| 研究課題/領域番号 |
20K04785
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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 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
田中 照久 福岡大学, 工学部, 准教授 (90588667)
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| 研究分担者 |
堺 純一 福岡大学, 工学部, 教授 (30215587)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 合成構造 / 機械的ずれ止め / 接合部 / 応力伝達 / 抵抗機構 / 構造性能評価法 / 設計式 / 実験 / 復元力特性 / 構造設計法 / シアコネクタ / 耐力評価 / ずれ止め効果 / 補強効果 / 破壊性状 / 押抜き試験 / 繰り返し力 / 設計法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
鋼とコンクリートの接合は、異種材料部材間の応力伝達上、剛性が不足する課題があり、それを解決する必要がある。申請者らはこれまでにバーリングプレス加工鋼板を用いた新たな機械的ずれ止めを考案し、種々の実験から従来のずれ止めに比べて高剛性・高耐力を発揮できることを明らかにしてきた。新たなずれ止めは生産性・施工性も良好であり、接合技術の課題解決が期待される。
本研究では、多様な要求性能に応えられる接合部の実現を目指し、地震力に相当する多数回繰り返し力を受けるずれ止めの復元力特性を明らかにし、鋼とコンクリートとの間のずれ変形を考慮した耐力評価法を提案する。また、力学的に合理的なずれ止め設計法を構築する。
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| 研究成果の概要 |
鋼・コンクリート合成構造において，異種材料を一体化するための機械的ずれ止めは，優れた耐震性能を発揮させる上で，重要な役割を担う要素である．一般に頭付きスタッドと呼ばれる鋼棒のずれ止めが使用されるが，応力伝達上，剛性が不足する課題があり，また，繰返し力を受けると耐力が劣化して期待する効果が得られない可能性がある．本研究では，これらの課題を解決すべく，新たに開発されたバーリングシアコネクタ（BSC）と呼ぶ高性能なずれ止めを対象に複数の実験と解析を行い，BSCの設置方法に応じた耐力評価式を提案した．また，多数回繰返し履歴を考慮した性能評価法を提示し，さらに合理的な設計施工技術の構築に成功した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
バーリングシアコネクタ（BSC）鋼板の形状特性と力学特性の利点を活かした機械的ずれ止めは，従来の鋼とコンクリートの接合技術に比べて，より強固で強靭な一体化が図れる．本研究の成果で提案したずれ止めの耐力評価式を用いることで，BSC鋼板の設置方法に応じた異種材料間の応力伝達を確実なものとし，部材の損傷抑制効果も期待した設計を実現できる．また，繰返しの荷重履歴によるずれ止めの強度低下の定量的な分析から性能評価手法を提示した．これにより従来の技術的限界を突破し，建築合成構造の信頼性・生産性・施工性が向上するだけでなく，大規模な地震後も建物の耐震性を維持しながら長期間にわたる使用が期待できる．
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