| 研究課題/領域番号 |
20H02235
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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22020:構造工学および地震工学関連
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022-2023)
大阪市立大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
山口 隆司 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (50283643)
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| 研究分担者 |
林 厳 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 助教 (10869530)
森山 仁志 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (50825495)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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| キーワード | 高力ボルト / 摩擦接合継手 / メカニカルファスナー / 構造工学・地震工学 / 皿型形状 / 高耐久 / 高力ボルト，摩擦接合継手，メカニカルファスナー / 砂時計型 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，高力六角ボルトと同等の耐荷性・疲労耐久性を有し，耐腐食性を格段に改善できる突出部が一切ない砂時計型形状のメカニカルファスナーを新たに開発し，それを部材接合部に実装して，鋼構造物のメンテンナンス負荷を大幅に削減するものである．二つのねじを組み合わせて，高強度，高耐久なファスナーとするための機構の検討，材料の選定，鋼構造物への適用性の検討をFEM解析と実験により，高力ボルト接合を専門とする研究者および金属材料の研究者，ボルトメーカーの技術者によって協働して行う．さらに，最終年度にはそれらの成果を踏まえた，実鋼構造物へ実装するための設計・施工ガイドラインも策定する．
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| 研究成果の概要 |
本研究は，鋼構造の防食性向上に資する無突出・砂時計型ボルトセット(以下，DSF)の開発を目的に，M22-F8T相当の締結能力を有し，ねじ形状や締付穴形状を解析的に検討した．また，その試作DSFを用いて引張・せん断・締結性能確認試験および摩擦接合継手への適用性の検討を行った．その結果，掛かり山数は少なくとも13山以上，回転角法による軸力管理などの条件を満たす場合に，DSFは目標とする性能を確保できることを明らかにした．また，DSFはボルトとナットが全区間に渡って嵌合する構造のため，長尺にすることでM22-F10T相当のせん断耐力を期待できることも明らかとなった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の高力六角ボルトを用いた部材接合部では，ボルト頭部およびナットの角部を起点とした腐食進行が問題となる．I桁のような開断面部材の接合部に，本研究で提案したDSFを適用することで，部材形状に依存しない防食性能を 大幅改善した摩擦接合継手が実現できる．これにより，鋼橋の損傷そのものを減少させることができ，鋼構造物メンテンナンスに関わる人的・物的コストを大幅に削減することができる．
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