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環境負荷低減を目指した簡易接合構造システムとその性能モニタリングに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14550555
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 建築構造・材料
研究機関東北大学

研究代表者

金子 佳生  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60312617)

研究分担者 三橋 博三  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90091751)
三田 彰  慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (60327674)
桐越 一紀  東北大学, 工学部, 教務職員 (60240660)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2003年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2002年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワード環境負荷低減 / 鋼構造システム / 繊維補強セメント系複合材料 / 性能モニタリング / 簡易接合法 / 柱梁接合部 / 柱基礎接合部 / 力学モデル / 建築鋼構造システム / ピエゾセンサ
研究概要

建築鋼構造における柱梁接合部や柱基礎接合部に対し、マイクロメカニックスによりその材料基礎特性の研究が進められている繊維補強セメント系複合材料を接合材として適用し、環境負荷低減を目指した簡易接合法と損傷モニタリングに関する以下の研究を達成した。
1.繊維補強セメント系複合材料を接合材として適用した柱梁接合部の構造性能実験を行い、簡便さが確保でき、溶接・ボルト接合と同等以上の接合性能を得るための必要接合部長さを明らかにした。
2.定量的な損傷モニタリングの根拠となる解析データを得ることを目的として、梁降伏先行型鉄筋コンクリート造架構の一部を取り出し、層せん断力-層間変形角関係及び柱梁部材の破壊状況を数値解析的に評価した。
3.繊維補強セメント系複合材料を接合材とした柱梁接合部の構造性能実験結果に対し、せん断破壊力学モデルを用いて定式化した等価剛性を接合部バネモデルに適用し、構造部材の履歴特性を充分な精度で評価できることを明らかにした。
4.繊維補強セメント系複合材料を接合材とした簡易接合法の微視的破壊・変形特性に対し、有限要素法解析により評価するため、材料構成則として重要な役割を持つ、圧縮軟化特性に関し、実験的かつ解析的評価を行った。
5.繊維補強セメント系複合材料を接合材として適用した柱基礎接合部の構造性能実験を行い、簡便さが確保でき、基礎部埋込み工法と同等以上の柱脚性能を得るための必要接合部長さを明らかにした。
6.全研究期間を総合して必要性能に応じた本システムの適用範囲を明らかにするとともに、リサイクルされた廉価な鋼材を使用し、生産性が高く、信頼性を損なわない簡便な接合法の実現性を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (18件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] 繊維補強セメント系複合材料の圧縮軟化特性-繊維混入率と試験体寸法をパラメータとした圧縮試験と数値解析-2005

    • 著者名/発表者名
      金子佳生
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 第592号(印刷中)

      ページ: 19-26

    • NAID

      110004839712

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 鋼繊維補強セメント系複合材料の新分野への応用-鋼構造簡易柱脚に関する基礎実験-2005

    • 著者名/発表者名
      金子佳生
    • 雑誌名

      日本建築学会技術報告集 第21号(印刷中)

      ページ: 109-114

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] COMPRESSION SOFTENING CHARACTERISTICS OF FIBER REINFORCED CEMENTITIOUS COMPOSITE -Compression Test and Numerical Analysis with Parameters of Fiber Volume Fraction and Size of Specimens-2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshio KANEKO
    • 雑誌名

      Journal of Structural and Construction Engineering, Architectural Institute of JAPAN No.592(printing)

      ページ: 19-26

    • NAID

      110004839712

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] NEW APPLICATION FIELD OF STEEL FIBER REINFORCED CEMENTITIOUS COMPOSITES -EXPERIMENT ON SIMPLE COLUMN BASE SYSTEM IN STEEL STRUCTURES-2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshio KANEKO
    • 雑誌名

      AIJ Journal of Technology and Design No.21(printing)

      ページ: 109-114

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Shear failure of plain concrete in strain localized area2004

    • 著者名/発表者名
      Yohio KANEKO(金子佳生)
    • 雑誌名

      Fracture Mechanics of Concrete Structures, Proceeding of the Fifth International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures Vol.1

      ページ: 383-390

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 繊維補強セメント系複合材料の圧縮軟化特性に関する基礎的研究2004

    • 著者名/発表者名
      下川博之
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集 26巻・1号

      ページ: 339-344

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] コンクリートのせん断破壊におよぼす局所化領域の影響に関する実験的研究2004

    • 著者名/発表者名
      石原誠一郎
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集 26巻・2号

      ページ: 985-990

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 鋼繊維補強セメント系複合材料を用いた鋼構造簡易柱脚に関する実験的研究(その1)2004

    • 著者名/発表者名
      下川博之
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集(北海道) C-1

      ページ: 759-760

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 鋼繊維補強セメント系複合材料を用いた鋼構造簡易柱脚に関する実験的研究(その2)2004

    • 著者名/発表者名
      諏訪内由紀
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集(北海道) C-1

      ページ: 761-762

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 波動伝播とパターン認識を用いたコンクリート部材の損傷診断2004

    • 著者名/発表者名
      近藤智佳子
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集(北海道) B-2

