| 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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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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| 研究成果の概要 |
本研究では，地震等により過大な荷重が作用した際に，強度が高く，粘り強い構造を実現するため，高力ボルト摩擦接合継手や高力ボルト当て板補修部の塑性変形時のエネルギー吸収挙動を確認した．最大荷重時の終局モードとエネルギー吸収量の関係に着目し挙動を整理した．その結果，複数の破断モードが連成する遷移領域においてエネルギー吸収量が高くなることを確認し，さらに諸元とエネルギー吸収量の回帰分析から，エネルギー吸収量を予測する式を求めた．この式により諸元から期待されるエネルギー吸収量がおおむね求められることを確認した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高力ボルト摩擦接合継手と高力ボルト当て板補修部を対象に，過大な荷重が作用したときの最大荷重やそのときの伸び，エネルギー吸収量の傾向を最大荷重時の終局モードに着目して整理した．エネルギー吸収量が高くなる諸元の条件を明らかにし，諸元から期待されるエネルギー吸収量の予測式を求めた．この式によりエネルギー吸収量の高い諸元で設計することが可能となる．構造主部材の高力ボルト継手，当て板補修部以外にも，構造の似たエネルギー吸収部材への本知見の活用も考えられる．これらにより，粘り強い構造の実現につながると考えられる．
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