長周期地震動を受ける超高層鋼構造建物の繰返しによる破断を考慮した耐震性能評価

• Project/Area Number: 13J04696
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Building structures/materials
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高塚 康平 京都大学, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 海溝型長周期地震動 / 載荷実験 / 鋼構造柱梁接合部 / 梁ウェブ接合部 / 亀裂進展 / 破断 / 時刻歴応答解析 / 耐震性能 / 繰返し載荷実験 / 梁ウェブ接合方法 / 局部座屈 / 変形能力

Outline of Annual Research Achievements

①兵庫県南部地震以前の設計による柱梁接合部を対象とした変動振幅載荷実験
曲げ耐力が小さく変形能力が低いとされる兵庫県南部地震以前の設計・施工法によるスカラップ工法の接合部と現行の設計のスカラップ工法の接合部を対象に変動振幅載荷実験を行い，既往の研究で対象とした現行の設計のノンスカラップ工法の接合部と比較しながら，梁ウェブ接合部の曲げ耐力とスカラップの有無が破断までの変形能力に及ぼす影響を昨年度に構築した亀裂進展則を用いて分析した．その結果，曲げ耐力が小さいスカラップ工法の接合部の方が曲げ耐力の大きいスカラップ工法の接合部に比べ早期に破断したが，いずれもノンスカラップ工法の接合部に比べ明らかに早期に破断しており，曲げ耐力による変形能力への影響はスカラップの有無による影響に比べ小さいことが分かった．そして，繰返しによる亀裂の変化と振幅の変化による亀裂の変化を考慮して亀裂進展則により破断を予測し，一般に用いられるMiner則より評価精度が高いことを示した．
②超高層建物の耐震性能評価
変形能力への影響が強いパラメータであるスカラップの有無と床スラブの有無を組み合わせた4種類の柱梁接合部を想定し，超高層建物の梁端破断による耐震性能の変化を時刻歴応答解析により分析した．その結果，スカラップ工法の合成梁の場合では地震波入力2回目で梁端が破断し，その後の破断の進展による応答や固有周期の変化が最も顕著であった．これに次いで，ノンスカラップ工法の合成梁とスカラップ工法の純鉄骨梁の場合は入力3回目で梁端が破断し，ノンスカラップ工法の純鉄骨梁の場合は入力5回目でようやく梁端が破断した．骨組内の全梁端接合部の約半分が破断すると破断数や固有周期の増加が緩やかになる傾向が見られ，ノンスカラップ工法の合成梁とスカラップ工法の純鉄骨梁の場合の耐震性能はスカラップ工法の合成梁の場合と同程度となることを示した．

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力，その19 変動振幅履歴を受けるスカラップ形式柱梁接合部の変形能力評価 (2015)
  • Author(s): 梅田敏弘，高塚康平，吹田啓一郎
  • Journal Title: 日本建築学会近畿支部研究報告集 Volume: -
  • NAID: 200000000211
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力，その20 梁端接合部の繰返し延性破断が超高層建物の耐震性能に及ぼす影響 (2015)
  • Author(s): 高塚康平，吹田啓一郎，田中剛，梅田敏弘
  • Journal Title: 日本建築学会近畿支部研究報告集 Volume: -
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Prediction of Fracture of Welded Moment Connection under Varying Amplitude Cyclic Loading (2014)
  • Author(s): K.Suita，K.Takatsuka，T.Tanaka
  • Journal Title: American Society of Civil Engineers，Proceedings of Structures Congress 2014 Volume: - Pages: 2617-2628
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 梁ウェブ接合部の曲げ耐力の低い梁端混用接合部の変形能力，塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力 その17 (2014)
  • Author(s): 梅田敏弘，高塚康平，吹田啓一郎，辻都子
  • Journal Title: 日本建築学会大会学術講演梗概集，構造Ⅲ Volume: - Pages: 707-708
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 局部座屈が破断までの変形能力に及ぼす影響，塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力 その18 (2014)
  • Author(s): 辻都子，高塚康平，吹田啓一郎，梅田敏弘
  • Journal Title: 日本建築学会大会学術講演梗概集，構造Ⅲ Volume: - Pages: 709-710
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 梁断面寸法と接合詳細が変形能力に及ぼす影響―塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力その4― (2014)
  • Author(s): 高塚康平, 吹田啓一郎, 田中剛, 梅田敏弘
  • Journal Title: 日本建築学会構造系論文集 Volume: 第79巻 第696号 Pages: 315-321
