木村 祥裕

J-GLOBALへ         更新日: 19/07/02 15:13
 
アバター
研究者氏名
木村 祥裕
 
キムラ ヨシヒロ
eメール
kimuratohoku.ac.jp
URL
http://db.tohoku.ac.jp/whois/detail/1a9abea2a773059150ae7e7a69bd394f.html
所属
東北大学
部署
未来科学技術共同研究センター 開発研究部 全層梁降伏型メカニズムを形成する柱脚支持機構の開発
職名
教授
学位
博士(工学)(東京工業大学)

研究分野

 
 

経歴

 
2011年7月
   
 
東北大学大学院工学研究科 教授
 
2009年4月
 - 
2011年7月
長崎大学工学部 教授
 
2007年4月
 - 
2009年3月
長崎大学工学部 准教授
 
2004年4月
 - 
2007年3月
長崎大学工学部 助教授
 
2000年9月
 - 
2001年6月
ワシントン大学 客員研究員
 

学歴

 
 
 - 
1995年9月
東京工業大学 理工学研究科 建築学専攻
 
 
 - 
1993年3月
東京工業大学 理工学研究科 建築学専攻
 
 
 - 
1991年3月
東北大学 工学部 建築学科
 

委員歴

 
2013年4月
 - 
2014年3月
鋼構造運営委員会  委員
 
2012年5月
 - 
2013年3月
長崎県耐震診断判定委員会  常任委員
 
2012年4月
 - 
2013年3月
International Structural Steel Research Group Advisor  International Structural Steel Research Group Advisor
 
2012年4月
 - 
2013年3月
鋼構造論文集編集委員会  委員
 
2012年4月
 - 
2013年3月
構造工学論文集査読委員  委員
 

受賞

 
2012年11月
Geotechnique, Construction Materials and Environment Best Paper Award of GEOMATE 2012 Flexural Buckling Behavior of Steel Pile with Vertical Load in Liquefied Soil
受賞者: Yoshihiro Kimura, Koichi Onohara
 
2011年10月
東京工業大学応用セラミックス研究所 平成23年度応用セラミックス研究所長賞(研究奨励部門) 架構法の異なる鉄骨ラーメン構造物の耐震性能評価
 
2009年11月
日本鋼構造協会 日本鋼構造協会論文賞 非弾性域でのウェブ変形の影響を考慮した偏心補剛圧縮部材の弾塑性座屈応力度評価
 
2008年6月
山下太郎学術顕彰育英会 第19回山下太郎学術研究奨励賞 都市直下想定外巨大地震における構造物の倒壊時性能評価と損傷制御設計法の提案
 
2004年8月
日本建築学会 日本建築学会建築学会奨励賞 二層ブレース架構における柱材の力学性能の違いが架構の層間変形集中に与える影響
 

論文

 
木村祥裕,山西央朗,笠井和彦
日本建築学会構造系論文集   78(689) 1307-1316   2013年7月   [査読有り]
木村祥裕,金田勝徳,和田章
日本建築学会構造系論文集   78(688) 1149-1158   2013年6月   [査読有り]
木村祥裕,吉野裕貴,小川淳子
日本建築学会構造系論文集   78(683) 193-201   2013年1月   [査読有り]
木村祥裕,山口貴之,原田哲夫,古賀瞬斗
日本建築学会構造系論文集   78(683) 183-192   2013年1月   [査読有り]
木村祥裕,時松孝次
日本建築学会構造系論文集   77(675) 775-781   2012年5月   [査読有り]

Misc

 
I章 座屈のタイプとその性質 座屈たわみ角法
木村 祥裕
建築技術      2013年7月
梁の横補剛条件および床スラブの補剛効果
木村 祥裕
2011年度日本建築学会大会(関東)構造部門(鋼構造)パネルディスカッション資料「座屈に関する設計上の諸問題 -いま,新しい視点で座屈を考えるー」      2011年9月
Assessment of Elasto-plastic Buckling Stress in Eccentric Stiffening Compression Members that Takes into Account the Effect of Web Deformation in the Inelastic Region
Yoshihiro Kimura
STEEL CONSTRUCTION TODAY&TOMORROW      2010年3月
鉄骨構造物の架構形式とリダンダンシー
木村 祥裕
日刊建設産業新聞平成21年6月15日防災特集号      2009年6月
フィールドワークを基本に
木村祥裕
鉄鋼技術      2008年12月

