| 研究課題/領域番号 |
21K04359
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
山本 憲司 東海大学, 工学部, 教授 (70311884)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 隙間なし天井 / 野縁受け / 吊りボルト / 座屈 |
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| 研究実績の概要 |
隙間なし天井の吊りボルトによる座屈補剛効果を明らかにすることを目的として隙間なし天井の圧縮実験や数値解析を行った。本研究では特に野縁受け方向の座屈挙動を調査した。
野縁受け方向の天井部分試験体を作成し、4点曲げ試験を行い、野縁受け方向の天井面の曲げ剛性の評価を行った。その結果、野縁受けと石膏ボードは野縁とクリップを介して部分的にしか接合されないため、一体となって曲げ変形しない。このため、天井面の曲げ剛性は単純に野縁受けの曲げ剛性と石膏ボードの曲げ剛性の和として概ね評価できることがわかった。
天井の3次元の数値解析モデルを作成し、天井の野縁受け方向の弾性座屈解析を行った。その結果、野縁受けと石膏ボードが一体となって天井面が全体座屈するモードの他に、野縁間で石膏ボードが面外座屈し、野縁受けが面内の弱軸方向に座屈するケースがあることがわかった。これらの数値解析結果から、崩壊モードが異なると予測される4つの実験試験体を作成した。また、耐力の予測方法についても検討した。
上述の4体の試験体について、天井試験体の加力実験を行った。2つの試験体で座屈挙動は概ね予測どおりの結果が得られ、最大荷重と耐力式の値とは比較的よく一致した。他の2体の試験体では天井面が座屈する前に石膏ボードが脱落した。この試験体が一般的によく使用される天井の仕様に近いものであるため、天井面の座屈よりも先にボードの材料的な破壊が先行する傾向があることが分かった。
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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
材料試験と合計4体の天井試験体の実験を行い、3次元モデルによる数値解析も行った。研究は計画通りに進めた。しかし、実験行った試験体のうち3体は石膏ボードと野縁受けをともに壁に接触させた状態で加力を行ったのに対し、告示の技術基準では鋼製下地材よりも石膏ボードを突き出して設置することとなっているため、設置状態が通常の場合と異なっている。石膏ボードが突き出した状態での座屈挙動について詳細に調べる必要がある。
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| 今後の研究の推進方策 |
石膏ボードのみを接触させた時の天井の崩壊挙動を調査する。石膏ボードのみが接触している場合、クリップと野縁受けの間に滑りを生じることが考えられる。この為、簡単な部分試験体を作成し、クリップと野縁受けの間での滑り耐力を調査する実験を行う。また、石膏ボード脱落時の挙動を詳細に調査する。石膏ボードの座屈がボード脱落の原因となっている可能性があるため、様々な野縁間隔が異なる様々な部分試験体を作成し、ボード脱落時の荷重と座屈荷重の関係を調査する。石膏ボードがビス抜けしにくくなるように、ビスの本数を増やしたり、ビスにワッシャを付けるなどした場合に耐力がどのように変わるかも検討したいと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナウイルスの影響で学会発表がすべてオンラインで行われたため、計画していた旅費を使用しなかった。
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