      ページ: 811-812

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 鋼繊維補強セメント系複合材料を用いた鋼構造柱梁接合とその変形特性-せん断破壊力学モデルを用いた接合部バネ評価-2003

    • 著者名/発表者名
      金子佳生
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 第573号

      ページ: 169-176

    • NAID

      110004092348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] COLUMN-BEAM JOINT OF STEEL STRUCTURES EMPLOYING STEEL FIBER REINFORCED CEMENTITIOUS COMPOSITE AND DEFORMATION CHARACTERISTICS -Joint-Spring Evaluation based on Mechanical Model for Shear Failure -2003

    • 著者名/発表者名
      Yoshio KANEKO
    • 雑誌名

      Journal of Structural and Construction Engineering, Architectural Institute of JAPAN No.573

      ページ: 169-176

    • NAID

      110004092348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 鋼繊維補強セメント系複合材料を用いた鋼構造簡易柱梁接合-接合部の構造性能に関する実験的検証-2002

    • 著者名/発表者名
      金子佳生
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 第558号

      ページ: 219-225

    • NAID

      110004082021

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 鉄筋コンクリート造架構の層剛性と柱脚回転角を利用した損害評価-有限要素法解析による損傷評価とその活用-2002

    • 著者名/発表者名
      金子佳生
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 第562号

      ページ: 91-98

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 鉄筋コンクリートディープビームにおけるコンクリートせん断軟化特性に関する解析的研究2002

    • 著者名/発表者名
      金子佳生
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 第562号

      ページ: 115-122

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] SIMPLE COLUMN-BEAM JOINT OF STEEL STRUCTURES EMPLOYING STEEL FIBER REINFORCED CEMENTITIOUS COMPOSITE -Experimental Verification on Structural Performance of Joint -2002

    • 著者名/発表者名
      Yoshio KANEKO
    • 雑誌名

      Journal of Structural and Construction Engineering, Architectural Institute of JAPAN No.558

      ページ: 219-225

    • NAID

      110004082021

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] DAMAGE DETECTION OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES EMPLOYING STORY STIFFNESS AND ROTATION ANGLE OF COLUMN-BASE -Damage Evaluation based on Finite Element Analysis and Its Application -2002

    • 著者名/発表者名
      Yoshio KANEKO
    • 雑誌名

      Journal of Structural and Construction Engineering, Architectural Institute of JAPAN No.562

      ページ: 91-98

    • NAID

      110004304408

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Shear Softening Characteristics of Reinforced Concrete Deep Beams2002

    • 著者名/発表者名
      Yoshio KANEKO
    • 雑誌名

      Journal of Structural and Construction Engineering, Architectural Institute of JAPAN No.562

      ページ: 115-122

    • NAID

      110004304411

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 金子佳生: "鋼繊維補強セメント系複合材料を用いた鋼構造柱梁接合とその変形特性-せん断破壊力学モデルを用いた接合部バネ評価-"日本建築学会構造系論文集. 第573号. 169-176 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 佐々木徹: "新しい鋼構造柱脚構法の開発に関する研究-H形鋼根巻型柱脚に関する基礎実験-"コンクリート工学年次論文集. 25巻・2号. 1711-1716 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 石原誠一郎: "ハイブリッド型繊維補強セメント系複合材料を用いたエネルギー吸収部材の構造性能に関する実験的研究"コンクリート工学年次論文集. 25巻・2号. 1705-1710 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 下川博之: "繊維補強セメント系複合材料の圧縮軟化特性に関する基礎実験"日本建築学会東北支部研究報告集. 構造系・66号. 25-28 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 下川博之: "繊維補強セメント系複合材料を用いたエネルギー吸収壁の開発-多段階破壊機構について-"日本建築学会大会学術講演梗概集(東海). C-2・構造IV. 589-590 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 吉元怜毅: "多入力多出力モデルに基づく建築構造パラメタのオンライン同定"日本建築学会構造系論文集. 第574号. 39-44 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 金子 佳生: "鋼繊維補強セメント系複合材料を用いた鋼構造簡易柱梁接合-接合部の構造性能に関する実験的検証-"日本建築学会構造系論文集. 第558号. 219-225 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 金子 佳生: "鉄筋コンクリート造架構の層剛性と柱脚回転角を利用した損傷評価-有限要素法解析による損傷評価とその活用-"日本建築学会構造系論文集. 第562号. 91-98 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshio KANEKO, 金子 佳生: "Practical Use of Nonlinear Analysis on Damage Detection of RC Structures"Keynote Paper in The Proceeding of The First fib Congress. Vol.8, Session13. 1-14 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 和地正浩: "繊維補強セメント系複合材料を用いたエネルギー吸収部材の開発に関する数値解析的研究"日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸). C-2、構造IV. 659-660 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 佐々木徹: "寸法・形状の異なる鋼繊維補強セメント系複合材料の力学的特性"日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸). A-1、材料施工. 503-504 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 吉元怜毅: "層剛性の振動モード依存特性を活用した構造物の損傷同定"日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸). B-2、構造II. 971-972 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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