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限界状態設計を指向した鋼構造耐火設計の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16H04456
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 建築構造・材料
研究機関東京理科大学

研究代表者

河野 守  東京理科大学, 工学部第二部建築学科, 教授 (60170205)

研究分担者 鈴木 淳一  国土技術政策総合研究所, 建築研究部, 主任研究官 (10453846)
鈴木 弘之  筑波大学, システム情報系(名誉教授), 名誉教授 (20114093)
尾崎 文宣  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (40434039)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2016年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード耐火性能 / リダンダンシー / 歪速度依存性 / 有限要素解析 / 有孔H形鋼梁 / Monte Carloシミュレーション / 高性能鋼材 / 鋼構造 / 耐火設計 / 崩壊温度 / 限界状態設計 / 耐火被覆材 / Monte Carlo シムレーション / Monte Carlo シミュレーション
研究成果の概要

鋼構造建築物を対象として限界状態設計型の耐火設計法を構築することを目指し,まず,異なる歪速度で行った高温引張試験結果に基づいて高温応力歪関係を定式化した.さらに,試験データのほとんどない800℃超の高温引張試験を実施し,900℃で基準強度の10%程度,1000℃では同4%程度の強度残存率であることを明らかにした.また,各種耐火被覆材について,1200℃までの熱特性を実験的に分析した.これらの情報を活用して,区画内全体火災と局所火災時における鋼部材の破壊確率の評価法を提案した.さらに,有孔H形鋼梁の高温時挙動,ハットトラス付き架構のリダンダンシーと崩壊温度の関係について確率的な分析を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

鋼構造の耐火設計は,長年にわたる仕様型法適合から性能検証型法適合への移行が進められてきた.一方で,これらの性能型適合方法においては,不確実性または本質的ばらつきに対して,経験的安全率を導入したに過ぎない状況のままである.本研究成果は,鋼構造物の高温時挙動に関する新しい確率・統計的な情報を提示するとともに,より合理的な設計法として限界状態設計法を検討する基礎となる部材破壊確率の評価方法,架構のリダンダンシーと崩壊確率の評価方法及びその分析結果を提示している.これらは学術的な情報としての価値とともに,より合理的な耐火設計を構築し,社会が納得する火災安全水準を達成することに寄与するものである.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (47件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 局所火災時における無耐火被覆鋼梁の破壊確率評価2020

    • 著者名/発表者名
      小野雅和,尾崎文宣
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 66B ページ: 131-138

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鋼材ひずみ速度が建築鋼部材の耐火性能に及ぼす効果-ひずみ速度を考慮した鋼材高温時応力~ひずみ関係の定式化と片持梁の面内数値解析-2020

    • 著者名/発表者名
      梅村巧, 尾崎文宣
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 66B ページ: 123-130

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 区画内全体火災時における鋼部材の破壊確率評価2018

    • 著者名/発表者名
      尾崎文宣、手塚圭介、森保宏
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 83 号: 753 ページ: 1725-1733

    • DOI

      10.3130/aijs.83.1725

    • NAID

      130007537621

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 薄板角形鋼管短柱の高温局部座屈性能2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤太勇、尾崎文宣
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 83 号: 751 ページ: 1381-1389

    • DOI

      10.3130/aijs.83.1381

    • NAID

      130007494240

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鋼架構内に配された梁の火災時曲げねじり座屈温度と崩壊温度2017

    • 著者名/発表者名
      尾崎文宣、郭威
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 82 号: 735 ページ: 765-774

    • DOI

      10.3130/aijs.82.765

    • NAID

      130005682809

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 通しダイアフラム形式の柱梁溶接接合部を設けた鋼梁の耐火性能2017

    • 著者名/発表者名
      尾崎文宣、川崎有貴
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 82 号: 740 ページ: 1687-1694

    • DOI

      10.3130/aijs.82.1687

    • NAID

      130006187007

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鋼材強度にばらつきを有する場合の火災時鋼架構の崩壊モードとリダンダンシーの関係 - 火災時鋼架構の崩壊温度のばらつき評価 その3 -2017

    • 著者名/発表者名
      尾崎 文宣,佐藤 太勇
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 731 ページ: 145-154

    • NAID

      130005304840

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鋼構造溶接接合部の高温引張実験2017

    • 著者名/発表者名
      川崎 有貴,尾崎 文宣
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 732 ページ: 291-298

    • NAID

      130005396866

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 溶接継手の高温引張実験と柱梁溶接接合部の高温曲げ実験2017

    • 著者名/発表者名
      川崎 有貴,尾崎 文宣
    • 雑誌名

      日本建築学会東海支部研究報告集

      巻: 55 ページ: 289-292

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 鋼材ひずみ速度の影響を考慮した高温時応力ひずみ関係式の提案2019

