2019 Fiscal Year Annual Research Report
Towards seismic design of steel buildings addressing collapse risk
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17H03336
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
岡崎 太一郎 北海道大学, 工学研究院, 教授 (20414964)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松宮 智央 近畿大学, 建築学部, 准教授 (20454639)
高橋 典之 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60401270)
麻里 哲広 北海道大学, 工学研究院, 助教 (90250472)
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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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 建築構造 / 鋼構造 / 動的挙動 / 柱梁接合部 / 振動台実験 / 破壊 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、鋼構造建築物が、部材破壊から応力再分配、振動特性の変化、変形の増大と集中を経て、倒壊にいたる過程を解明することを目的とした。
まず、大型振動台を利用して、柱梁接合部の破壊に関する動的載荷実験を実施し、梁端に亀裂を生じ、それが進展してやがて梁破断に至る現象の実データを蓄積した。試験体は、柱と梁だけで構成されたものが3体、それに鉄筋コンクリート床スラブを付けた試験体が2体の合計5体であった。接合部に、実際の建築物で多用される、現場溶接式と工場溶接式を採用した。接合部形式による性能の違いと、床スラブの存在が接合部性能に及ぼす影響を検証した。この実験データを基に、それぞれの接合部詳細の特徴を反映した数値モデルを構築し、接合部詳細の違いが鋼構造物の耐震性能の違いに及ぼす影響を解析によって検討した。また、動画撮影で得た画像をもとに、デジタル画像相関法による歪分布の測定を試みた。
また、上記の実験データを、既往の実験データと合わせて、それぞれの接合部詳細の特徴を反映した数値モデルを構築し、接合部詳細の違いが鋼構造物の耐震性能の違いに及ぼす影響を解析的に検討した。破断による構造要素の耐力と剛性の劣化、それに伴う応力再分配を追跡できる数値解析を、ある程度まで実現した。部材実験に対して較正した数値モデルを、二次元骨組モデルに組み込み、過去に実施された大型振動台実験の応答を、ある程度の精度で再現することができた。解析的検討を進めるなかで、目標とする高精度の解析を達成するためには、構造要素の弾塑性性状を精密にモデルするだけでなく、剛性と振動特性の変化に追従できる減衰モデルの開発が欠かせないことに気づいた。そこで、既存の減衰モデルに関して、広範な文献調査を実施し、代表的な減衰モデルを簡易な構造モデルに適用して、減衰モデルが非線形応答に及ぼす影響を検証した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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