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曲げ座屈を伴う軸組筋違い構造の超大地震動に対する完全倒壊性状の把握

研究課題

研究課題/領域番号 16K06574
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 建築構造・材料
研究機関大阪大学

研究代表者

多田 元英  大阪大学, 工学研究科, 教授 (90216979)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード筋違い / 曲げ座屈 / 局部座屈 / 筋違 / 引張破断 / 建築構造・材料 / 構造工学・地震工学 / 解析・評価 / 耐震
研究成果の概要

本研究では,既往の簡易な力学モデルを用いて,筋違い構造建物が完全倒壊に至るまでの挙動を数値解析して,現行の建築基準法で設計された筋違い構造建物の耐倒壊性能をまず把握した。その結果,建築基準法に則って設計した筋違い構造建物では,2次設計で想定する極稀地震動の2.8-5.5倍の大きさの地震動で完全倒壊に至ることがわかった。
さらに,より精度の高い数値解析技術の構築を目指して,軸力と2軸曲げを受けて局部座屈する角形鋼管柱やH形鋼柱,曲げモーメントを受けて局部座屈するH形鋼梁,曲げ座屈と引張降伏を繰り返すH形鋼筋違いについて,大変形の繰返し挙動を高精度に追跡可能な力学モデルを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

建築基準法は最低守られるべき必要条件であるにもかかわらず,法が要求するクライテリアだけに基づいた画一的な構造安全性のチェックが長年にわたって行われてきた。法が担保するのは震度V弱程度の中地震に対して建物が無損傷,震度VI強程度の大地震に対して建物がある程度の損傷に留まることである。しかし,最も大切な構造性能は,発生の可能性が低くともゼロではない超大地震に対して建物を倒壊させないことであろう。
本研究で得られた成果から,建築基準法に則って設計した建物が,完全倒壊に至るまでの余裕度を定量的に把握することができた。また,その評価制度をさらに向上させるための数値解析技術も提案することができた。

報告書

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

    (35件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (30件)

  • [雑誌論文] 筋違の曲げ座屈と引張降伏履歴を表現するための一般化塑性ヒンジモデルの改良2020

    • 著者名/発表者名
      Qi Hao,多田元英,大坪丈一郎
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: Vol. 66B ページ: 111-121

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 局部座屈を伴う角形鋼管柱の一般化塑性ヒンジ法による弾塑性解析プログラム(劣化履歴則の改良と塑性剛性の逐次更新)2019

    • 著者名/発表者名
      佐熊 海,多田元英,安井佑里花,向出静司
    • 雑誌名

      日本鋼構造協会鋼構造論文集

      巻: Vol.26, No.102 ページ: 69-79

    • NAID

      130007868108

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 建築基準法に基づく筋違付き3層ラーメン鋼構造の地震時倒壊挙動2019

    • 著者名/発表者名
      多幡和真,多田元英
    • 雑誌名

      日本鋼構造協会鋼構造年次論文報告集

      巻: 第27巻 ページ: 219-226

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 建築基準法に基づく鋼構造3層ラーメン構造の地震時倒壊挙動2018

    • 著者名/発表者名
      梅田貴平,野村武弘,多田元英,長谷川隆
    • 雑誌名

      日本鋼構造協会鋼構造年次論文報告集

      巻: 第26巻 ページ: 254-261

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 軸力と2軸曲げを受けて局部座屈する角形鋼管柱の一般化塑性ヒンジ法による弾塑性解析プログラム2017

    • 著者名/発表者名
      宮林航希,多田元英,佐熊海,向出静司
    • 雑誌名

      日本鋼構造協会鋼構造論文集

      巻: Vol.24, No.96 ページ: 31-43

    • NAID

      130007536242

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 軸力と2軸曲げを受ける角形鋼管柱の一般化塑性ヒンジ法による局部座屈挙動の追跡(その4 硬化則の改良)2019

    • 著者名/発表者名
      安井佑里花,多田元英,佐熊 海,向出静司
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 筋違の履歴挙動を表現するための一般化塑性ヒンジモデルの改良(その1 完全弾塑性材料に対する検討)2019

    • 著者名/発表者名
      Qi Hao,多田元英,大坪丈一郎
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 筋違の履歴挙動を表現するための一般化塑性ヒンジモデルの改良(その2 建築構造用鋼材への適用と細長比に対する検討)2019

    • 著者名/発表者名
      大坪丈一郎,Qi Hao,多田元英
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 建築基準法に基づいて設計された鋼構造3層筋違付きラーメン構造の地震時倒壊挙動(その3 H形鋼筋違と円形鋼管筋違の比較)2019

    • 著者名/発表者名
      多幡和真,多田元英,吉原和輝
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 軸力と2軸曲げを受けるH形断面柱の近似降伏曲面と一般化塑性ヒンジ法による解析例2019

    • 著者名/発表者名
      小田祐太,多田元英,Qi Hao
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 局部座屈で劣化挙動を示すH形断面梁の曲げモーメント-回転角関係2019

    • 著者名/発表者名
      谷 直樹,多田元英,Qi Hao
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 軸力と2軸曲げを受ける角形鋼管柱の一般化塑性ヒンジ法による局部座屈挙動の追跡(その5 硬化則の改良)2019

    • 著者名/発表者名
      多田元英,安井佑里花,佐熊 海,向出静司
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 軸力と2軸曲げを受ける角形鋼管柱の一般化塑性ヒンジ法による局部座屈挙動の追跡(その6 改良した硬化則による解析例)2019

    • 著者名/発表者名
      安井佑里花,多田元英,佐熊 海,向出静司
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 曲げ座屈と引張降伏を繰返す筋違の弾塑性解析における一般化塑性ヒンジモデルの改良(その3 完全弾塑性材に対する検討)2019

