2015 Fiscal Year Research-status Report

中低層鉄骨造建物の崩壊余裕度と評価手法に関する基礎研究

Research Project

Project/Area Number	26420570
Research Institution	Kinki University
Principal Investigator	松宮智央近畿大学, 建築学部, 准教授 (20454639)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	岡崎太一郎北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20414964) 長江拓也名古屋大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (90402932) 高橋典之東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60401270)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	鉄骨造建物 / 柱梁接合部 / 極大地震 / 終局限界状態 / 耐力劣化
Outline of Annual Research Achievements	鉄骨造建物の設計では，骨組が本来保有している塑性変形能力を十分に発揮できるように，例えば柱及び梁の仕口部は保有耐力接合とし，骨組の急激な耐力低下が生じる恐れがないことを確かめている。しかし，極大地震時において設計限界状態を超える大変形が生じることを想定し，建物の真の終局限界状態を検討するためには，部材の耐力低下を伴う動的弾塑性応答までを評価する必要がある。現行の耐震設計に忠実に従った建物でも，終局的には，大変形領域において設計で想定しない変形を経て崩壊に至る可能性が高い。本研究では，部材端部の破断性状と骨組の降伏機構が建物の終局限界に及ぼす影響を評価することを目的としている。昨年度は，研究活動に必須の技術資料の収集の一環として東北地方太平洋沖地震によって甚大な被害を受けた東北地方の被災調査を行いました。その調査結果より，研究対象とするプロトタイプ建物を5階および10階の鋼構造骨組を設定し，それぞれの骨組に対して東北地震時の応答性状の予測を実施するため各部材の強度劣化モデルの構築を行いました。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 最終年度となる本年度は，引き続き骨組解析用の強度劣化モデルの構築を行う計画である。ここでは，適切な解析モデルの同定と精度の検証が課題となる。モデル化について特に注意が必要となるのは以下の(1)～(3)である。(1)鉄骨梁に対するRC床スラブの協力が想定以上になることで柱降伏に至る。(2)RC床スラブの存在により柱梁接合部において梁端接合部の破断が誘発される。(3)柱脚部が露出柱脚の場合，圧縮側ではベースモルタル圧壊，引張側ではアンカーボルトの破断により柱脚が負担できる曲げモーメントがほぼなくなるため1階柱頭に局部座屈が生じる要因となる。以上(1)～(3)の条件のうち，(2)については梁下フランジを補強した場合の追加検討も加え，おおむね達成できている。(1)および(3)については，引き続き検討を進める予定である。なお，昨年度に計画したPδ効果を考慮した鉄骨造建物の柱梁接合部に対する動的な載荷実験については，試験体条件の一部に安全性が十分に確保されていないとの判断から実験を延期している。
Strategy for Future Research Activity	今後は，数値解析において東北地震時の応答性状予測を実施し，さらに崩壊限界状態までの余裕度評価，そして南海トラフ地震時の被害予測へと展開していきます。また，Pδ効果を考慮した鉄骨造建物の柱梁接合部に対する動的な載荷実験を行い，解析と実験の両者を補完することで，最終的には，その被害を大きく低減できる耐震構法・設計法へと結びつける研究活動を目指します。
Causes of Carryover	「11. 現在までの達成度」において申し上げたとおり，Pδ効果を考慮した鉄骨造建物の柱梁接合部に対する動的な載荷実験については，試験体条件の一部に安全性が十分に確保されていないとの判断から実験を延期しました。そのため，試験体を製作しませんでした。
Expenditure Plan for Carryover Budget	当初の計画では詳細な解析により鉄骨造建物の終局限界状態を検証する予定でしたが，代表的な柱梁接合部に対する載荷実験を行い接合部挙動に対する詳細な実情報が得られれば，両者を補完することで解析の妥当性の検証など，より高度な検討を行うことができます。そこで，本年度繰り越された予算と来年度の予算を合わせて，鉄骨造建物の柱梁接合部を模擬した試験体を1体製作する計画です。