書籍等出版物

 
鋼構造物の座屈に関する諸問題 2013
竹内徹,井戸田秀樹,木村祥裕,五十嵐規矩夫他 (担当:共著)
日本建築学会   2013年6月   
建築構造力学
津田恵吾,蜷川利彦,藤永隆,木村潤一,城戸将江,菊池健児,木村祥裕 (担当:共著, 範囲:第13章,第14章 297~346)
オーム社   2010年9月   ISBN:978-4-274-20922-2
高強度鋼等の革新的構造材料を用いた新構造建築物の性能評価手法の開発 報告書
和田章,倉本洋,竹内徹,緑川光正,五十嵐規矩夫,木村祥裕他 (担当:共著, 範囲:2-A章 58~65頁)
国土交通省 国土技術政策総合研究所   2009年3月   
建築物の耐震性能評価手法の現状と課題 -限界耐力計算・エネルギー法・時刻歴応答解析-
北村春幸,高山峯夫,秋山宏,倉本洋,木村祥裕他 (担当:共著)
日本建築学会   2009年2月   

講演・口頭発表等

 
Required bracing stiffness on lateral buckling strength for H-shaped beams with bracings
Yuki Yoshino
9th International Conference on Earthquake Resistant Engineering Structures   2013年7月   
液状化地盤下で変動軸力を受ける鋼管杭の動座屈耐力の検討
岸野 泰典,田村 修次
日本建築学会東北支部研究会   2013年6月   
最下層中間部に回転支点を持つ鋼構造ラーメン骨組のRC柱脚機構せん断耐力実験-支点部におけるせん断崩壊機構-
古川 幸,六倉 賢太
日本建築学会東北支部研究会   2013年6月   
全層梁降伏型中低層鉄骨ラーメン骨組の弾性柱による損傷分散効果
大塚 友理
日本建築学会東北支部研究会   2013年6月   
梁の作用軸力による低下を考慮した制振ブレース付きラーメン骨組とラーメン骨組の保有性能の比較
網倉 裕人
日本建築学会東北支部研究会   2013年6月   

競争的資金等の研究課題

 
鉄骨構造物の崩壊メカニズムの解明
その他の研究制度
研究期間: 2000年9月   
大空間構造物の必要耐震性能
その他の研究制度
研究期間: 1993年4月   
液状化地盤における杭基礎の耐震性能評価
その他の研究制度
研究期間: 2004年4月   

社会貢献活動

 
基礎から学べるセミナー S造基礎Ⅰコース
【その他】  2013年8月7日
建築構造設計者に対する基本的な力学や設計法のセミナーを行う。
出前講義
【その他】  2012年11月
東葛飾高等学校
出前講義
【その他】  2011年11月
富士吉田高校

