寒冷時の耐震性能に関する実験的研究

Scientific Reports volume 13、記事番号: 4486 (2023) この記事を引用

鋼製H形鋼とコンクリートを充填した冷間成形鋼製柱からなる軽量鉄骨構造について、裸フレームと充填フレームの耐震性能比較試験と数値シミュレーション解析を実施しました。 構造物の耐震特性に及ぼす軽量壁パネル、軸圧縮比および柱の鋼部分の壁厚の影響を調査した。 裸フレームの破壊は、梁と柱の接合部の溶接破壊に集中していました。 壁パネルがフレームに埋め込まれている場合、損傷は壁パネルの角と端、およびコネクタに集中しました。 壁パネルはフレームの初期剛性、初期のエネルギー散逸と抵抗を大幅に改善し、壁パネルのエネルギー散逸率は当初 91% にも達しました。 軸方向の圧縮比が増加するにつれて、構造の抵抗は大幅に減少しました。 単調荷重下では、軸圧縮比 0.4 の構造の抵抗は、軸圧縮のない構造と比較して 44% 近く減少しました。 柱の鋼部分の壁厚を増やすと、構造の耐荷重能力が増加しましたが、壁厚が増加すると増加は減少しました。

プレハブ建築の急速な発展に伴い、住宅建築における鉄骨構造の適用が増加しており、エンベロープ構造は業界の注目を集めています。 コンクリート充填冷間成形鋼製柱と熱間圧延H形鋼梁からなる軽量壁パネルを埋め込んだフレーム構造（いわゆるインフィルフレーム）は、主に耐震性の高い地方の低層建物に使用されています。強化の強度。 フレームの損傷は主に水平荷重によって制御されます。 水平荷重による二次効果は躯体へのダメージを増大させますが、低層建物の構造全体への影響はほとんどありません。

学者たちは、壁のせん断抵抗、垂直部材の耐力、複合床の性能、壁フレームの柱と床の接合部など、冷間成形された薄壁鋼の建築部材 1、2、3、4、5 を研究してきました。梁の強度、タッピンねじの接続性能、構造物の耐震性能を調査し、良好な耐震性能を備えていることがわかりました。 冷間成形された薄肉鋼製柱と複合梁 6、7、8 の性能も研究され、対応する支持力の計算式が導出されています。 複合コンクリート充填冷間成形鋼柱の耐火性と圧縮能力が調査されており9,10、複合柱はより優れた圧縮抵抗を示しました。 学者たちは、充填壁を備えたフレーム構造の性能について多くの研究を行っており、軽量壁パネルを備えたフレーム構造の耐震特性と同様に、リサイクルコンクリート壁フレーム構造の耐震特性も研究されています。 さらに、外壁パネルを備えたフレーム構造の振動台試験14が実施され、壁パネルとフレームの複合動作性能が研究されている15。 上記の研究は主に高層建築物や高層建築物を対象とした冷間成形薄肉鋼製建築物の構成要素レベルでの性能や耐震性能に焦点を当ててきた。 農村地域に適した低層のプレハブ軽量鉄骨フレームの耐震性能に関する研究はほとんどない。 コンクリート充填冷間成形薄肉鋼柱と H 形鋼梁で構成される軽量鉄骨フレームの耐震性能については、さらなる研究が必要です。 さらに、埋め込まれた軽量壁パネルとその接続がこの種の軽量鉄骨フレームの性能に及ぼす影響については、さらに研究が必要です。