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。

The possibility of fire in steel structures during construction and use is examined. In particular, the construction site, welding, melting sparks, flying sparks, surrounding combustible materials (internal materials and thermal insulation materials), flying sparks, burning sparks When fire occurs in steel structures under construction or in use, after fire suppression, the residual shape of internal materials in damaged areas, the diagnosis of fire resistance coating, the estimation of maximum temperature of steel during fire, the determination of fire damage grade, and the influence on structural endurance are observed. Parts that affect endurance and judgment are not reused without reinforcement. The problem of resistance to vibration is solved, the problem of thermal stress is solved, the problem of deformation ability of components is solved, and the influence of earthquake resistance of buildings is solved. This study is aimed at adjusting the relationship between temperature, heating and cooling time, load, heating and cooling conditions and deformation ability of steel after heating and cooling. The seismic resistance of steel structures after fire damage, heating and cooling, and the extremely low fatigue resistance of steel after heating and cooling must be controlled. The method (device) of development is important. In the first year, the steel has a large deflection amplitude and a return load. The method of operation is started. ±12% of the deflection amplitude and a return load are started. In the case of large amplitude, the steel has a large deflection and a return load is confirmed. The results of this study are compared with the very low performance equations of previous studies, and the effectiveness of the implementation method is confirmed.