| 研究課題/領域番号 |
21K14233
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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22020:構造工学および地震工学関連
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
高井 俊和 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00759433)
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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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 高力ボルト継手 / 当て板補修 / 終局挙動 / 最大荷重 / エネルギー吸収 / 終局最大荷重 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本課題では，鋼構造の高力ボルトを用いた継手部や当て板補修部を対象に，地震等の大きな荷重が作用したときに耐える強度が高く粘り強い構造の開発を目的に研究を行なう．降伏耐力から終局最大耐力までの荷重上昇分を活用して強度が高く，さらに変形性能も確保することでエネルギー吸収量を高くするための条件を確認する．検討では，FEM解析と力学実験を併用し，継手部や当て板補修部の各構成部位のエネルギー吸収の分担割合を確認し，有利となる構造諸元を明らかにする．最終的には強度が高く粘り強い継手部や当て板補修部とするための設計条件を取りまとめる．
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| 研究実績の概要 |
令和5年度は（4）力学実験による挙動の確認の残りの実験と，（5）エネルギー吸収を考慮した設計，評価の方法の検討を行った．（4）力学実験による挙動の確認の残りの実験では，高力ボルト当て板補修部を模擬した引張実験を実施し，事前解析と同様に当て板特有の傾向が得られた．FEM解析の降伏荷重が実験より高かったため，整合性向上の検討で実験の載荷速度に着目し，ひずみ速度依存性を考慮したモデル化を試みたところ整合性が向上する結果が得られた．さらに，引張作用下において複数の破断モードが連成する継手のエネルギー吸収挙動を実験により確認した．FEM解析で事前に予測していた傾向では複数のモードが連成するとエネルギー吸収量が大きくなったが，実験ではケース間の荷重の変化が小さくかつばらつきが生じたことから，FEM解析ほど明確な傾向は得られなかった．ボルト軸部のせん断破断はねじ部で破断が生じた．ねじ部は一般部より断面積が小さくせん断耐力が低いため，ねじ部を考慮してボルト軸部を細くモデル化をすることで実験との整合性が向上することを確認した．事前解析と実験結果の差異を確認し，他にもモデル化を変更して整合性の向上を図った．（5）エネルギー吸収を考慮した設計，評価の方法の検討では，継手の諸元を変化させたパラメトリック解析により，諸元と最大荷重までのエネルギー吸収量の関係を整理した．その結果をもとにエネルギー吸収量が大きくなる条件を明らかにし，回帰分析により継手の諸元から最大荷重までのエネルギー吸収量を予測する式を求めた．その結果おおむね傾向を把握できる予測式が得られた．以上のように，本年度の検討では，高力ボルト摩擦接合継手および当て板補修部に過大な荷重が作用したときの力学挙動やエネルギー吸収に関する基礎的な知見が得られた．
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