| 研究課題/領域番号 |
22K04395
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
松尾 真太朗 九州大学, 人間環境学研究院, 准教授 (40583159)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024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)
2024年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | コンクリート充填鋼管構造 / プレキャスト / 高力ボルト / 柱継手 / グラウト / 骨組実験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在，中高層から超高層建築に広く適用されているコンクリート充填鋼管（CFT）構造が中低層建築へも広く普及すれば，都市・建築の耐震安全性の更なる水準向上が期待できる．
本研究では以上の背景のもと，CFT部材のプレキャスト（PCa）化に取り組んでいる．PCaCFT部材同士の接合部に高力ボルトを利用する継手構法を提案し，建設現場での建方における不可避なPCaCFT部材同士の隙間が継手の構造性能やCFT骨組全体の挙動に与える影響について施工実験・構造実験を通して検証し，本継手の設計上の留意点について提示する．
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| 研究実績の概要 |
本研究はCFT部材のプレキャスト化に取り組むものであり，建設現場での建方において不可避的に生じるCFT部材同士の隙間が継手の構造性能や本継手を含む骨組挙動に及ぼす影響について各構造実験を通して検証しかつグラウト充填施工実験を通して本継手の設計上の留意点を提示することを目的とする．2024年度は2023年度の検討で製作済みの曲げせん断試験体の載荷実験を行い，その後，骨組実験を計画した．概要を以下に示す．
【曲げせん断実験】軸力比0かつ小さめのせん断スパン比の条件下でグラウト充填の有無による継手挙動の検証を目的に2体の曲げせん断試験体，さらに継手強度（ボルト強度）の違いによる曲げせん断挙動を検証するための試験体により曲げせん断挙動を明らかにすることを目的として，繰返し加力実験を実施した．グラウト充填の有無は，載荷初期段階における挙動（初期剛性，グラウトが剥離するまでのCFT部材間の相対ずれなどの局所的挙動）に明瞭な差異が認められるものの，高力ボルト接合部の設計強度にある程度余力を残せば，全体挙動として大きな影響はないことが確認された．この成果をAIJ九州支部研究報告にて発表した．
【骨組実験】本継手が骨組挙動に与える影響を分析するために1層1スパン（高さ2m×スパン2m程度）の骨組試験体による繰返し載荷実験を計画した．実験変数は継手の有無であり，骨組は梁降伏型の崩壊機構を呈するように設計している．継手有試験体は下側梁上面から高さの1/3程度の位置に継手を設け，鋼管柱の降伏耐力の半分程度の継手強度を確保するように詳細を決めている．本実験では特に載荷初期の骨組剛性に対して継手の影響がどの程度現れるか，また骨組が終局状態に至るまで安定な挙動を呈するか，その際の継手の挙動分析などを中心に行う．今後5～6月にかけて実験を行い，そのデータ分析結果を基に本継手設計における留意点を整理していく．
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
4: 遅れている
理由
当初計画の通り，骨組実験を計画し，試験体製作等を完了した状態にあるが，前年度からの継続検討課題である曲げせん断実験の進捗が遅れていたため，それらの実験データの分析にも時間を要した．そのため，本実験を2024年度内に実施するには至っていないのが現状である．
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| 今後の研究の推進方策 |
【現在までの進捗状況】で述べた通り，3年目に予定していた骨組実験については，本報告書作成時点で鋼管へのコンクリート打設まで完了している状況である．当初の予定では研究期間を3年としていたが，このような状況を踏まえ1年の期間延長を申請し承認を得ている．2025年度は，まずは5月から6月にかけて骨組実験を実施する．骨組実験に関する計画概要は【研究実績の概要】で述べたとおりである．昨年の計画段階では，CFT門型骨組試験体を対象としてグラウト充填の有無を実験変数に含めるとしていたが，曲げせん断実験の結果も踏まえて，グラウト充填無しの実験のみとすることにした．グラウト充填による構造性能への影響については，主に短柱圧縮実験と曲げせん断実験で確認できたものと考えている．本実験では，グラウト充填無しの構法の可能性の検討も含め，本継手構法の実現性について検討し，CFT骨組を設計する際の本構法に関する留意事項を整理する．今後，部材のリユースなどにも配慮した構造設計が求められることが予想される中で，本継手においてグラウト充填が省略できる可能性について検証しておくことも，将来的に有用であると考えられる．なお，当初は数値解析等で対応する予定にしていた継手なしのCFT骨組を比較対象として実験に含めることにした．
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