| 研究課題/領域番号 |
19K15137
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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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| 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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
高塚 康平 京都大学, 工学研究科, 助教 (90758351)
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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 |
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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 | 鋼構造 / 柱脚 / 弾性剛性 / 有限要素法解析 / 露出柱脚 / 面外変形 / 載荷実験 / 基礎コンクリート / 弾性床上梁理論 / 鋼構造柱脚 / 降伏耐力 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地震時に変形が想定される鋼構造柱脚は「露出柱脚」「根巻き柱脚」「埋込み柱脚」の3 種類に大別でき，それぞれの弾性剛性・降伏耐力・終局耐力が提案されている．このうち，柱脚の弾性剛性は1層の損傷に大きく影響することが既往の研究で指摘されており，中低層建物の応答に影響が大きいと考えられる．
本研究では，剛性や耐力に影響することは認識されつつも実際の評価式に考慮されてきていない要素とその影響を有限要素法によって分析し，その結果を基により精度が高く広い範囲で適用可能な剛性・耐力の評価式を構築する．
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| 研究成果の概要 |
中低層鋼構造建物に広く用いられる露出柱脚を対象に有限要素法解析および載荷実験を行い，[1]圧縮側ベースプレートの面外変形と基礎コンクリートの支圧変形，[2]引張側ベースプレートの面外変形とアンカーボルトの伸び変形，[3]アンカーボルトの本数と配置，の3点を考慮した弾性剛性を検討した．そして，これらの結果を踏まえて，露出柱脚の弾性剛性の算定式を構築した．その結果，現在広く用いられている算定式よりも，式のものは複雑ではあるがより高い精度で弾性剛性を算定することが可能となった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で提案した弾性剛性算定式は既往のものに比べ複雑ではあるが，算定式そのものは陽関数であり，露出柱脚の実用の範囲を考えて算定式を近似することで算定式の簡便化が可能と考えられる．また，本検討で用いたモデルは構造力学で広く用いられている単純なものの組み合わせであり，本検討で考慮した以外のアンカーボルトの本数や配置の場合にも剛性算定式への反映が容易となっている．さらに，一部が陰関数となってしまうが本検討での算定式は軸力が作用する場合にも対応している．すなわち，この算定式を用いることで，とくに1層の応答への影響が大きいとされている柱脚の弾性剛性をより高い精度で算定することが可能となった．
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