| 研究課題/領域番号 |
22K04414
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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 | 大阪公立大学 |
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研究代表者 |
鈴木 裕介 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90635400)
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| 研究分担者 |
荒木 慶一 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (50324653)
高木 次郎 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 准教授 (90512880)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 超弾性合金 / 損傷制御 / 降伏ヒンジ領域 / 中層RC造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大地震後の継続利用を志向した中層RC集合住宅のための新技術を開発する。梁端下端主筋に超弾性合金を用いて，大地震時の変形と損傷を端部下端に集約させて変形性能と自己復元性能の高いRC梁部材を開発する。
複数のパラメータを設定して梁の静的実験とFEM解析を行い，望ましい部材性能と破壊形を実現する設計法を同定する。得られた部材性能を中層RC集合住宅に適用した場合の耐震性能を試設計と数値解析により定量的に評価し，実用化に向けて施工性と経済性を検証する。
経済的な高耐震化が比較的難しい中層RC建物を対象として，超弾性合金を用いた新技術の有用性を検証し，同技術の低高層建物への普及と社会全体の高耐震化に貢献する。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、中層RC建物を対象として、地震被害を最小限にとどめ迅速に回復できる継続利用性のある損傷制御型の梁部材開発を目的としている。特に、地震荷重時に降伏ヒンジ領域となる梁端部下端に超弾性合金を配筋し同領域に損傷誘導のためのスリットを設けたRC梁部材を開発しその設計法を提案する。想定している実験変数は、超弾性合金の種類・導入量・配筋方法、部材のスラブ筋量及び強度、スリット幅及び深さ、せん断補強筋量及び強度、シアスパン比などである。
2022年度は、超弾性合金の導入量や配筋方法、スリット深さを変数とした静的載荷実験を通して、構造性能及び損傷性状について従来梁部材との比較検討を行った。その結果、提案部材の破壊モードとして指向通りの性状が観察された。具体的には、梁端下端（超弾性合金を配筋しスリットを設けた側）が圧縮となる加力方向では上端筋降伏に対して下端コンクリートの圧壊が先行した。また、せん断ひび割れによる損傷が顕著となる通常のRC梁に対し、提案部材は曲げ破壊が支配的となることが確認できた。梁端上端が圧縮となる加力方向では上端コンクリートの圧壊に対し下端筋降伏が先行していることが確認できた。また、大変形領域にわたって超弾性合金が配筋されたスリット部のひび割れが拡幅することによって全体変形が進展した。しかしながら、提案部材のせん断耐力やエネルギー吸収量の評価については、課題が残った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の予定通り、提案部材開発のための実験が順調に進捗している。次年度に予定する実験の計画に向けたデータ分析及び、シミュレーションについても概ね予定通りに進めることができているため、上記の自己評価とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
まず、2022年度に実施した実験に対し、FEMによる数値解析を行い、今後の実験ための各挙動の詳細分析、及び実験変数を包括するパラメトリックスタディを実施する。その上で、更なる実験計画を行い、2022年度の課題として残った提案部材の構造特性評価をより精緻に行う予定である。
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