| 研究課題/領域番号 |
21K04363
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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 | 大阪工業大学 |
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研究代表者 |
向出 静司 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (20423204)
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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 |
完了 (2023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)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 鉄骨造 / 倒壊 / 合成梁 / 耐力劣化 / 解析モデル / 載荷実験 / 地震応答解析 / 鉄骨構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
建築基準法の想定を上回るレベルの地震動に対しては，建物が完全に倒壊することが懸念されるものの，倒壊を限界状態とする設計方法は未だ確立されていない．本研究では，鋼構造ラーメン立体骨組を用いた多数の地震応答解析により，立体的な倒壊挙動を解明して，その倒壊余裕度の定量的評価方法を構築することを目的とする．そのために，大変形時の床スラブと鉄骨梁の合成効果に関する実験も併せて実施する．
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| 研究実績の概要 |
本研究では，2021年度から2022年度にかけて，合成梁（鉄骨梁とコンクリート床スラブを一体化させた梁）を持つ部分架構が2方向の水平力を受けて大変形域で耐力劣化する挙動を実験的に把握した．さらに，2022年度には，この実験結果を再現するための解析モデルを提案した．この提案モデルは，従来モデルとは異なり，正曲げを受ける際のコンクリート床スラブの損傷に起因する耐力劣化を考慮できること，直交2方向の合成梁の損傷が互いに影響することによる耐力の相関を考慮できることの2つの特徴を有している．
2023年度は，それまでの成果を踏まえ，提案した解析モデルを用いた地震応答解析を実施し，合成梁の耐力劣化挙動が鋼構造建物の倒壊挙動に及ぼす影響について検討している．主な解析パラメータは，合成梁の解析モデルの違いである．従来モデルと提案モデルに加え，提案モデルの直交2方向の相関を考慮しないモデルの3種類を用いている．非倒壊限界の指標として，倒壊までに吸収できるエネルギー量を用いて，地震応答解析の結果を考察した．解析結果より，提案モデルを用いた場合は，正曲げ側の耐力劣化を考慮したことで，従来モデルを用いた場合よりも合成梁のエネルギー吸収量が小さくなることから，骨組全体のエネルギー吸収量も低下した．また，提案モデルで直交2方向の相関を考慮した場合，無視した場合よりも耐力劣化が早まり，骨組全体のエネルギー吸収量が低下する傾向が認められた．以上より，限られた条件下ではあるものの，従来モデルが非倒壊性能を過大評価しており，提案モデルを用いることの有用性が確認された．
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