Post-fire seismic performance of structural steel and steel moment frame

钢结构及钢框架的火灾后抗震性能

• 批准号: 22K04401
• 负责人: 焦 瑜
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo City University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04401/
• 关键词: 火災後地震; 加熱冷却後鋼材の耐力; 加熱冷却後鋼材の変形能力; 鋼材の変形能力; 鋼構造骨組の耐震性能; 加熱冷却条件; 推定受熱温度

建設中又は使用期間中の鋼構造建物に火災が起こる可能性が考えられる。特に、工事現場では、溶接・溶断の火花などが飛散し、周囲の可燃物（内装材や断熱材など）へ火花が飛び散ることで燃えやすくなっている。建設中や使用中の鋼構造建物に火災が発生した場合、鎮火後、被災区画内部材の残留変形や耐火被覆の診断による火災時鋼材が経験した最高温度を推定して火害等級を定められ、構造耐力上の影響が見られる場合、それに応じて補修・補強する。耐力上影響がないと判断される部材は補強せずに再利用される。しかし、耐力上の問題が解決したとしても、熱を受けたことによる部材の繰り返し変形能力の変化については解明されておらず、建物の耐震性能への影響の有無はわかっていない。本研究では、建築構造に多用されている鋼材に着目し、「温度・加熱・冷却時間」をパラメータとして加熱冷却後鋼材の繰り返し載荷実験を行い、加熱冷却条件と鋼材の履歴挙動・繰り返し変形能力の関係を調べる。火災を経験した鋼構造建物の耐震性能を調べるために、加熱冷却後の鋼材の極低サイクル疲労性能を把握することも必要不可欠であるため、一様伸び程度の大歪振幅鋼材繰り返し載荷ができる実験方法（装置）の開発は重要とされる。初年度では、鋼材の大歪振幅繰返し載荷実験を行うことができる実験方法を開発し、±12％までの歪振幅で繰返し載荷を行い、大振幅時でも鋼材のくびれが発生するまでに安定して繰り返し載荷実験ができることを確認した。そして、本研究の実験結果と既往研究の極低サイクル性能式を比較することで、実験方法の有効性を確認した。

在建设中或使用过程中，可能会发生大火。特别是，在建筑工地，焊接和融化散射和火花的火花散射到周围可燃材料（内部材料，绝缘材料等）中，使它们更有可能燃烧。如果在灭火之后发生的钢结构建筑物中发生火灾，则通过诊断出受影响部件和防火涂层的残留变形来估算钢材材料在火灾过程中经历的最高温度，如果对结构强度产生影响，则对结构强度产生了影响，并相应地巩固了相应的重复。被认为对产品强度没有影响的成员在没有加固的情况下被重复使用。但是，即使解决了强度抗性的问题，也没有澄清零件的重复变形能力的变化，也不清楚是否会影响建筑物的地震阻力。在这项研究中，我们专注于经常用于建筑结构的钢材材料，并使用“温度，加热和冷却时间”作为参数进行加热和冷却后重复的钢材材料实验，并研究加热与冷却条件与历史行为以及钢材材料的重复变形能力之间的关系。为了调查经历火灾的钢结构建筑物的地震性能，在加热和冷却后了解钢材材料的极低循环疲劳性能也是至关重要的，因此，必须开发一种实验方法（设备），允许钢重复加载钢的较大应变幅度的大约均匀均匀的伸长率。在第一年，我们开发了一种实验方法，该方法允许重复加载具有较大应变幅度的钢材材料，并以高达±12％的应变振幅进行重复负载，确认即使在大幅度下，重复的载荷实验也可以稳定执行，直到发生钢材料的约束。通过将这项研究的实验结果与以前研究的极低循环性能方程进行比较，可以证实实验方法的有效性。