| 研究課題/領域番号 |
12450224
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
建築構造・材料
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
中島 正愛 京都大学, 防災研究所, 教授 (00207771)
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| 研究分担者 |
森 保宏 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30262877)
南 二三吉 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60135663)
鉾井 修一 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80111938)
金尾 伊織 京都大学, 防災研究所, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
2001年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2000年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
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| キーワード | 鋼構造柱梁接合部 / 塑性歪 / 発熱 / 破壊靭性 / 変性能力 / 熱伝導 / 破壊靱性 / 変形能力 |
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| 研究概要 |
鋼構造溶接接合部の塑性変形能力と脆性破断を支配する、ひずみ速度による鋼材特性の変化、塑性変形に伴う温度上昇とそれによる鋼材特性の変化、またそれらに影響を及ぼす梁端近傍多軸ひずみに焦点をあて、『動的載荷->塑性化による履歴エネルギー消費->変換熱エネルギーによる温度上昇->鋼材靭性変化->塑性変形能力の変動』という過程を定量化することを目的とする。基礎情報を獲得するための実大規模溶接柱梁接合部に対する動的載荷実験、有限要素法を用いた接合部歪分布詳細解析、熱伝導方程式を基礎にした発熱分布(累積塑性歪)」-温度上昇シミュレーションから構成される内容で研究を展開した。主たる知見は以下の通りである。(1)接合部塑性化部分に多数貼付した歪ゲージと熱伝対データから、両者には良好な相関があること、とりわけ梁端部においては平面保持が成立せず、歪分布は複雑な様相を呈することを明らかにした。また局部座屈等を防止するために設けるスチフナの存在もスチフナ近傍の歪分布を変動させることを提示した。(2)有限要素法解析から、実験で得られた歪分布をほぼ再現することができ、歪分布が複雑になる主たる要因が、梁ウェブにとりつく柱の柔性、スカラップ近傍の急激な応力分布変化によることを検証した。(3)熱伝導解析から、地震荷重下における歪速度では、空気中への放熱はほぼ無視できること、ただ鋼材内の熱伝導は無視しえず、これが累積歪分布と温度変化分布が同一にはならない主要因であることを明らかにした。また塑性化しないつまり自身が発熱することはない柱があることによって、柱にとりつく梁端部の温度上昇は、それよりやや梁側に移行した部分の温度上昇より鈍いことも実証した。(4)熱伝導解析の結果に基づいて、温度分布が与えられているときに、逆に発熱分布(すなわち累積歪分布)を逆予測する手法を提案した。この提案は、鋼構造物のヘルスモニタリングにおける新たな計測指標を提示するものである。
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