知見を得ること，かつその知見をもとに耐力評価式を改良することを目指す．
④本接合部の構造性能評価：外ダイアフラム形式CFT柱梁接合部の設計において，梁せい差やコンクリートスラブの影響を定量的に考慮することによって，より現実的な接合詳細にも対応できる設計手法を提案する．
なお，当初の計画では，梁せい差のある接合詳細についてコンクリートスラブの有無の影響を検討することも含んでいたが，上記理由により試験体数を確保できない可能性が高いので，ここでは，②で述べた通り，まずは梁せい差のない標準型パネルを対象とした実験により，基本的な知見の蓄積を重視することとした．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
初年度に当初予定していた試験体数を確保することは，予算減額および鋼材価格高騰等により事実上不可能となったため，試験体数を減らして予算内に抑えるように配慮した．一方で，次年度の実験実施計画にあたっては，初年度に比べて更に予算減額率が高かったため，初年度の一部の予算を次年度に充てることとした．
平成26年度の研究費使用計画は以下のとおりである．
①ト字形部分架構試験体（2体）製作費，②十字形部分架構試験体（1体）製作費，③歪ゲージ一式，④論文投稿費，⑤数値計算ソフトウェア利用料として，それぞれ①800千円程度，②500千円程度，③100千円程度，④50千円程度，⑤50千円程度を見込んでおり，前年度予算の残額は①と②に充てる予定である．
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Research Products
(3 results)
