2015 Fiscal Year Annual Research Report
土木・建築分野における高力ボルト摩擦接合部の高耐力化に資する研究
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15H04081
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
桑原 進 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10243172)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松尾 真太朗 九州大学, 人間・環境学研究科(研究院), 准教授 (40583159)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 建築構造 / 建築材料 / 高力ボルト / 摩擦接合部 / ボルト軸力 / 締付け施工法 / 新耐力点法 / FEM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高力ボルト締付け施工法である，新耐力点法を一般に広く供与するために，各種パラメータが高力ボルトの導入ボルト張力に及ぼす影響を締付け実験により確認をした．実験に先立ち，高力ボルトの軸力を測定するための軸力計を開発，製作を行い，キャリブレーションにより軸力計の精度を確認した．高力ボルト締付け試験のパラメータは以下のとおり．ボルト長さ（被締付け材の板厚），被締付け材の剛性（鋼板，または，軸力計），ボルトセットのトルク係数値（通常と無潤滑ナット使用），締付け制御に用いるオフセット角度（遊びねじ部の残留歪値に相当，４水準），予備締め軸力（予備締めなし，建築・土木分野で使用される２水準），締付け施工法（新耐力点法とトルシア形），施工環境（大阪大学と九州大学での実施）の７種類である．各パラメータごとに30本（ボルトゲージを使用した測定では10本）の実験を行い，統計データを収集した．結果として，従来のトルシア形高力ボルトによる締付けよりも，安定した高ボルト軸力が出来ることが確認できた．
FEM解析では，新耐力点法に用いるボルトセットの形状を検討するため，１）ボルト軸力を導入した時のボルトセットに作用する応力，変形の検討，２）ナットをレンチで締め付ける際の応力分布と変形の検討を行い，従来の六角ナットと同程度の応力，変形を維持したうえで，約8%の材料削減ができるナット形状を策定した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
順調に実験による統計データの蓄積ができている．解析も順調に進捗し，既に解析の上で，新しいナット形状を提案することができた．リラクセーション試験は現在準備中であり，近日中の開始が予定されている．
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| Strategy for Future Research Activity |
未検討のパラメータについて，引き続き実験を行い，データの蓄積を行う．すでに太径・高強度ボルトの軸力測定に用いる高容量の軸力計も開発・製作しており，付属部品の製作が完了次第，新しい実験を開始する予定である．昨年度までの実験で，概ね良好な結果を得ていることから，本締付け施工法の規格化にむけた動きも推進する．現在，既存の規格の調査を行っており，本年度末をめどに規格案を策定，JSSCメカニカルファスニング技術小委員会に参画する学識経験者，ゼネコン，ボルトメーカー，レンチメーカーと検討の上，本施工法の実用化を推進する．
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