    • 著者名/発表者名
      Qi Hao,大坪丈一郎,多田元英
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 曲げ座屈と引張降伏を繰返す筋違の弾塑性解析における一般化塑性ヒンジモデルの改良(その4 建築構造用鋼材への適用と細長比に対する検討)2019

    • 著者名/発表者名
      大坪丈一郎,Qi Hao,多田元英
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 建築基準法に基づいて設計された鋼構造3層筋違付きラーメン構造の地震時倒壊挙動(その3 H形鋼筋違と円形鋼管筋違の比較)2019

    • 著者名/発表者名
      多幡和真,多田元英,吉原和輝
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 軸力と2軸曲げを受けるH形断面柱の近似降伏曲面と一般化塑性ヒンジ法による解析例2019

    • 著者名/発表者名
      小田祐太,多田元英,Qi Hao
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 局部座屈で劣化挙動を示すH形断面梁の曲げモーメント-回転角関係2019

    • 著者名/発表者名
      谷 直樹,多田元英,Qi Hao
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of Generalized Plastic Hinge Model on Elastic-Plastic Analysis of Brace under Cyclic Axial Force2019

    • 著者名/発表者名
      Hao Qi and Motohide Tada
    • 学会等名
      12th Pacific Structural Steel Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 曲げ座屈と引張降伏を繰返す筋違の弾塑性解析における一般化塑性ヒンジモデルの改良2018

    • 著者名/発表者名
      Qui Hao,多田元英
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 軸力と2軸曲げを受ける角形鋼管柱の一般化塑性ヒンジ法による局部座屈挙動の追跡(その3 時々刻々変化する変形方向と軸力比の影響を考慮可能なプログラムへの改良)2018

    • 著者名/発表者名
      佐熊 海,多田元英,安井佑里花,向出静司
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 建築基準法に基づいて設計された鋼構造3層筋違付きラーメン構造の地震時倒壊挙動(その1 H形鋼筋違破断と梁端破断の影響)2018

    • 著者名/発表者名
      吉原和輝,多田元英,多幡和真
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 建築基準法に基づいて設計された鋼構造3層筋違付きラーメン構造の地震時倒壊挙動(その2 H形鋼筋違と平鋼筋違の比較)2018

    • 著者名/発表者名
      多幡和真,多田元英,吉原和輝
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 曲げ座屈と引張降伏を繰返す筋違の弾塑性解析における一般化塑性ヒンジモデルの改良(その1 従来の一般化塑性ヒンジモデルによる解析)2018

    • 著者名/発表者名
      多田元英,Qui Hao
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 曲げ座屈と引張降伏を繰返す筋違の弾塑性解析における一般化塑性ヒンジモデルの改良(その2 改良法の提案)2018

    • 著者名/発表者名
      Qui Hao,多田元英
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 軸力と2軸曲げを受ける角形鋼管柱の一般化塑性ヒンジ法による局部座屈挙動の追跡(その3 時事刻々変化する変形方向と軸力比の影響を考慮可能なプログラムへの改良)2018

    • 著者名/発表者名
      安井佑里花,多田元英,佐熊 海,向出静司
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 軸力と2軸曲げを受ける角形鋼管柱の一般化塑性ヒンジ法による局部座屈挙動の追跡(その4 各パラメータが倒壊挙動に及ぼす影響の考察)2018

    • 著者名/発表者名
      佐熊 海,多田元英,安井佑里花,向出静司
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 建築基準法に基づいて設計された鋼構造3層筋違付きラーメン構造の地震時倒壊挙動(その1 H形鋼筋違破断と梁端破断の影響)2018

    • 著者名/発表者名
      吉原和輝,多田元英,多幡和真
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 建築基準法に基づいて設計された鋼構造3層筋違付きラーメン構造の地震時倒壊挙動(その2 H形鋼筋違と平鋼筋違の比較)2018

    • 著者名/発表者名
      多幡和真,多田元英,吉原和輝
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 軸力と2軸曲げを受ける角形鋼管柱の一般化塑性ヒンジ法による局部座屈挙動の追跡(その1 精密な降伏条件式による弾塑性解析プログラムの改良)2017

    • 著者名/発表者名
      佐熊海,多田元英,宮林航希,小里謙一
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 軸力と2軸曲げを受ける角形鋼管柱の一般化塑性ヒンジ法による局部座屈挙動の追跡(その2 BCR295 幅厚比33の角形鋼管における履歴曲線の検討)2017

    • 著者名/発表者名
      宮林航希,多田元英,佐熊海,向出静司,佐武莉沙
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3階筋違付きラーメン構造の地震時挙動と筋違破断損傷度に関するケーススタディー2017

    • 著者名/発表者名
      吉原和輝,多田元英,小里謙一
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 軸力と2軸曲げを受ける角形鋼管柱の一般化塑性ヒンジ法による局部座屈挙動の追跡(その1 精密な降伏条件式による弾塑性解析プログラムの改良)2017

    • 著者名/発表者名
      佐熊海,多田元英,宮林航希,小里謙一
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 軸力と2軸曲げを受ける角形鋼管柱の一般化塑性ヒンジ法による局部座屈挙動の追跡(その2 BCR295 幅厚比33の角形鋼管における履歴曲線の検討)2017

    • 著者名/発表者名
      宮林航希,多田元英,佐熊海,向出静司,佐武莉沙
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3階筋違付きラーメン構造の地震時挙動と筋違破断損傷度に関するケーススタディー2017

    • 著者名/発表者名
      吉原和輝,多田元英,小里謙一
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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