| 研究課題/領域番号 |
16H04456
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
河野 守 東京理科大学, 工学部第二部建築学科, 教授 (60170205)
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| 研究分担者 |
鈴木 淳一 国土技術政策総合研究所, 建築研究部, 主任研究官 (10453846)
鈴木 弘之 筑波大学, システム情報系(名誉教授), 名誉教授 (20114093)
尾崎 文宣 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (40434039)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 耐火性能 / リダンダンシー / 歪速度依存性 / Monte Carloシミュレーション / 高性能鋼材 / 有限要素解析 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，大きく7つの課題に分けて研究を進めている。このうち，2018年度は以下の5課題に分けて研究を行った。
課題(1)火災性状：2017年度までの検討結果では耐火設計用入力モデルまでまとめ切れておらず，2018年度は2017年度の事務室用途の室に関する成果をベースに次のような追加検討を実施した。隣接する室の面積比が異なる場合，開口の大きさが異なる場合について，収納可燃物量，隣接室区画部分の突破時間のばらつきによる火災室温度のばらつきについて詳細に検討した。課題(3)高温時歪速度依存性：2017年度までの検討でクリープを考慮した高性能鋼部材の有限要素解析手法に一定の方向性が見えてきたので，この解析手法を用いて，大断面柱の載荷加熱実験結果を概ね再現できることを検証した。また有孔H形梁の耐火試験結果を有限要素解析で再現することを試み，歪速度依存性を採り入れるために検討を行った．課題(5)架構崩壊温度：リダンダンシーの程度の異なる種々の架構を対象として，本研究で開発されたばらつきを考慮した高温応力－歪関係を用いた崩壊挙動の解析を行い，確率的な検討を加えた。
課題(6)変形制御：高温時の変形量を制御した設計を行うことにより，崩壊温度のバラツキを抑えることが可能となることを解析的に明らかにすることについて検討した。
課題(7)耐火設計法：限界状態設計フォーマットおよび各種係数について2017年度までの成果，および，課題(5)による架構崩壊温度の確率的な検証を踏まえ、設計形式、係数の妥当性について詳細に検討し，限界状態設計型の耐火設計法構築を模索した。
これらの成果については，日本建築学会大会，日本火災学会研究発表会等において発表するとともに，日本建築学会論文集に論文投稿した。
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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
高温時歪速度依存性に関する研究において，大断面鋼柱の耐火試験結果の再現については有用な成果があがっているが，2017年度末から2018年度にかけて実施した有孔H形梁の耐火試験およびその試験結果を有限要素解析で再現することについては，やや検討が遅れている．また，変形制御により架構崩壊温度のバラツキを抑制することについては，基礎的な検討段階で，有効な検討に至っていない．サブテーマごとには成果が上がっているものもあるが，それらを統合して構築する限界状態設計型の耐火設計法についての検討が予定より遅れている．
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| 今後の研究の推進方策 |
2018年度までの研究成果をもとに，2019年度は以下の5課題に分けて研究を継続し最終年度としての総括を行い，未解明の課題を明確にする。
課題(1)火災性状：ばらつきを考慮した耐火設計のための火災温度入力モデルとしてまとめる。課題(3)高温時歪速度依存性：様々な高温応力－ひずみ関係，クリープ特性をもつ鋼種，部材に対する汎用的な解析手法を検討する。課題(5)架構崩壊温度：2018年度に引き続き，リダンダンシーの程度の異なる種々の架構を対象として，本研究で開発されたばらつきを考慮した高温応力－歪関係を用いた崩壊挙動の解析を行い，確率的な検討を加える。課題(6)変形制御：2018年度に引き続き，高温時の変形量を制御した設計を行うことにより，崩壊温度のバラツキを抑えることが可能となることを解析的に明らかにし，将来の耐火設計に活用できる知見としてまとめる。課題(7)耐火設計法：限界状態設計フォーマットおよび各種係数について2018年度までの成果，および，課題(5)による架構崩壊温度の確率的な検証を踏まえ、設計形式、係数の妥当性を詳細に検討して限界状態設計型の耐火設計法を提案する。
これらの成果については，日本建築学会大会，日本火災学会研究発表会等において発表するとともに，構造工学論文集，日本建築学会論文集等に論文投稿する。
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