| 研究課題/領域番号 |
19H02281
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
平島 岳夫 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (20334170)
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| 研究分担者 |
戸塚 真里奈 千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (60893774)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 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)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2019年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
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| キーワード | 木質構造 / 接合部 / 耐火性能 / 火災 / 耐力 / 回転剛性 / 破壊性状 / 伝熱解析 / 有限要素解析 / 破壊メカニズム / 支圧強度 / めり込み剛性 / ピン接合部 / スギ / 載荷加熱実験 / 数値解析 / 金物接合 / 構造用集成材 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、木質構造が本来有する火災時耐力に立脚した耐火設計方法を構築するため、その構築に不可欠である柱梁接合部の火災時耐力の解明に取り組む。接合金物を用いた梁端ピン接合部を対象とし、梁端ピン接合部における木材の割裂・せん断破壊に着目し、当該接合部の火災時耐力と破壊メカニズムを明らかにし、その耐火補強方法を提案する。
そのため、梁端ピン接合部を有する構造用集成材梁を用いた部分架構の載荷加熱実験を行い、樹種・梁の断面寸法・梁端ピン接合部の仕様が梁の火災時崩壊時間と破壊性状に及ぼす影響を明らかにする。また梁端ピン接合部の温度分布と応力度分布を数値解析によって分析する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、木質構造接合部の火災時挙動および耐力を明らかにするため、構造用集成材を用いた木質構造フレームの載荷加熱実験を実施した。
そして、(1)木質構造フレームの火災時破壊時間に及ぼす樹種・梁断面寸法・接合部仕様の影響、(2)梁端ピン接合部の火災時せん断耐力および破壊性状、(3)ドリフトピン接合部の高温時における支圧強度とめり込み剛性、を明らかにした。
更に、(4)木質金物接合部の火災時における非線形回転バネモデル、(5)接合金物での熱橋を考慮した三次元伝熱解析手法、(6)火災時に長時間破壊しない柱梁接合部の耐火補強方法、を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、木質構造が本来有する火災時耐力に立脚した耐火設計方法を構築するため、その構築に不可欠である柱梁接合部の火災時挙動および耐力に関する知見を蓄積した。また木質構造の火災時挙動の予測に不可欠な接合部の伝熱解析手法および力学的挙動モデルを提案した。それらは、国産材のスギとカラマツを用いて検討された。
以上の知見および提案が大規模建築物の耐火性能を把握するための一助となり、国産材の有効利用につながることが期待される。
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