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2019 年度 実績報告書

限界状態設計を指向した鋼構造耐火設計の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16H04456
研究機関東京理科大学

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)

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)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
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 / 有孔H形鋼梁
研究実績の概要

大きく7つの課題に分けて研究を進めており,2019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:隣室条件と防火区画の種類を考慮した室間延焼時の盛期火災における鋼材温度の確率的検討を行い,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の検討方法をとりまとめた。課題(3)高温時歪速度依存性:鋼材ひずみ速度が建築鋼部材の耐火性能に及ぼす効果を検討するために,ひずみ速度を考慮した鋼材高温時応力-ひずみ関係を定式化し,鋼梁の数値解析を通して,ひずみ速度の効果を例示した.また,高性能鋼からなる実大柱の耐火実験を,高温時クリープを考慮して有限要素法により数値解析することで,高い精度で実現象を再現し得ることを示した.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た。一方で,鋼構造の梁においてはウェブに孔を設けた梁が多用されており,これらについて本課題で行った載荷加熱実験を有限要素解析で精度よく再現し得ることを示し,多様な有孔梁の崩壊温度解析法に関する知見を得た.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しようと試みたが,成果としてまとめるに至らず今後の課題として残った.課題(7)耐火設計法:課題(5)による架構崩壊温度の確率的な検証を踏まえ、限界状態設計フォーマットおよび各種係数について設計形式・係数等を検討したが,限界状態設計法として提案するまでには至らず,検討課題として残った。
これらの成果については,構造工学論文集等にて公表した。また,引き続き学術雑誌に投稿すべく準備している.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (15件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 局所火災時における無耐火被覆鋼梁の破壊確率評価2020

    • 著者名/発表者名
      小野雅和,尾崎文宣
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 66B ページ: 131-138

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鋼材ひずみ速度が建築鋼部材の耐火性能に及ぼす効果-ひずみ速度を考慮した鋼材高温時応力~ひずみ関係の定式化と片持梁の面内数値解析-2020

    • 著者名/発表者名
      梅村巧, 尾崎文宣
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 66B ページ: 123-130

    • 査読あり
  • [学会発表] 鋼材ひずみ速度の影響を考慮した高温時応力ひずみ関係式の提案2019

    • 著者名/発表者名
      梅村巧,尾崎文宣
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [学会発表] クリープを考慮した有限要素解析による高性能鋼材柱の載荷加熱試験の再現2019

    • 著者名/発表者名
      瀬楽幸一郎,河野守
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [学会発表] H形鉄骨有孔梁の高温時挙動に関する有限要素解析 その1 有限要素解析による温度予測モデルの構築2019

    • 著者名/発表者名
      尹雄起,宮内佳紀,村上晴彦,河野守
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [学会発表] H形鉄骨有孔梁の高温時挙動に関する有限要素解析 その2 変位予測モデル2019

    • 著者名/発表者名
      村上晴彦,尹雄起,宮内佳紀,河野守
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [学会発表] 火災時鋼架構における鋼材のばらつきが崩壊モードに与える影響 その1 梁上荷重が崩壊温度に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      朴憙讚,宮木彰一,進藤瑞生,河野守,鈴木淳一
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [学会発表] 火災時鋼架構における鋼材のばらつきが崩壊モードに与える影響 その2 崩壊挙動の検討2019

    • 著者名/発表者名
      進藤瑞生,朴憙讚,宮木彰一,河野守,鈴木淳一
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [学会発表] 火災時鋼架構における鋼材のばらつきが崩壊モードに与える影響 その3 ハットトラスのブレース材の座屈が架構の崩壊温度に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      宮木彰一,朴憙讚,進藤瑞生,河野守,鈴木淳一
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [学会発表] 隣室条件と防火区画の種類を考慮した室間延焼時の盛期火災における鋼材温度の確率的検討2019

    • 著者名/発表者名
      鴨下翔,河野守
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [学会発表] 局所火災時における鋼構造建築部材の破壊確率評価2019

    • 著者名/発表者名
      小野雅和,尾崎文宣
    • 学会等名
      日本火災学会研究発表会
  • [学会発表] 局所火災時における鋼構造建築部材の破壊確率評価とコードキャリブレーション2019

    • 著者名/発表者名
      小野雅和,尾崎文宣
    • 学会等名
      第9回構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム(JCOSSAR2019)
  • [学会発表] 火災荷重のばらつきを考慮した場合の鋼部材温度の検討-Eurocodeのパラメトリック火災曲線を用いたい場合の解析結果-2019

    • 著者名/発表者名
      趙小敏,尾崎文宣,森保宏
    • 学会等名
      第9回構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム(JCOSSAR2019)
  • [学会発表] 強加熱を受ける耐火被覆鋼板の劣化及び温度上昇特性2019

    • 著者名/発表者名
      王兪翔, 鈴木淳一, 堀井怜生, 大宮喜文
    • 学会等名
      日本建築仕上学会大会
  • [学会発表] 火災時における損傷部を有する耐火被覆鋼部材の数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      堀井怜生,鈴木淳一,王兪翔,大宮喜文
    • 学会等名
      日本建築仕上学会大会
  • [学会発表] 火災加熱に対するアルカリアースシリケートウールの熱的性質2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木淳一, 成瀬友宏, 小國勝男, 金城 仁
    • 学会等名
      日本建築学会北海道支部研究報告会
  • [学会発表] 損傷した耐火被覆鋼部材の温度上昇特性 ~数値シミュレーションによる鋼材温度予測~2019

    • 著者名/発表者名
      堀井怜生, 鈴木淳一, 小平康智, 大宮喜文
    • 学会等名
      日本火災学会研究発表会
  • [備考] 東京理科大学研究推進機構総合研究院活動報告

    • URL

      https://rist.tus.ac.jp/report/

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公開日: 2021-01-27  

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