Ultimate strength evaluation method for composite beams in of steel building with dampers

带阻尼器钢结构组合梁极限强度评估方法

• 批准号: 22K04397
• 负责人: 松田 頼征
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kogakuin 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-22K04397/
• 关键词: 鋼構造; 制振構造; 合成梁; ガセットプレート; 数値解析

制振構造は、災害時に人命・財産を守ることや建物機能を維持することに優れ、ダンパーを取付けやすい鋼構造での適用例が増加している。一方、制振構造を損傷限界内に保つための設計・評価法は、部材を弾性と仮定することが多いが、実際には梁剛性に及ぼすコンクリートスラブ（以下、スラブ）の非線形性の評価や、ダンパーが取付く構面（以下、制振構面）のガセットプレート（以下、ガセット）に代表される接合部の耐力・剛性寄与の評価が難しい。さらに極大地震では、部材損傷による様々な非線形挙動が起こり得るが、その詳細や相互作用は未だ明らかになっていない。本研究は、鋼構造の制振構面における合成梁を対象に、層間変形とダンパー力を個別で与えた載荷実験を実施し、ガセット・スラブ・梁軸力の影響度を解析検討を踏まえて明らかにした上で、最大耐力評価法を構築する。本年度は層間変形のみをうけるコンクリートスラブ（以下、スラブ）付き縮小制振構面の載荷実験を有限要素解析で再現した。解析モデルは、鉄骨部分とスラブをシェル要素、頭付きスタッドを梁要素で再現している。材料構成則は、材料試験結果と押抜き実験に基づいてバイリニア型とした。θ＝±1/33までの層せん断力‐層間変形角関係に関して、解析値は実験値に対して、初期剛性で正・負載荷の順にそれぞれ0.95・0.94倍、最大耐力でそれぞれ1.06・1.04倍であり、解析は実験を精度良く再現した。鋼梁・スラブの歪分布についてもよく再現できた。荷重変形関係と歪挙動をよく再現できる解析モデルを作成したので、これを用いて実験での計測が難しい箇所の挙動（例えば、ガセットプレート、頭付きスタッド、スラブ）を把握した。また、2023年度に実施するダンパー力のみが作用する場合の解析も実施し、計測方法などの検討をした。

在发生灾难并维持建筑功能的情况下，振动控制结构非常擅长保护人类的生命和财产，并且在钢结构中的应用越来越易于​​附加阻尼器。 On the other hand, design and evaluation methods to keep the vibration-damping structure within the damage limits often assume that the member is elastic, but in reality it is difficult to evaluate the nonlinearity of a concrete slab (hereinafter referred to as the slab) on the beam rigidity, and the contribution of the strength and rigidity of a joint, such as a gusset plate (hereinafter referred to as the gusset) on the structure surface on which the阻尼器安装（以下简称振动阻尼结构表面）。此外，在最大地震中，可能会因零件损坏而导致的各种非线性行为，但是这些行为的细节和相互作用可能是未知的。这项研究涉及在钢结构的振动阻尼表面上使用单个层间变形和阻尼力进行负载实验，并根据分析和检查阐明了基于分析和检查的测距，板和梁轴力的影响，构建了最大的强度评估方法。今年，我们重现了使用有限元分析的混凝土板（以下称为板）减少振动阻尼表面（以下称为板）。分析模型以壳元素的形式重现了钢制框架部分和平板，并带有带有梁元件的头螺柱。根据材料测试结果和挤压实验，将材料组成规则制定为双线性类型。关于与θ=±1/33的层剪切力间膜片的变形角关系，分析值分别是初始刚度的0.95和0.94倍，与实验值相比，分别是正载和负载的顺序，分别是最大电阻的1.06和1.04倍，并且分析重复了高精度的实验。钢梁和平板的失真分布也得到了很好的再现。我们创建了一个分析模型，该模型可以轻松地重现负载变形关系和应变行为，并用它来掌握在实验中难以测量的区域的行为（例如，毛板，头螺柱，板）。我们还进行了一项分析，在该分析中，只有在2023年实施的阻尼力才能发挥作用，我们研究了测量方法和其他因素。