  • NAID: 130004752771
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prediction of Fracture of Welded Moment Connection under Varying Amplitude Cyclic Loading (2014)
  • Author(s): K. Suita, K. Takatsuka and T. Tanaka
  • Journal Title: ASCE SKI Proceedings of the 2014 Structures Conference Pages: 2617-2628
• [Journal Article] 海溝型長周期地震動の応答による柱梁溶接接合部の接合詳細や梁断面寸法の違いを考慮した損傷度評価 (2014)
  • Author(s): 高塚康平, 吹田啓一郎, 田中剛
  • Journal Title: 日本学術会議土木・建築学委員会構造工学論文集 Volume: Vol.60B Pages: 249-256
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力その15梁ウェブ接合部の曲げ耐力の低い梁端混用接合型の場合 (2014)
  • Author(s): 梅田敏弘, 高塚康平, 吹田啓一郎, 辻都子
  • Journal Title: 日本建築学会近畿支部研究報告集 Volume: (印刷中)
• [Journal Article] 塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力その16長周期地震動による応答時の損傷度に及ぼす接合詳細の影響 (2014)
  • Author(s): 高塚康平, 吹田啓一郎, 梅田敏弘, 辻都子
  • Journal Title: 日本建築学会近畿支部研究報告集 Volume: (印刷中)
• [Journal Article] 塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力その17局部座屈が変形能力に及ぼす影響 (2014)
  • Author(s): 辻都子, 高塚康平, 吹田啓一郎, 梅田敏弘
  • Journal Title: 日本建築学会近畿支部研究報告集 Volume: (印刷中)
• [Journal Article] スカラップの有無と梁断面寸法の違いが変形能力に及ぼす影響塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力その13 (2013)
  • Author(s): 梅田敏弘, 吹田啓一郎, 田中剛, 高塚康平
  • Journal Title: 日本建築学会2013年度大会(北海道)学術講演梗概集構造III Pages: 739-740
• [Journal Article] 変動振幅履歴におけるスカラップの有無を考慮した損傷度評価塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力その14 (2013)
  • Author(s): 高塚康平, 吹田啓一郎, 田中剛, 梅田敏弘
  • Journal Title: 日本建築学会2013年度大会(北海道)学術講演梗概集構造III Pages: 741-742
• [Presentation] 塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力，その19 変動振幅履歴を受けるスカラップ形式柱梁接合部の変形能力評価 (2015)
  • Author(s): 梅田敏弘(発表者)，高塚康平，吹田啓一郎
  • Organizer: 日本建築学会近畿支部研究報告会
  • Place of Presentation: 大阪府大阪市，大阪工業技術専門学校
  • Year and Date: 2015-06-27 – 2015-06-28
• [Presentation] 塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力，その20 梁端接合部の繰返し延性破断が超高層建物の耐震性能に及ぼす影響 (2015)
  • Author(s): 高塚康平(発表者)，梅田敏弘，吹田啓一郎，田中剛
  • Organizer: 日本建築学会近畿支部研究報告会
  • Place of Presentation: 大阪府大阪市，大阪工業技術専門学校
  • Year and Date: 2015-06-27 – 2015-06-28
• [Presentation] 梁ウェブ接合部の曲げ耐力の低い梁端混用接合部の変形能力，塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力 その17 (2014)
  • Author(s): 梅田敏弘(発表者)，高塚康平，吹田啓一郎，辻都子
  • Organizer: 日本建築学会大会学術講演会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市，神戸大学
  • Year and Date: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [Presentation] 局部座屈が破断までの変形能力に及ぼす影響，塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力 その18 (2014)
  • Author(s): 辻都子(発表者)，高塚康平，吹田啓一郎，梅田敏弘
  • Organizer: 日本建築学会大会学術講演会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市，神戸大学
