| 研究課題/領域番号 |
19K04722
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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23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 千葉工業大学 (2021)
株式会社竹中工務店 技術研究所 (2019-2020) |
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研究代表者 |
金田 一広 千葉工業大学, 創造工学部, 教授 (30314040)
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| 研究分担者 |
青木 雅路 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, その他 (10639628)
田村 修次 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (40313837)
奥村 豪悠 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, 研究員(移行) (30591325)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 極限支持力 / 建築基礎 / 砂地盤 / 模型実験 / 剛塑性有限要素法 / 直接基礎 / 複合荷重 / 剛塑性有限要素解析 / 遠心模型実験 / 寸法効果 / 支持力 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
直接基礎の支持力は、国交省の告示式である支持力式を用いて算定される。
この支持力式では地震時の水平荷重の影響を基礎に作用する荷重の鉛直方向に対する傾斜角θとして考慮する。しかし提示された低減式はそのまま適用できない。
極大地震に対して基礎の二次設計の必要性が唱えられている中で告示式に代わる地盤基礎の支持力の算定法が必要とされている。
本研究では、実物と模型地盤内での応力レベルをほぼ同じにできる遠心模型装置を用いて、大規模な基礎を模擬し基礎幅の寸法効果と傾斜荷重を考慮した支持力実験を行う。実験結果の検討、提案する数値解析法の妥当性を確認し、さらに一般化して将来基礎指針に反映できる設計式の構築を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、2次設計に対応できる直接基礎の鉛直・水平複合荷重が作用している場合の鉛直支持力の検討を行った。
１G場の実験では鉛直水平複合荷重時の直接基礎の滑動抵抗について検討した。複合荷重時において滑動後、水平荷重が増加しなくても沈下や水平変位が増加するが、鉛直荷重が極限荷重の1/2以下であれば水平抵抗がピークに達しても鉛直荷重による地盤の破壊が抑えられることが示された。剛塑性有限要素解析を実施して極限支持力の検討を行った。鉛直と水平荷重を作用させた状態で鉛直支持力解析を実施し、水平載荷履歴のあるものは鉛直支持力の低下がみられた。Novaらの支持力曲面と比較的良い対応があることを確認できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
地震の極大化により建築基礎も2次設計を考慮するように求められている。L2荷重に対する耐震設計が導入されている基礎構造設計指針は2019年に発行されている。そこでは、様々な実験や実被害の状況と整合性をとるため直接基礎の支持力に導入されている傾斜荷重式を地震荷重では導入せず偏心荷重のみ考慮することとしている。しかし、その合理的な説明は十分にされていない。本研究では地震に相当するような鉛直・水平複合荷重が作用している場合の、鉛直支持力について模型実験および数値解析の両面から検討を行い、基礎指針の考え方の学術的な裏付けを行っている。
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