| 研究課題/領域番号 |
19K15134
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 横浜国立大学 (2021)
東京工業大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
石田 孝徳 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 准教授 (80746339)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | CFT柱 / 角形鋼管 / 小振幅 / 水平2方向載荷 / 局部座屈 / 破断 / 耐力劣化 / 載荷実験 / 水平２方向荷重 / 繰り返し載荷実験 / 繰り返し変形性能評価 / 履歴モデル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地震荷重下では建物は3次元に挙動し、柱には軸力と水平2方向荷重が作用するが、このような荷重条件においてCFT柱の剛性・耐力の劣化開始時点やその後の挙動がどの程度変化するのかはわかっていない。本研究では、CFT柱の水平2方向挙動に着目し、水平2方向の載荷履歴と載荷振幅を主なパラメーターとした繰り返し載荷実験を行う。実験結果に基づき、水平2方向荷重と載荷振幅による影響で、復元力特性の劣化性状がどのように変化するのかを解明するとともに、繰り返し変形性能の評価法を構築する。さらに、水平2方向荷重下での復元力特性の劣化性状を反映できる履歴モデルを構築し、超高層建物の3次元地震応答予測の高度化を図る。
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| 研究成果の概要 |
CFT柱の水平2方向挙動は複雑であることから、まず、構成要素である角形鋼管柱に着目し、載荷振幅を主たる実験変数とした載荷実験を実施した。実験結果より、振幅が耐力劣化挙動に及ぼす影響、および、安定した挙動を示す限界点を局部座屈が発生する領域のフランジの軸縮み量により特定できることを解明した他、その限界点に至るまでの繰り返し変形性能評価法を構築した。
次いで、小振幅下におけるCFT柱の水平2方向の載荷実験を行った。実験結果より、CFT柱が安定した挙動を示す限界点は角形鋼管柱と同じ手法で特定できること、その限界点に至るまでの繰り返し変形性能に及ぼす水平2方向荷重や載荷振幅の影響を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、これまで実験例が極めて少ない、小振幅下で水平2方向荷重を受けるCFT柱の繰り返し載荷実験を系統的に実施し、有用な実験データを蓄積することができた。また、載荷振幅と水平2方向荷重が局部座屈による耐力劣化挙動に及ぼす影響を、局部座屈が発生する領域の軸縮み量に基づき詳細に分析した点、さらに、不安定な挙動を示す起点である安定限界をその軸縮み量により特定できることを解明した点は、独創性かつ新規性のある研究成果である。さらに、現時点では角形鋼管柱についてのみであるが、局部座屈の軸縮み量に着目することで、破壊現象を陽に考慮した新たな観点による繰り返し変形性能の予測法を構築することができた。
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