その他

 
2012年4月   激震時に柱の降伏を防ぐ柱脚機構を有する鉄骨ラーメン構造の終局設計法の確立
一般的な中低層鉄骨ラーメン構造物では,上屋構造の柱,梁に鋼構造部材,基礎梁にRC部材が用いられ,柱脚には埋め込み型柱脚,露出型柱脚等の工法が用いられる。前者の工法は柱脚の回転剛性が高く,柱脚固定に近いため,最下層の水平層剛性が高く,層間変形角が小さくなるものの,上層に比べて柱の脚部と柱頭での作用曲げモーメントのバランスが悪く,脚部の作用曲げモーメントは柱頭に比べて大きくなり,脚部で降伏してしまう。鉄筋の納まり上,基礎梁の断面を大きくするか,基礎梁にハンチを設けなければならない。さらに,鉄骨建て方を基礎梁の工事の前に行わなければならないため,鉄骨部材の製作時間が十分でなく,その間の工事工程が遅れることも少なくない。一方,露出型柱脚は半剛接合となるため,柱頭の曲げモーメントが大きくなるだけでなく,最下層の層間変形も大きくなることから,この層の柱断面を大きくするか,柱脚を弾性固定金物等で基礎梁に緊結し,固定度を上げる必要がある。多くのアンカーボルトが必要となり,厳しい施工精度が要求されるとともに,基礎梁鉄筋との納まりが複雑となる。いずれも,最下層柱の降伏は避けられない。柱梁耐力比が大きければ,梁が柱よりも先行して降伏するものの,塑性変形性能の小さい柱が梁よりも先にその塑性変形限界に達し,耐力低下を起こす2)。軸力の大きい最下層柱で塑性ヒンジ回転量が部材の安定した塑性変形の限界に達し,耐力低下を生じれば,構造物の倒壊に至る可能性がある。E-Defenseによる実大4層鉄骨ラーメン構造物の倒壊実験では,建築基準法に準拠した構造物に1995年兵庫県南部地震JR鷹取駅記録の100%の地震動を入力した際,最下層柱の脚部及び柱頭で局部座屈を生じ,最下層に損傷集中したため,構造物は倒壊した。
そこで,関連論文1)3)4)では図1(c)に示すようにRC基礎梁からRC柱を立ち上げ,上部鉄骨柱と下部RC柱を簡易接合し,鉄骨支点部で地震時の曲げ応力の反曲点とする新しい柱脚機構を提案した。この機構は,柱脚が基礎梁と同様,RC構造であり,高い固定度を有する一方,上部鉄骨柱と下部RC柱の接合はベースプレートによるシアキャップとアンカーボルトの緊結とし,鉄骨柱支点部での回転を許容する。この鉄骨柱支点部には,柱の作用せん断力にはシアプレートで抵抗し,圧縮力とせん断力はRC柱の頂部に設けたシアプレートで伝達させ,軸方向の引張力はアンカーボルトで伝達させる方法とする。鉄骨柱支点部の位置を高さ方向に調節することで,最下層の水平層剛性や柱の曲げ応力を制御できるため,従来の柱脚とは異なり,最下層のRC柱の脚部と鉄骨柱の柱頭の曲げ応力の比を制御できる。これまで,この柱脚機構を有する鉄骨ラーメン構造の耐震限界性能や最下層柱を弾性保持するための柱梁耐力比,鉄骨柱支点部高さ等を明らかにした。
本研究では,鉄骨柱支
2012年4月   長周期地震動を受ける高層建築物における杭基礎の液状化地盤上の終局メカニズムの解明
高2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震では,震源地から300km以上も離れた東京湾沿岸埋立地でも広範囲にわたり地盤が液状化し,上屋構造がほとんど無被害であっても建物が傾き,建て替えや補修を余儀なくされた。その要因の一つとして液状化による杭基礎の破壊が挙げられている。これまでの地震動であれば液状化しない地盤であっても,今回の地震動は,継続時間が長く,地盤の間隙水圧比が徐々に上昇し,液状化に至った。さらに,長周期成分が卓越し,高層建築物の上層階では数mの水平振幅を何回も経験した。中低層建築物に比べて,高層建築物ではこのような水平振幅によるP-効果に伴う転倒モーメントが非常に大きく,地下数十mの長さとなる杭基礎には設計時に想定していない曲げモーメントと変動軸力を生じてしまう。
現行の杭基礎の耐震設計では,地盤による杭の水平変形拘束に期待し,杭の曲げ座屈崩壊の可能性は検討されていない。しかし,地盤が液状化し,地盤の水平抵抗が急激に低下すれば,杭基礎は曲げ座屈を生じるため,鉛直支持力を喪失し,上屋構造である高層建築物が倒壊する危険性がある。本研究では,これまで研究事例のない長周期地震動を受ける高層建築物の杭基礎の鉛直支持力の喪失と上屋構造の連鎖的な倒壊現象を実証し,地震動の特性と建築物の被害を予測する。さらに,このような杭基礎の終局耐力設計法を提案する。
2010年4月   層二次剛性の異なる多層ブレース架構の層間変形集中の制御方法の提案
主抵抗要素であるブレース材降伏後の二次剛性が二相系構造物の層間変形集中に及ぼす影響と二次抵抗要素である柱材による層間変形集中抑制効果について明らかにした。水平外力を受ける構造物の静的釣合いを仮定し,層間変形集中率の評価式を導く。ブレース材の二次剛性,柱材曲げ剛性や架構の塑性率から架構の層間変形集中率や柱材への作用モーメントの算出式を導いた。
今後,構造物に損傷を及ぼすレベルの強震が作用した場合に,慣性力等の動的効果が上記の構造特性と要求性能との関係に及ぼす影響を明らかにしていく。
2010年4月   荷重を受けるH形鋼梁の塑性変形性能と架構の要求性能について
制振ブレース架構は従来の梁・柱であるラーメン架構とは異なり,ブレースが安定した履歴曲線を描くことから,架構全体における梁の履歴吸収エネルギーの寄与は必ずしも大きくない。そのため,ラーメン架構と同程度の耐震性能を確保し,地震時に架構全体が安定した挙動となることを保証できれば,梁の損傷を許容した設計も可能となる。
 本研究では,制振ブレース架構構面におけるH形鋼梁が軸力を受ける場合の塑性変形性能,累積塑性変形倍率等を明らかにする。その際,架構の層間変形角と梁端の回転角の関係を明らかにし,架構の目標性能に対する梁の要求性能を明らかにする。
2010年4月   最新の予測強震動による液状化地盤において杭基礎の崩壊による高層建築物の倒壊の可能性の検討
高層建築物が乱立する都市部埋立地の地盤は極めて軟弱であり,地下数十mにまで達する杭基礎を必要とする。このような細長い杭基礎の耐震設計では,地盤による杭の水平変形拘束に期待し,杭の曲げ座屈の可能性は検討されていない。しかし,激震時に地盤の液状化が生じ,急激に地盤の水平抵抗が低下すれば,水平抵抗を失った杭基礎では曲げ座屈が生じ,さらに杭の鉛直支持力の喪失,上屋構造である高層建築物の倒壊へと展開する可能性がある。本研究では,これまで研究事例のない杭基礎の崩壊による上屋構造の連鎖的な倒壊現象を明らかにし,特に高層建築物の被害を予測する。さらに杭基礎の性能設計法を示し,安全性の高い構造システムを提案する。