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Establishment of Damage Control Design for Braced Steel Structures Considering Axial Forces Act on Beams

Research Project

Project/Area Number 17J03340
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Building structures/Materials
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

鈴木 敦詞  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords制振構造 / 損傷制御設計 / 地震災害 / 鉄骨梁 / ダンパー / 梁軸力 / H形鋼梁 / 塑性変形能力
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,構造物において圧縮・引張の繰り返し応力を模擬できる合成梁要素試験体を提案し,スタッド径,スタッド長,鉄筋径,鉄筋配置,コンクリート強度を変数とした繰り返し載荷実験を行った。その結果,コンクリートスラブは引張応力作用時にひび割れにより耐力喪失するため,得られるスタッド-スラブ系の最大せん断耐力が日本建築学会・AISC・Eurocode 4の評価式を大幅に下回ることが明らかになった。また,引張応力下で生じたスラブ損傷により,圧縮応力下における最大せん断耐力についても,繰り返し応力を受ける場合の方が一方向応力を受ける場合に比べて低下することが確認された。そこで,本研究では圧縮側・引張側における最大せん断耐力について,スタッド諸元・鉄筋配置・鉄筋諸元を変数とした評価式を新たに構築した。
加えて,載荷実験により解明されたスタッド-スラブ系の応力伝達機構を反映した制振部分架構の有限要素解析モデルを構築し,鉄骨梁断面・合成率・スタッド径・鉄筋径・鉄筋間隔・ダンパー断面積を変数としたパラメトリックスタディを行った。得られた解析結果を基にして,合成梁の負曲げ時に合成効果に伴い作用する梁軸力と鉄骨梁-ガセットプレート-座屈拘束ブレース系の軸力伝達経路を踏まえた新規幅厚比指標を提案した。構築した新規幅厚比指標を用いることで,梁断面,梁軸力によらず鉄骨梁の塑性変形能力を評価できることを示した。
得られた研究成果は,2019年1月出版のJournal of Structural Engineering (American Society of Civil Engineers)を含めた,国内論文7編,国際学会5編に報告している。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Estimation of Plastic Deformation Capacity for I-shaped Beams with Local Buckling under Compressive and Tensile Forces2019

    • Author(s)
      Yoshihiro Kimura, Atsushi Suzuki, and Kazuhiko Kasai
    • Journal Title

      Japan Architectural Review

      Volume: 2 Issue: 1 Pages: 26-41

    • DOI

      10.1002/2475-8876.12066

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cyclic Behavior of Component Model in Composite Beam Subjected to Fully Reversed Cyclic Loading2019

    • Author(s)
      Atsushi Suzuki and Yoshihiro Kimura
    • Journal Title

      Journal of Structural Engineering

      Volume: 145 Issue: 4 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1061/(asce)st.1943-541x.0002294

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Combined Buckling Behavior of H-shaped Beams Subjected to Reversed Axial Forces2018

    • Author(s)
      Atsushi Suzuki, Yoshihiro Kimura, and Kazuhiko Kasai
    • Journal Title

      Eighth International Conference on Thin-Walled Structures

      Volume: Paper ID: 15 Pages: 15-25

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      Volume: 26 Pages: 22-27

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      阿部叶子,鈴木敦詞,木村祥裕,笠井和彦
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      Volume: 26 Pages: 57-60

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      Volume: 40 Pages: 1063-1068

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      鈴木敦詞,木村祥裕
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      日本建築学会大会学術講演梗概集(東北)

      Volume: 60 Pages: 1381-1382

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      日本建築学会大会学術講演梗概集(東北)

      Volume: 60 Pages: 1089-1090

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      鈴木敦詞,木村祥裕
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      日本建築学会東北支部研究報告集

      Volume: 81 Pages: 41-44

    • NAID

      40021598181

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      阿部叶子,鈴木敦詞,木村祥裕
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      日本建築学会東北支部研究報告集

      Volume: 81 Pages: 73-76

    • NAID

      40021598244

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      Atsushi Suzuki, Kanako Abe, and Yoshihiro Kimura
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      Volume: 17 Pages: 66-77

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      The 17th International Conference on Concrete Technology

      Volume: 17 Pages: 57-65

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  • [Journal Article] PLASTIC DEFORMATION CAPACITY OF H-SHAPED BEAMS COLLAPSE WITH COMBINED BUCKLING UNDER REVERSED AXIAL FORCES2018

    • Author(s)
      鈴木敦詞,木村祥裕,笠井和彦
    • Journal Title

      Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 83 Issue: 744 Pages: 297-307

    • DOI

      10.3130/aijs.83.297

    • NAID

      130006405078

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
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      2017 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 交番繰り返し軸力を受けるH形鋼梁の連成座屈メカニズム2017

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      鈴木敦詞,木村祥裕,笠井和彦
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      鋼構造年次論文報告集

      Volume: 25 Pages: 254-258

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  • [Journal Article] 交番繰り返し軸力を受けるH形鋼梁の連成座屈挙動2017

    • Author(s)
      鈴木敦詞,木村祥裕
    • Journal Title

      日本建築学会東北支部研究報告集

      Volume: 80 Pages: 5-8

    • NAID

      40021231502

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  • [Journal Article] 交番繰り返し軸力作用下で連成座屈を生じるH形鋼梁の塑性変形能力に対する幅厚比指標の適用2017

    • Author(s)
      鈴木敦詞, 木村祥裕,笠井和彦
    • Journal Title

      日本建築学会学術講演梗概集(中国)

      Volume: 1 Pages: 971-972

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      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Local buckling behavior and plastic deformation capacity of H-shaped beams under reversed axial forces2017

    • Author(s)
      Suzuki Atsushi, Kimura Yoshihiro, Kasai Kazuhiko
    • Journal Title

      Proceedings of Eurosteel 2017

      Volume: 1 Issue: 2-3 Pages: 3259-3268

    • DOI

      10.1002/cepa.379

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      Atsushi Suzuki, Yoshihiro Kimura, and Kazuhiko Kasai
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      鈴木敦詞, 木村祥裕,笠井和彦
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      日本建築学会大会(中国)
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      Suzuki Atsushi, Kimura Yoshihiro, Kasai Kazuhiko
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      Eurosteel 2017
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    • Author(s)
      鈴木敦詞,木村祥裕,笠井和彦
    • Organizer
      鋼構造シンポジウム
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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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