| 研究課題/領域番号 |
19K04582
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22020:構造工学および地震工学関連
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
山口 栄輝 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (90200609)
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| 研究分担者 |
高井 俊和 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00759433)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 高力ボルト摩擦接合継手部 / 腐食 / 重ね板補強 / コネクタ要素 / すべり荷重 / 摩擦接合継手 / 高力ボルト / 開口変位 / ソリッド要素 / コネクター要素 / 摩擦接合 / 継手 / ボルト作用力 / 有限要素解析 / レトロフィット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究で開発を目指す工法は，部分的な高力ボルトの取り替え，添接板の補修・補強を繰り返すことで，仮支柱等を不要とするものである．この工法では，高力ボルト継手部の応力状態の把握が不可欠である．そこで，簡易な継手モデルを用いた有限要素解析をまず行い，その後，安全性を担保するのに重要な箇所を精緻にモデル化した解析を行う．解析結果は，載荷試験で検証する．添接板の補修・補強には，腐食面の素地調整，補修剤による不陸調整が必要となり，補修面と添接板の接触面のすべり係数も評価する必要がある．この評価も，載荷試験により行う．これらの検討結果をもとに，新しい高力ボルト継手部のレトロフィット工法の構築を目指す．
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| 研究成果の概要 |
腐食高力ボルト摩擦接合継手部補強として，仮支柱等が不要なレトロフィット工法を検討した．本研究では有限要素解析で検討を進めたが，実用的な計算負荷とするため，まずコネクタ要素の適用を検討した．精緻なモデルや載荷試験を併せて行うことで，コネクタ要素解析の有効性を検証できた．
既存の腐食高力ボルト摩擦接合継手部を参考にしたモデルを用いて，ボルト取り外し，重ね板補強，ボルト設置を小領域ごとに順次行う工法を，コネクタ要素解析で検討した．その結果，継手中央部の板，板の中央部のボルト行から順に2，3行ずつ補強することで，所期の目的を達するレトロフィット工法が開発できることを示せた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ひどく腐食した高力ボルト摩擦接合継手部の事例は多く，高力ボルトと添接板の取り替え工事が行われている．仮支柱等を設置して取替工事を行うのは安全であるが，工事は大がかりになり，工事費も大きくなる．しばしば交通規制が必要となり，大きな社会的コストも発生する．
本研究では，添接板の全ボルトを一気に交換して補強するのではなく，部分的に高力ボルトを取り替え，その部分を順次補強していくレトロフィット工法を提案した．この工法では，ボルト取り外し時の安全性確保のための支柱等の設置，交通規制は特に必要としない．従来工法を大きく改善しており，工学上の意義は大きく，交通規制を要しないため社会的意義も大きい．
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