| 研究課題/領域番号 |
22K04415
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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 | 北九州市立大学 |
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研究代表者 |
城戸 將江 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (10453226)
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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 (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)
2024年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 鋼・コンクリート合成構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
南海トラフを震源域とした巨大地震が発生することにより，超高層建築物は長時間振動を続ける．超高層事務所建築物には，コンクリート充填鋼管（CFT）柱が使われることが多い．このCFT柱が多数回繰返し荷重を受けると，柱を圧縮する力と振幅（水平方向の揺れの大きさ）の組合せによっては，耐力が次第に低下することが明らかになっている．しかし，建物の外周部に設置されている柱は，地震時に圧縮される力が変化し，このような軸力を変動軸力と呼んでいる．この変動軸力が作用する柱の耐力劣化性状を明らかにするための研究である．柱の断面形を円形や角形にした場合の実験を，圧縮力や振幅を変化させてこれらの影響を示す．
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| 研究実績の概要 |
変動軸力下において一定変位振幅繰返し載荷を受けるコンクリート充填鋼管柱（以後CFT柱）の耐力劣化挙動を明らかにすることを目的とし，2023年度は，コンクリート充填角形鋼管柱（以後角形CFT柱）の変動軸力の実験を2体の試験体に対して行った．コンクリートの圧縮強度は60N/mm2程度で既往の研究と同程度の強度であった．
□-150×150×9の幅厚比が17の試験体に対し，軸力比を，0～0.5と変化させ，部材角をそれぞれ1.25%，1.5%とする実験を行った．その結果，次のような知見が得られた．
基本的な構造性能としては，軸力の値が大きい正側載荷のほうが，軸力比の値が小さい負側載荷よりも耐力低下が大きかった．また，また部材角が大きいほうが耐力低下が大きかった．部材角が変化することによる耐力劣化挙動の傾向については，既往の一定軸力下における実験結果と同じ結論であった．
次に，変動軸力の最大軸力比を一定軸力として受ける場合の既往の実験結果と，今回行った実験結果を比較したところ，部材角1.25%の場合は変動軸力を受ける場合のほうが耐力劣化が大きく，R=1.5%の場合は繰返し回数が17サイクルまでは変動軸力のほうがより耐力が低下していたが，そのあとは一定軸力のほうが耐力が低下していた．また，軸ひずみ挙動に関しては，一定軸力の場合は軸方向の縮みが徐々に累積していくのに対し，変動軸力の場合，軸力の大きい正側載荷では圧縮ひずみが大きくなるが，負側載荷ではひずみが減少し一定軸力の場合のように，軸方向の縮みの累積は見られなかった．また，局部座屈はフランジ，ウェブともに早期に発生していたが，局部座屈の山は極めて小さく，複数回繰返しても局部座屈の山が大きくなることは無かった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本来は，4体の実験を実施する予定であったが研究室の実験スケジュールの関係で2体のみの実施にとどまってしまった．
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| 今後の研究の推進方策 |
試験体はすでに製作している．2023年度に実施予定であった□-150×150×9の残り2体の試験体は，2024年7月に実施予定となっている．また，2024年度に実施予定であった45°載荷試験体の試験体も2体製作済みで，2024年5月，6月に1体ずつ実験予定となっている．
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