    • 著者名/発表者名
      梅村巧,尾崎文宣
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クリープを考慮した有限要素解析による高性能鋼材柱の載荷加熱試験の再現2019

    • 著者名/発表者名
      瀬楽幸一郎,河野守
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] H形鉄骨有孔梁の高温時挙動に関する有限要素解析 その1 有限要素解析による温度予測モデルの構築2019

    • 著者名/発表者名
      尹雄起,宮内佳紀,村上晴彦,河野守
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] H形鉄骨有孔梁の高温時挙動に関する有限要素解析 その2 変位予測モデル2019

    • 著者名/発表者名
      村上晴彦,尹雄起,宮内佳紀,河野守
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 火災時鋼架構における鋼材のばらつきが崩壊モードに与える影響 その1 梁上荷重が崩壊温度に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      朴憙讚,宮木彰一,進藤瑞生,河野守,鈴木淳一
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 火災時鋼架構における鋼材のばらつきが崩壊モードに与える影響 その2 崩壊挙動の検討2019

    • 著者名/発表者名
      進藤瑞生,朴憙讚,宮木彰一,河野守,鈴木淳一
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 火災時鋼架構における鋼材のばらつきが崩壊モードに与える影響 その3 ハットトラスのブレース材の座屈が架構の崩壊温度に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      宮木彰一,朴憙讚,進藤瑞生,河野守,鈴木淳一
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 隣室条件と防火区画の種類を考慮した室間延焼時の盛期火災における鋼材温度の確率的検討2019

    • 著者名/発表者名
      鴨下翔,河野守
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 局所火災時における鋼構造建築部材の破壊確率評価2019

    • 著者名/発表者名
      小野雅和,尾崎文宣
    • 学会等名
      日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 局所火災時における鋼構造建築部材の破壊確率評価とコードキャリブレーション2019

    • 著者名/発表者名
      小野雅和,尾崎文宣
    • 学会等名
      第9回構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム(JCOSSAR2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 火災荷重のばらつきを考慮した場合の鋼部材温度の検討-Eurocodeのパラメトリック火災曲線を用いたい場合の解析結果-2019

    • 著者名/発表者名
      趙小敏,尾崎文宣,森保宏
    • 学会等名
      第9回構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム(JCOSSAR2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 強加熱を受ける耐火被覆鋼板の劣化及び温度上昇特性2019

    • 著者名/発表者名
      王兪翔, 鈴木淳一, 堀井怜生, 大宮喜文
    • 学会等名
      日本建築仕上学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 火災時における損傷部を有する耐火被覆鋼部材の数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      堀井怜生,鈴木淳一,王兪翔,大宮喜文
    • 学会等名
      日本建築仕上学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 火災加熱に対するアルカリアースシリケートウールの熱的性質2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木淳一, 成瀬友宏, 小國勝男, 金城 仁
    • 学会等名
      日本建築学会北海道支部研究報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 損傷した耐火被覆鋼部材の温度上昇特性 ~数値シミュレーションによる鋼材温度予測~2019

    • 著者名/発表者名
      堀井怜生, 鈴木淳一, 小平康智, 大宮喜文
    • 学会等名
      日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 可燃物量のばらつきを考慮した複数室間延焼時の火災室温度と鋼材温度に関する確率的検討2018

    • 著者名/発表者名
      鴨下 翔,河野 守
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高性能鋼材の高温クリープを考慮した有限要素解析2018

    • 著者名/発表者名
      山上遥,河野守,村上行夫
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] H 形有孔梁の高温時挙動における載荷加熱実験2018

    • 著者名/発表者名
      宮内 佳紀,尹 雄起,河野守,鈴木 淳一
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ハットトラス付き鋼架構におけるリダンダンシーと鋼材のばらつきが崩壊温度に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      宮木 彰一,河野 守,鈴木 淳一
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高温時における鋼材のひずみ速度変化が鋼部材の耐火性能に及ぼす影響-片持梁の面内解析による検討-2018

    • 著者名/発表者名
      尾崎文宣
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 区画内全体火災時における鋼構造建築部材の破壊 確率評価とコードキャリブレーション2018

    • 著者名/発表者名
      趙小敏、手塚圭介、尾崎文宣
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 区画内全体火災時における鋼構造建築部材の破壊確率評価2018

    • 著者名/発表者名
      手塚圭介、尾崎文宣
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 薄鋼板短柱の高温時有効幅評価2018

