角形鋼管柱を用いた鉄骨造建物における露出型柱脚の耐震性能に関する研究

方钢管柱钢框架建筑裸露柱基抗震性能研究

• 批准号: 09750663
• 负责人: 田中 剛
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750663/
• 关键词: 鉄骨造建物; 露出柱脚; 角形鋼管; 塑性変形能力; 引張軸力; アンカーボルト破断; 曲げせん断実験; シャーフレート; 露出型柱脚; アンカーボルト; ベースプレート; 載荷実験; 有限要素解析; 載荷方向

1997年兵庫県南部地震において鉄骨造建物の露出柱脚に見られたアンカーボルトの破断現象の原因を追求するとともに,度とこのような被害を起こさないための合理的な柱脚設計法を確立するために,骨組数値解析および構造実験を行い,露出柱脚の弾塑性挙動および変形能力を検討した。まず,骨組数値解析を行うことにより,アンカーボルトの破断を生じさせるに至った設計上の問題点を検討した。その結果,上部骨組が崩壊機構に達するような大地震時では,一般に側柱柱脚は引張軸力状態となるが,従来の設計法では,この点に対する配慮が欠けていたことが明らかとなった。この結果を踏まえ、既往の実験例からでは推定できない引張軸力下にある露出柱脚の弾塑性挙動および塑性変形能力を検討するために,角形鋼管柱,露出柱脚および基礎コンクリートからなる試験体に対して曲げせん断実験を行った。実験変数は,1)柱引張軸力,2)アンカーボルトの配置,3)載荷方向(0ﾟ方向載荷,45°方向載荷),4)シャープレートの有無,である。実験結果より,以下の新たな知見を得た。1、 ベースプレートの4隅にアンカーボルトを配置する形式では,引張軸力比が0.6以上になると,柱脚の軸方向変位が繰り返し載荷に伴い進行する現象が見られ,終局状態では地震被害と同様のボルト破断が生じた。2. 引張軸力が大きくなるに従い,ベースプレートと基礎コンクリートの間に生じる水平ずれ量が大きくなった。3, 引張軸力を受ける露出柱脚の変形能力は、曲げおよび軸力により生じるボルトの伸び量とせん断力により生じるボルトの水平変位量により決定される。4. 柱脚の塑性回転能力に期侍する設計法では,上部骨組が崩壊機構を形成した時に柱脚に作用する軸力およびせん断力に対して、制限値を設ける必要がある。以上の検討結果を纏め,露出柱脚の耐震設計法を提案する予定である。

In the 1997 Southern Hyogo Earthquake, the causes of the fracture phenomenon of the exposed column base of the iron structure were investigated. The reasonable column base design method was established. The analysis of the number of bone components and the structural behavior were discussed. The number of bones in the analysis line is discussed. As a result, the upper part of the structure is broken. In case of a large earthquake, the axial force of the side column foot is not enough. The results show that the plastic deformation capacity of the exposed column base and the plastic deformation capacity of the exposed column base under tensile axial force are discussed. 1) Column tension axial force, 2) Configuration, 3) Load direction (0 ° direction load, 45 ° direction load), 4) Presence or absence of configuration. As a result, the following new knowledge was obtained. 1. The four corners of the column are arranged in the form of a tension axis force ratio of 0.6 or more, and the axial direction of the column foot is shifted in the direction of a return load. The phenomenon of earthquake damage and the same type of fracture occurs in the final state. 2. The tension axis force is large, and the basic force is large. 3, tension axial force to bear, exposed column foot deformation ability, bending, axial force to produce, the amount of extension, breaking force to produce, the amount of horizontal displacement to determine. 4. The design method that requires the plastic return capacity of the column base is necessary to set limits on the axial force and breaking force acting on the column base when the upper bone group collapse mechanism is formed. The results of the above discussion are intertwined, and the seismic design method of the exposed column base is proposed.