| 研究課題/領域番号 |
17H04944
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
建築構造・材料
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| 研究機関 | 北海道大学 (2018-2019)
東京工業大学 (2017) |
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研究代表者 |
松井 良太 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00624397)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2017年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | 柱材 / 局部座屈 / 高軸力比 / 載荷実験 / 数理モデル / 塑性変形性能 / 崩壊解析 / 地震応答 / 鋼柱部材 / 座屈性状 / 数値解析 / 履歴モデル / 終局耐震性能 |
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| 研究成果の概要 |
都市基盤上極めて重要性の高い施設の一つである火力発電プラントでは、重量物のボイラーを支持するために、他の構造形式では見られない高い軸力が鋼柱材に作用する。本研究では、この高い軸力が作用した状態で、繰返し水平力を受ける鋼柱材の耐力および変形性能について、部材実験より検証した。シェル要素などを用いた有限要素解析よりも相対的に少ない要素数で鋼柱材を構成した数理モデルである、一次元部材モデルにより、鋼柱材の挙動を再現できた。同モデルを地震応答解析プログラムに組み込み、鋼構造骨組の耐震性能を、検証できる枠組みを構築した。実大4層鋼構造骨組の振動台実験結果より、同プログラムの有効性を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究より、これまで未解明であった、高い軸力が作用した鋼柱材の耐震性能が、一次元部材モデルにより分析し得ることが明らかとなった。本研究で構築した一次元部材モデルは、火力発電プラントのみならず、他形式の鋼構造骨組にも適用可能と考えられる。一次元部材モデルは、有限要素解析より相対的に少ない計算量で、有限要素解析と同等に鋼柱材の挙動が分析できた。本研究で提案した手法を用いることにより、要素数の多い立体鋼構造骨組を迅速に検証できるようになり、都市基盤上重要な施設の耐震安全性を向上させることが期待される。
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