| 研究課題/領域番号 |
20K04771
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
藤永 隆 神戸大学, 都市安全研究センター, 准教授 (10304130)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | CFT構造 / 柱梁接合部 / 柱継手 / 孔あき鋼板ジベル |
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| 研究実績の概要 |
柱梁接合部に梁貫通形式接合を用い，柱継手に孔あき鋼板リブを用いた継手を用いたコンクリート充填鋼管構造（CFT）の構造システムを提案し，その構造性能評価法を提示することによって，CFT構造を中低層の建築物へ使用拡大をすることを目的として，2020年度は，1)孔あき鋼板を用いたCFT柱継手の性能検討と2)貫通形式CFT柱梁接合部の接合部性能の検討，を行った．
CFT柱継手については，柱継手内での鋼とコンクリート間の応力伝達要素である孔あき鋼板の引抜実験を行い，孔あき鋼板の引抜耐力評価法の検討を行った．鋼とコンクリート間の付着の有無，孔数，孔間隔，孔埋め込み深さを実験変数にとり，28体の実験を行った．付着除去処理を施した試験体で，孔の挿入深さが小さいほど最大引抜き耐力が大きくなる傾向がみられ，最大引抜き耐力には孔内コンクリートの二面せん断耐力に加えて，孔より下側の鋼コンクリート間の摩擦の影響があることが推察される．実験最大引き抜き耐力と，孔内コンクリートの二面せん断耐力と孔より下側の摩擦耐力の和による計算耐力と比較しその妥当性を確認した．
貫通形式CFT柱梁接合部については，これまで行われた実験は柱に軸力が導入されておらず，接合部分の梁直上直下の曲げ引張時の応力集中の状況は実際の接合部のものと異なるため，柱軸力を実験変数とした．また，柱鋼管の局所のひずみ集中が問題となる可能性があるため，柱鋼管の幅厚比もパラメタとし，幅厚比の比較的大きい試験体の実験も行った．接合部全体の荷重変形関係は，軸力比や幅厚比の大小によらず紡錘形状の安定した履歴形状を示しており，鋼梁の曲げ耐力が十分に発揮されていた．柱鋼管のひずみを比較すると，軸力を導入した試験体の曲げ引張側でのひずみが小さくなる傾向がみられた．柱軸力が存在により初期状態での圧縮ひずみにより曲げ引張側のひずみの増大が低減されたものと推察される．
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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
コロナ禍の影響で2020年度前半は実験室の使用ができなかった．実験室稼働後も共同利用施設であるため，コロナ禍で使用できなかった期間を考慮して利用予定が組まれたため，非常に混雑し，当初の予定通りの使用ができなかった．そのため，孔あき鋼板ジベルの引抜き実験に関しては，12月中に別場所に新たに載荷装置を製作して実験を行った．柱梁接合部の実験は行うことができたが，柱継手の引張実験は実施することができなかった．柱継手試験体はすでに製作しているので，2021年度の6月中には載荷実験を行う予定である．
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続いて新しい接合方法によるコンクリート充填鋼管構造（CFT）の構造システムを提案するため，1)梁貫通形式CFT柱梁接合部と，2)孔あき鋼板リブを用いたCFT柱継手の検討を行う．
梁貫通形式柱梁接合部については，これまで柱鋼管形状が角形の検討を行っていたが，2021年度は円形CFTとした試験体の検討を行う．これまで円形CFTの梁貫通形式接合部で，柱鋼管に軸力を導入した実験は行われておらず，鋼管局部のひずみ集中に対する検討もなされていないため，貴重な実験データとなり得る．
孔あき鋼板リブを用いた柱継手については，CFT柱継手の引張実験を行い，柱継手としての引張耐力について検討する．加えて，新たな孔形状での孔あき鋼板リブを模索する．本提案CFT柱継手で用いられ鋼板ジベルは引抜き抵抗材であり，せん断抵抗を主として床版に用いられる従来のPBL とは異なるため，同様の孔形状（円孔の連続）とする必要がない．そこで，新たな孔形状の孔あき鋼板ジベルの引抜きに関する検討を行う予定であり，それが本研究で提案する柱継手の継手部領域の低減にもつながると思われる．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
年度初めにコロナ禍の影響で実験室を使用することができなかったため，関連研究室全体の実験スケジュールが見直された．それに伴い，2020年度行われる予定であった柱継手の実験は試験体製作のみとなり，載荷実験については2021年度行うこととなったため，載荷実験に関連する費用は次年度に使用することとした．柱継手の実験は2021年度6月に行われる予定であり，繰り越し分はそこで使用予定である．
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