    • 著者名/発表者名
      劉穎,尾崎 文宣,佐藤太勇
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 建築構造用圧延鋼材の高温時機械的特性~常温から1000℃におけるSN鋼材の引張試験結果~2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木淳一、鈴木弘之、河野守、尾崎文宣
    • 学会等名
      日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 耐火被覆に損傷等を有する鋼構造架構の耐火性能に関する研究 その1 損傷を模擬した隙間と部材の材軸方向温度分布2018

    • 著者名/発表者名
      王兪翔, 鈴木淳一, 小平康智, 大宮 喜文
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 耐火被覆に損傷等を有する鋼構造架構の耐火性能に関する研究 その2 ト型架構の火災応答解析2018

    • 著者名/発表者名
      小平康智, 王兪翔, 鈴木淳一, 大宮 喜文
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多様な火災加熱に曝される乾式間仕切壁の温度上昇特性 ~せっこうボードの熱劣化及び軽量鉄骨下地の熱変形の影響~2018

    • 著者名/発表者名
      王 兪翔,小平 康智,鈴木 淳一,大宮 喜文
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 火災時における有孔鋼梁の温度上昇特性2017

    • 著者名/発表者名
      冨山 涼, 鈴木淳一, 小平康智, 王兪翔, 大宮喜文, 河野守
    • 学会等名
      日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 薄板角形鋼管短柱の高温時局部座屈挙動2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤太勇、尾崎文宣
    • 学会等名
      日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 火災荷重のばらつきを考慮した場合の盛期火災室温度と火災継続時間2017

    • 著者名/発表者名
      手塚圭介、尾崎文宣
    • 学会等名
      日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 通しダイアフラム形式柱梁溶接接合部の高温曲げ実験2017

    • 著者名/発表者名
      尾崎文宣、川崎有貴
    • 学会等名
      日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Relationships between redundancy and collapse modes for steel frames at fire in case of considering variations in steel strength2017

    • 著者名/発表者名
      Taiyu Sato and Fuminobu Ozaki
    • 学会等名
      The 2nd International Fire Safety Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Structural Redundancy of Steel Buildings on Collapse Temperatures in fire2017

    • 著者名/発表者名
      Junichi Suzuki, Teruyoshi, Miyasaka, Hiroyuki Suzuki and Mamoru Kohono
    • 学会等名
      12th International Symposium on Fire Safety Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 建築構造用高降伏点鋼材YP500を用いた柱の高温時クリープを考慮した有限要素解析2017

    • 著者名/発表者名
      河野 守、村上 行夫
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 端部をボルト接合された鋼梁の火災時耐力 その1 実験計画2017

    • 著者名/発表者名
      岡崎 智仁、齋藤 真美、高田 明伸、河野 守
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 端部をボルト接合された鋼梁の火災時耐力 その2 実験結果と考察2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤 真美、岡崎 智仁、高田 明伸、河野 守
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 端部をボルト接合された鋼梁の火災時耐力 その3 有限要素法を用いた数値解析2017

    • 著者名/発表者名
      高田 明伸、岡崎 智仁、齋藤 真美、河野 守
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 火災荷重のばらつきを考慮した場合の盛期火災室温度と鋼材温度評価2017

    • 著者名/発表者名
      手塚圭介、尾崎文宣
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 通しダイアフラム形式柱梁溶接接合部の高温曲げ実験2017

    • 著者名/発表者名
      劉穎、郭威、尾崎文宣
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高温時における薄板角形鋼管短柱の有効幅評価2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤太勇、尾崎文宣
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 日本における鋼構造耐火設計法の紹介と関連理論2017

    • 著者名/発表者名
      河野 守
    • 学会等名
      International Seminar on the Status and Tasks of Structural Fire Resistance Design for Performance-Based Fire Design
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉄骨溶接接合部の耐火性能に関する実験的研究 溶接継手の高温引張試験2016

    • 著者名/発表者名
      川崎 有貴,尾崎 文宣
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 鋼材高温強度のばらつきを考慮した火災時鋼架構のリダンダンシーと崩壊温度評価2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 太勇,尾崎 文宣,森 保宏
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 火災時に一定軸力と曲げモーメントを受ける単純支持鋼部材の曲げねじり座屈温度2016

    • 著者名/発表者名
      郭 威,尾崎 文宣
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] SN鋼材の高温クーポンテスト結果と得た応力~歪曲線を表現する式の生成法2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木 弘之,河野 守,鈴木 淳一,宮坂 輝由
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 鋼架構のリダンダンシーが崩壊温度のばらつきに与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木 弘之,河野 守, 鈴木 淳一,宮坂 輝由
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 片側にのみRCスラブが取り付く鉄骨梁の火災時伸び出し挙動2016

    • 著者名/発表者名
      岡崎 智仁,河野 守
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 東京理科大学研究推進機構総合研究院活動報告

    • URL

      https://rist.tus.ac.jp/report/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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