環境負荷の削減を目指した鋼木合成構造の開発

开发钢木复合结构以减少对环境的影响

基本信息

  • 批准号:
    15760422
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

建築構造物の履歴型ダンパーの一つである座屈拘束ブレースは、細長比の大きな芯材を座屈補剛材で拘束することにより、圧縮力を受けた際でも耐力低下を生じることなく安定した履歴挙動を示すことが知られている。環境問題の観点においては、ブレース等のエネルギー吸収要素を用いることで建築物の長寿命化を図ると同時に、その構成材として循環材料や再生可能な自然材料を採用することは合理的であるといえる。本年度の研究においては、まず前年度までの実験結果に基づき、環境負荷の低い循環材料ではあるが強度・剛性が低い木材のような材料で芯材を拘束した場合の座屈拘束ブレースの履歴特性をモデル化し、弾塑性応答解析によりこのような部材を装着した場合に、従来型の座屈拘束ブレースを用いた場合に比べ、耐震性能にどの様な変化が現れるかを調べた。解析結果から、拘束鋼管の強度・剛性が十分高いという条件下ではあるが、木材の繊維方向程度の強度・剛性がある材料で芯材を補剛すれば十分な耐震性能が得られること、さらには、繊維と直交方向程度の強度・剛性の材料で補剛した場合であっても、エネルギー吸収能力で従来型の半分以上の性能が得られることを駅等課にした。さらには、既往の研究ではほとんど解明されていない、繰り返し荷重のパターンと破断により決まる心材の終局エネルギー吸収能力の関係についても、基本的な要素実験による検討を行った。以上の研究成果により、循環材料や再生可能な自然材料を活用した座屈拘束ブレースの性能についての基礎資料が得られた。
已知屈曲约束支撑是用于建筑结构的滞后型阻尼器之一,通过用屈曲加强件约束具有大长细比的芯材,即使受到压缩力也能保持稳定,不会引起屈服强度的降低。它表现出类似的历史行为。从环境问题的角度来看,通过使用支撑等吸能元件来延长建筑物的使用寿命,同时使用可回收和可再生的天然材料作为其构成材料,我可以这么说。在今年的研究中,我们首先根据实验研究了当核心材料用木材等材料约束时屈曲约束支撑的滞后特性,木材是一种对环境影响较小但强度和刚度较低的可回收材料。我们对此进行了建模,并使用弹塑性响应分析来研究与使用传统屈曲约束支撑时相比,安装此类构件时的抗震性能变化。分析结果表明,在约束钢管具有足够强度和刚度的情况下,采用纤维方向强度和刚度与木材相当的材料对芯材进行加固,可以获得足够的抗震性能。车站部门发现,即使采用强度和刚度近似垂直于纤维的材料进行加固,能量吸收能力也比传统类型的一半以上。此外,我们还进行了基础元素实验,以检验重复加载模式与由断裂决定的芯材极限能量吸收能力之间的关系,这在以前的研究中尚未得到充分阐明。上述研究成果为利用可回收材料和可再生天然材料的屈曲约束支撑的性能提供了基础数据。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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    $ 2.11万
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