環境負荷の削減を目指した鋼木合成構造の開発

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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。