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新接合面処理と支圧接合強度を活用したコンパクトな高強度高変形能摩擦接合継手の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04401
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関大阪市立大学

研究代表者

山口 隆司  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (50283643)

研究分担者 高井 俊和  九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (00759433)
研究協力者 森山 仁志  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2016年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワード高力ボルト摩擦接合継手 / 新接合面処理 / すべり係数 / テーパー継手 / ウレア樹脂 / 支圧強度 / パンチングメタル / 構造工学・地震工学 / 高力ボルト / 摩擦接合継手 / 支圧限界 / 打ち込み式支圧ボルト
研究成果の概要

高強度高変形能摩擦接合継手の開発には,すべてのボルトが同時に支圧状態に移行し,その強度を活用することが必要である.本研究では,①テーパー継手などによる断面変化,②接合面のせん断抵抗メカニズムの改良という2つの観点からこの課題に取り組んだ.①については,載荷実験とFEM解析によりテーパーによるすべり耐力や支圧耐力が向上することは確認できたものの,各ボルトのすべり挙動や荷重分担を均等化することは難しかった.②については,ウレア樹脂と薄膜金属メッシュによる立体層内構造を構築した新接合面処理を開発し,継手の載荷実験により各ボルトの荷重分担の均等化,すべり挙動の一様化の可能性を示すことができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により,高力ボルト摩擦接合継手における各ボルトの荷重分担の不均一性は,テーパーを用いた力学的な断面変化による改善は難しく,接合面の性能変化により改善できることが明らかとなった.すなわち,摩擦接合継手の荷重伝達機構のブレークスルーは可能であり,ボルト接合部の更なる縮小化・高機能化の方向性が示された.新接合面処理による研究がさらに発展すれば,メガストラクチャーの接合部においてボルト接合を適用することも視野に入れることができ,新たな構造物・架設方法の創出に繋がる.このように,本研究の学術的・社会的意義は大きく,基礎研究としての役割を十分に果たした.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 高力ボルト摩擦接合継手の引張載荷実験における試験体ボルト行数のすべりおよび母板降伏挙動への影響に関する基礎的研究2019

    • 著者名/発表者名
      高井俊和,森山仁志,山口隆司,山本佑大
    • 雑誌名

      構造力学論文集

      巻: 65A ページ: 365-376

    • NAID

      130007791202

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高力ボルト摩擦接合継手の板幅方向の連続性が力学的挙動に及ぼす影響に関する数値解析的研究2018

    • 著者名/発表者名
      高井俊和,森山仁志,山口隆司,山本佑大
    • 雑誌名

      土木構造・材料論文集(九州橋梁・構造工学研究会)

      巻: 34 ページ: 71-79

    • NAID

      40021844891

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 母板の曲げ変形を考慮した高力ボルト摩擦接合継手の目違いの影響2018

    • 著者名/発表者名
      高井俊和,森山仁志,山口隆司,山本佑大
    • 雑誌名

      鋼構造年次論文報告集

      巻: 26 ページ: 534-541

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高力ボルト摩擦接合継手の支圧挙動評価のための解析モデルの検討2018

    • 著者名/発表者名
      森山仁志,高井俊和,山口隆司,山本佑大
    • 雑誌名

      鋼構造年次論文報告集

      巻: 26 ページ: 526-533

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on Enhancement of Slip Resistance of High Strength Bolted Frictional Joint Focusing on Shape of Joint Surface2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta YAMAMOTO, Hitoshi MORIYAMA, Takashi YAMAGUCHI, Toshikazu TAKAI
    • 雑誌名

      Proceedings of 12th Japanese-German Bridge Symposium

      巻: 12

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 一面摩擦高力ボルト摩擦接合継手の荷重作用時の面外変形に着目した力学的挙動に関する解析的研究2018

    • 著者名/発表者名
      高井俊和,森山仁志,山口隆司,山本佑大
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 64A ページ: 636-649

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多列高力ボルト摩擦接合継手のすべり耐力向上に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      高井俊和,森山仁志,山口隆司,山本佑大
    • 雑誌名

      鋼構造年次論文報告集

      巻: 25 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高力ボルト摩擦接合継手のすべり耐力向上に関する実験的研究2017

    • 著者名/発表者名
      山本佑大,森山仁志,山口隆司,高井俊和
    • 雑誌名

      鋼構造年次論文報告集

      巻: 25 ページ: 24-31

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高力ボルト摩擦接合継手のすべり後耐力の評価のためのFEモデリング手法2018

    • 著者名/発表者名
      高井 俊和,森山 仁志,山口 隆司,山本 佑大
    • 学会等名
      土木学会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高力ボルト摩擦接合継手の横拘束のすべり挙動に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      高井俊和,森山仁志,山口隆司,山本佑大
    • 学会等名
      土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高力ボルト摩擦接合継手の板幅方向の連続性が母板の降伏挙動に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      高井俊和,森山仁志,山口隆司,山本佑大
    • 学会等名
      土木学会関西支部年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 接触面にテーパーを付けた高力ボルト摩擦接合継手のすべり挙動に関する解析的研究2017

    • 著者名/発表者名
      高井俊和,森山仁志,山口隆司,山本佑大,高田直幸
    • 学会等名
      平成29年度 土木学会関西支部 年次学術講演会
    • 発表場所
      大阪府大阪市旭区大宮5-16-1 大阪工業大学 大宮キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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