| 研究課題/領域番号 |
18H01583
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
井戸田 秀樹 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10203192)
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| 研究分担者 |
齊藤 大樹 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00225715)
長江 拓也 名古屋大学, 減災連携研究センター, 准教授 (90402932)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 既存不適格建物 / 鉄骨大スパン建築 / 耐震性能 / 事業継続 / 終局耐震性能 / 横座屈 |
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| 研究実績の概要 |
本年度の研究実績は，以下の３項目である。
［実績１］Ｈ形鋼梁を用いた山形ラーメン骨組を対象とし、従来ほとんど検討されてこなかった座屈後の大変形領域に至る梁の繰返し挙動を主に実験的な手法で解明した。また、細長比、幅厚比、モーメント勾配の影響を考慮した有限要素法数値解析を行い、実験結果との対応から有限要素法解析モデルにおいて検討を行った。その結果、山形ラーメン骨組においては、地震力を想定した水平外力下では梁端の補剛区間の横座屈により骨組全体の挙動が決定されることから、隣接補剛区間の境界条件を考慮した梁端補剛区間のみの数値解析モデルを提示した。なお、当初の計画で予定していた繰返し履歴モデルの十分な精度での構築には至っていない。
［課題２］課題［１］で提示した梁部材の繰返し履歴モデルと骨組全体の履歴とを結び付け、鉄骨大スパン建屋全体の時刻歴応答解析を合理的に行うための簡便な解析モデルとその動的解析のための履歴モデルについて検討した。本研究では、梁部材の繰返し履歴モデルを「STERA_3D」に組込み、鉄骨大スパン建屋の立体動的解析を行うとともに、設計業務で扱える合理的かつ簡便な解析モデルとその動的解析のための履歴モデルを提案した。
［課題３］課題［１］［２］を通して構築した履歴モデルの妥当性を検証するため、骨組全体あるいは一部を二次部材まで含めてモデル化した試験体を用いた振動台実験を2020年度に実施するのに備え、実験試験体の設計方針の確認と予備的な検討、および多計測点の動的測定を考慮した効率的な計算方法の検討を行った。また、より精緻で実大サイズに近い実験とするため、台湾成功大学の振動台使用について成功大学の研究者と打ち合わせを行い、2020年９月に振動台を用いた実験の実施について具体的な検討を行った。
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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
「研究実績の概要」にて述べたとおり、年度初めに計画した３項目はいずれもほぼ順調に進展し、それぞれの成果が得られている。一方、「実績１」において、一部当初の計画で予定していた繰返し履歴モデルの十分な精度での構築には至っていないことから、おおむね順調と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
2018年度、2019年度の検討を通して構築した既存不適格鉄骨大スパン骨組の繰返し履歴モデルの妥 当性を検証するためには、立体架構に対する実験的検討が不可欠となる。そこで、本年度は、提案した履歴モデルの妥当性を検証するため、骨組全体あるいは一部を二次部材まで含めてモデル化した試験体を用いた振動台実験を実施する。
振動台実験では先に述べた周辺部材 による座屈拘束効果の検証に加え、座屈発生による局部的なひずみ集中がもたらす部材破断 についても確認する。振動台実験は、研究分担者の長江拓也が担当する。長江は防災科学技術研究所において各種振動台実験手法の開発に数々の成果を収めており(2010年文部科学大臣表彰若手科学者賞)，現在も同研究所客員研究員として関連実験プロジェクトを牽引している。実験手法設計・構築については長江が中心となって着実に進める。大スパン実験を可能とするため，大型実験施設を使用することを予定する。大型実験施設は、本実験で要求する加振性能を満たし、かつ安価な利用の可能性を考慮し、台湾成功大学の３次元振動台を用いることとする。施設の利用にあたっては、台湾成功大学の鍾教授に確認済みであり、2020年9月後半の利用を予定している。
なお、2019年度の未解決課題である、繰返し履歴モデルの十分な精度での構築については、2020年度前半にて成果が得られる見込みである。
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