Development of the Cold-Formed Steel Framing System Assembled by Bolted Connection with Easy Installation

易于安装的螺栓连接冷弯型钢框架系统的研制

基本信息

批准号：
22K04394
负责人：
佐藤篤司
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

鋼構造建築物は，部材と部材を接合して構築される。接合には溶接（湿式）とボルト・ドリルねじ（乾式）が用いられる。乾式接合は，技能者（溶接工）を必要としないことから，その構造性能は接合要素（ボルトなど）に依存することになる。ボルトなどの接合要素は工場で製造され、その構造性能はJISなどに規定されていることから、安定した品質であるといえる。以上の理由から、ボルトなどの乾式接合を用いた接合部は、その性能のばらつきが小さい接合形式といえる。一方で、ボルトを用いる際には、接合する部材同士（被接合材）に孔を明けることになるため、断面欠損を生じることになり、その影響の適切な評価が重要となる。ボルトを用いた接合部には，ボルトを通すためのクリアランスが必然的に存在するため、そのクリアランスに伴う「がた」が生じることになる。一方で、乾式要素の一つである「ドリルねじ」は、自身で被接合材にタップを立てながら接合するため、接合要素と被接合材にクリアランスが無い接合形式となる。両者の乾式接合を併用することができれば、ボルトのデメリットを補いながら、接合部として終局耐力を高められることができる可能性がある。本年度の研究では、鋼構造建物で重要な要因となる変形を制御するために、接合部のクリアランスによる影響を無くす実験を実施し、その可能性を探った。なお、日本建築学会が刊行する図書には、ボルトとドリルねじの併用に関する記述はなく、原則その利用を認めていない。本年度の要素実験からは、以下の点を明らかにすることができた。１）ドリルねじを適切に併用することで、ボルト接合に生じるクリアランスの影響を抑制できる。２）耐震設計で重要となる降伏耐力と最大耐力については、累加即と非累加即が適用されることを確認した。

钢结构建筑物是由加入成员建造的。焊接（湿）和螺栓/钻螺钉（干）用于连接。由于干键不需要技术人员（焊工），因此其结构性能将取决于关节元素（例如螺栓）。螺栓和其他联合元素是在工厂制造的，其结构性性能在JIS和其他系统中指定，因此可以说它们具有稳定的质量。由于上述原因，可以说使用干键（例如螺栓）的关节在性能方面的变化很小。另一方面，在使用螺栓时，将孔钻到要连接的成员中（要连接的材料），从而导致横截面的缺陷，并且对效果的适当评估很重要。由于不可避免地需要使用螺栓在接头上通过螺栓的间隙，因此由于间隙而发生“雄鹿”。另一方面，通过敲击要自行连接的材料，“钻螺钉”是一个干元素之一，使它们与要连接的材料粘合而没有元素和要连接的材料之间的材料。如果两种干键都可以组合使用，则可能会增加关节的最终强度，同时补偿螺栓的缺点。在今年的研究中，我们进行了一项实验，以消除关节清除的效果以控制变形，这是钢结构建筑物的重要因素，并探讨了这种可能性。此外，日本建筑学院出版的书籍不提及使用螺栓和钻螺钉组合使用，原则上，不允许使用它们的使用。今年的元素实验揭示了以下几点：1）通过适当使用钻螺钉，可以抑制对螺栓接头上发生的间隙的影响。 2）已确认，在抗震设计中重要的屈服强度和最大强度应用于累积，非肿瘤和非肿瘤性。