  • Year and Date: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [Presentation] 塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力，その15 梁ウェブ接合部の曲げ耐力の低い梁端混用接合型の場合 (2014)
  • Author(s): 梅田敏弘(発表者)，高塚康平，吹田啓一郎，辻都子
  • Organizer: 日本建築学会近畿支部研究報告会
  • Place of Presentation: 大阪府大阪市，大阪工業技術専門学校
  • Year and Date: 2014-06-21 – 2014-06-22
• [Presentation] 塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力，その16 長周期地震動による応答時の損傷度に及ぼす接合詳細の影響 (2014)
  • Author(s): 高塚康平(発表者)，吹田啓一郎，梅田敏弘，辻都子
  • Organizer: 日本建築学会近畿支部研究報告会
  • Place of Presentation: 大阪府大阪市，大阪工業技術専門学校
  • Year and Date: 2014-06-21 – 2014-06-22
• [Presentation] 塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力，その17 局部座屈が変形能力に及ぼす影響 (2014)
  • Author(s): 辻都子(発表者)，高塚康平，吹田啓一郎，梅田敏弘
  • Organizer: 日本建築学会近畿支部研究報告会
  • Place of Presentation: 大阪府大阪市，大阪工業技術専門学校
  • Year and Date: 2014-06-21 – 2014-06-22
• [Presentation] 塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力その16長周期地震動による応答時の損傷度に及ぼす接合詳細の影響 (2014)
  • Author(s): 高塚康平(発表者), 吹田啓一郎, 梅田敏弘, 辻都子
  • Organizer: 日本建築学会近畿支部研究発表会
  • Place of Presentation: 大阪府大阪市, 大阪工業技術専門学校(発表確定)
  • Year and Date: 2014-06-21
• [Presentation] 海溝型長周期地震動の応答による柱梁溶接接合部の接合詳細や梁断面寸法の違いを考慮した損傷度評価 (2014)
  • Author(s): 高塚康平(発表者)，吹田啓一郎，田中剛
  • Organizer: 日本建築学会構造工学シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都府京都市，京都大学
  • Year and Date: 2014-04-25 – 2014-04-26
• [Presentation] 海溝型長周期地震動の応答による柱梁溶接接合部の接合詳細や梁断面寸法の違いを考慮した損傷度評価 (2014)
  • Author(s): 高塚康平(発表者), 吹田啓一郎, 田中剛
  • Organizer: 日本学術会議土木・建築学委員会構造工学シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都府京都市京都大学(発表確定)
  • Year and Date: 2014-04-25
• [Presentation] Prediction of Fracture of Welded Moment Connection under Varying Amplitude Cyclic Loading (2014)
  • Author(s): K.Suita，K.Takatsuka(発表者) and T.Tanaka
  • Organizer: ASCE，Structures Congress 2014
  • Place of Presentation: USA, MA, Boston Sheraton Boston Hotel
  • Year and Date: 2014-04-03 – 2014-04-05
• [Presentation] Prediction of Fracture of Welded Moment Connection under Varying Amplitude Cyclic Loading (2014)
  • Author(s): K. Suita, K. Takatsuka(発表者)and T. Tanaka
  • Organizer: ASCE SEI Structures Congress 2014
  • Place of Presentation: USA, MA, Boston Sheraton Boston Hotel
  • Year and Date: 2014-04-03
• [Presentation] 変動振幅履歴におけるスカラップの有無を考慮した損傷度評価塑性歪履歴を受ける鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力 その14 (2013)
  • Author(s): 高塚康平(発表者), 吹田啓一郎, 田中剛, 梅田敏弘
  • Organizer: 日本建築学会大会学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市, 北海道大学
  • Year and Date: 2013-09-01
• [Remarks] 吹田・聲高研究室ホームページ，高塚康平
  • URL: http://www.suita-lab.archi.kyoto-u.ac.jp/student/Takatsuka-HP/index.html