| 研究課題/領域番号 |
21K04359
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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 | 東海大学 |
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研究代表者 |
山本 憲司 東海大学, 建築都市学部, 教授 (70311884)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 隙間なし天井 / 野縁受け / 吊りボルト / 座屈 / 特定天井 / 座屈耐力 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地震時に天井面脱落の被害が多くことを受けて、天井に関する技術基準が整備されつつある。壁との間に隙間を設けない隙間なし天井は、地震による水平慣性力を周囲の壁に直接伝達するために、壁からの圧縮反力を受けて天井面が座屈して耐力に至る。天井面を吊り下げている吊りボルトが座屈補剛の役割をするが、吊りボルトの耐力や剛性が小さい為に十分な補剛効果が得られず、その状態に応じて天井面の座屈長さが変化する。本研究は、吊りボルトが隙間なし天井の破壊挙動に与える影響を明らかにし、実験によらずに手計算によって算定が可能な隙間なし天井の面内圧縮耐力式を提案することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
隙間なし天井の吊りボルトによる座屈補剛効果を明らかにすることを目的として隙間なし天井の圧縮実験や数値解析を行った。本研究では特に野縁受け方向の座屈挙動を調査した。
昨年度の実験では石膏ボードと野縁受けをともに壁に接触させた状態で加力を行ったが、告示の技術基準では鋼製下地材よりも石膏ボードを突き出して設置することとなっている。このため、石膏ボードのみが壁と接触した状態の試験体を作製して実験を行い、座屈挙動を詳細に調査した。石膏ボードのみが接触する場合、壁際では全ての水平力を石膏ボードが負担することになる。このため、野縁間隔を455mmとした試験体では野縁間で石膏ボードが早期に座屈した。野縁間隔を303mmとした試験体では、野縁間で石膏ボードが座屈するより先に突き出し部分が圧壊し、石膏ボードと野縁受けがともに壁に接触する状態に移行することがわかった。
天井の3次元の数値解析モデルを作成し、天井の野縁受け方向の弾性座屈解析を行った。数値解析においても、石膏ボードの突き出しがある場合では壁際の石膏ボードが水平力を全て負担し、野縁間で石膏ボードが座屈する挙動を確認することができた。数値解析と実験に概ね対応関係を見ることができた。
また、石膏ボードのみが壁に接触している場合、クリップと野縁受けの間に滑りを生じることが考えられる為、簡単な部分試験体を作成し、クリップと野縁受けの間での滑り耐力を調査する実験を行った。クリップのボルトの締め付けトルクを管理して実験を行った。実験では滑りを生じるより先に野縁が降伏するケースが多く、正確な滑り耐力は計測できなかったが、１つあたり0.5kN以上の耐力があることを把握することが出来た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究では野縁受けと石膏ボードがともに吊りボルト間で面外座屈する「吊りボルト間座屈」と、野縁間で野縁受けが面内座屈、石膏ボードが面外座屈する「野縁間座屈」の２つの崩壊モードを考慮して耐力式を提案しているが、これまでに実験を行なった試験体は両方の耐力の値がともに近い試験体となっており、耐力式の妥当性を示すことが出来ていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに実験を行なった試験体は、吊りボルト間座屈と野縁間座屈の２つの耐力が近い試験体となっていた。このため、予測と異なるモードで座屈するケースが多かった。このため２つの耐力が大きく離れた試験体を複数作成して実験を行うことで、耐力式の妥当性を検証する。
また、これまでの試験体では野縁間座屈が耐力式よりも低い荷重で生じる場合があった。野縁受けは開断面であるため、オイラー座屈荷重よりも小さな荷重で曲げねじれ座屈を生じている可能性があるため、その影響を明らかにする。
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