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2014 年度 実績報告書

変形とリダンダンシーを考慮した鋼構造耐火設計の枠組構築

研究課題

研究課題/領域番号 23360240
研究機関筑波大学

研究代表者

鈴木 弘之  筑波大学, 名誉教授 (20114093)

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)
尾崎 文宣  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (40434039)
河野 守  東京理科大学, 工学部, 教授 (60170205)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワード架構の崩壊温度 / 応力再配分 / リダンダンシー / 柱と梁の変形 / 地震後火災 / 火災応答解析 / 間仕切り壁の変形 / 強度諸元のばらつき
研究実績の概要

研究目的として設定した課題に対して以下の成果を得た。
1.骨組構面に隙間なく組み込まれた乾式壁を、火災終局時における梁の変形に完全に追随させることは、根本的な仕様改良なしには難しいことが、前年度までの実験研究で判明し、これを踏まえて、本年度は、火災の層内延焼を前提とした架構の崩壊温度解明研究を行った。火災層全体が横移動崩壊しない限り、骨組の崩壊温度は非延焼骨組のそれと遜色ないことが、一連の火災応答解析から明らかとなっている。若干の残存非火災区画またはキーエレメントが健全である限り、横移動はこれによって抑止され得、この場合、架構全体の応力再配分作用が働くからである。梁床系は大きく変形するが、メンブレン作用とカテナリー作用が発現して、当該系の構造安定と上階延焼抑止性能は保たれると考えている。地震によって永久層間変形角を被った架構の耐火性能に対しても、全く変わらない結論が得られることも判明している。
2.骨組の変形に追随する必要のない乾式壁については、合板状に貼り合わせたボードの目地の加熱に伴う開きが、壁としての断熱性能を如何に劣化させるかを、実験と解析によって明らかにする研究に取り組み、成果を得ている。
3.鋼の高温強度のばらつきが架構の崩壊温度のばらつきに及ぼす影響を明らかにする研究にも取り組んだ。素材強度の温度に伴う低下推移の様態が大きな影響因子であることが明らかになっており、研究の前提となる実資料の不足を補うべく、溶接部金属の高温強度(昨年度)と母材金属のそれ(昨・本年度)を、特に後者に対してはやや高過ぎる温度域にまで亘って調べた。モンテカルロ火災応答解析によって、架構の崩壊モード毎の崩壊温度のばらつきの範囲、異種崩壊モードが競合する可能性のある崩壊温度の範囲、応力再配分作用が働くことによる低温部材の強度とそのばらつきが架構崩壊温度にもたらす効果や影響が明らかとなっている。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 鋼材高温強度にばらつきを有する場合の単純支持梁の崩壊温度 ―火災時鋼架構の崩壊温度のばらつき評価 その1―2015

    • 著者名/発表者名
      尾崎文宣、長谷大志、河野守、森保宏、鈴木淳一
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 第712号 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Study on Clarification of a Relationship between Thermal Stress Attenuation and Strain Hardening of Steel for Steel Beams subjected to Fire2014

    • 著者名/発表者名
      Fuminobu Ozaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th International Conference on Structures in Fire (SiF’ 14)

      巻: Vol.1 ページ: 81-88

    • 査読あり
  • [学会発表] Ultimate Strength and its Application to Post-Earthquake Fire Resistance of Steel Structures2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Suzuki
    • 学会等名
      10th Asia-Oseania Symposium on Fire Scinece and Thechnologies
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城)
    • 年月日
      2015-10-05 – 2015-10-07
    • 招待講演
  • [学会発表] 鋼材の高温時強度のばらつきが鋼分解架構の崩壊モードと崩壊温度に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      水谷由香里、尾崎文宣,河野守,森保宏
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川)
    • 年月日
      2015-09-04 – 2015-09-06
  • [学会発表] 鋼構造建築物における耐震余裕度と耐火被覆量の関係―遺伝的アルゴリズムを用いた必要耐火被覆量の最適化2015

    • 著者名/発表者名
      郭威、尾崎文宣
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川)
    • 年月日
      2015-09-04 – 2015-09-06
  • [学会発表] 集成材で耐火被覆された軽量角型鋼管の1次元熱伝導解析2015

    • 著者名/発表者名
      古田馨梨、尾崎文宣
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川)
    • 年月日
      2015-09-04 – 2015-09-06
  • [学会発表] 火災時における鋼構造建築物柱梁接合部の延性亀裂発生ひずみに関する研究、その1,22015

    • 著者名/発表者名
      尾崎文宣, 川崎有貴
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川)
    • 年月日
      2015-09-04 – 2015-09-06
  • [学会発表] 鋼材の高温時強度のばらつきが鋼架構の崩壊モードと崩壊温度に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      長谷大志、尾崎文宣,河野守,森保宏
    • 学会等名
      日本火災学会研究発表会
    • 発表場所
      山形大学米沢キャンパス(山形)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-05-17
  • [学会発表] Thermal Elongation of Steel Beams Constrained by RC slab and Adjacent Frames2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohito Okazaki and Mamoru Kohno
    • 学会等名
      Operation Tomodachi-Fire Research (日米ワークショップ) at National Institute of Standards and Technology (NIST)
    • 発表場所
      Gaithersburg, Maryland, USA.
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [学会発表] 鋼材の高温強度のばらつきが鋼架構の崩壊温度に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      長谷大志,尾崎文宣,河野守,森保宏
    • 学会等名
      日本建築学会東海支部研究発表会
    • 発表場所
      名城大学(愛知)
    • 年月日
      2015-02-23 – 2015-02-24
  • [学会発表] 乾式間仕切壁の加熱性状、その4,52014

    • 著者名/発表者名
      種子田翔一,大宮喜文,栁橋 拓,鈴木淳一,藤田航平,王 兪翔
    • 学会等名
      日本建築仕上学会大会
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2014-10-16 – 2014-10-17
  • [学会発表] 建築構造用鋼材溶接接合部の高温引張試験2014

    • 著者名/発表者名
      宮坂 輝由,河野 守,岡崎 智仁,鈴木 淳一,鈴木 弘之
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
  • [学会発表] 鋼材の高温強度のばらつきが火災時鋼部材の崩壊温度に及ぼす影響その1、22014

    • 著者名/発表者名
      尾崎文宣、長谷大志,河野守,森保宏
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
  • [学会発表] 多様な加熱を被るせっこうボード乾式間仕切り壁の温度上昇特性、その1,22014

    • 著者名/発表者名
      藤田航平・平山貴至・鈴木淳一・大宮喜文・山本弘樹
    • 学会等名
      日本建築学会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14

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公開日: 2016-06-10  

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