大規模な超高層建物や空間構造物への適用を目的にBRBの長尺化が進んでおり，その寸法効果がBRBの破壊モードや履歴特性，累積変形性能に与える影響の再検証が必要と考えられています。特に板厚-塑性化部長さ比L_p/t_c≧400の矩形断面の長尺BRBでは，(1)芯材との摩擦の繰返しにより剥離材が損傷し摩擦に起因する圧縮力が徐々に上昇し，(2)材軸方向に偏在する圧縮歪とポアソン比に従って芯材断面が無視できないほど増大すると，芯材と拘束材の間隙が閉塞して圧縮力が急激に上昇する新たな現象(Core binding)が発生し，(3)引張に対する圧縮力の耐力上昇率βが各種基準値を超える場合があることが数値解析的に明らかされており，本研究では，長尺を含む実大BRBの準静的漸増繰返し載荷実験を実施し，BRBの寸法効果がその破壊モードや履歴特性，累積変形性能に与える影響を検証するとともに，Core binding発生歪の推定法や既往の疲労破壊評価法の適用性を検証しました。(準静的ですが)実大実験でCore bindingの発生を確認したのは世界初と思われます。本研究は日鉄エンジニアリング株式会社との共同研究成果であり，一部にJSPS若手研究(No.21K14288)，JSPS基盤研究(B) (No.24K01022)，JSPS基盤研究(A)(No.21H04581)および東京科学大学令和5年度環境・社会理工学院共通経費による顕彰と研究助成の助成を戴きました。ここに記して感謝申し上げます。

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2025年度の日本建築学会優秀修士論文賞に選ばれました。

Buckling-restrained braces (BRBs) are widely used as energy-dissipation members in seismic areas, and BRBs with 10–20 m workpoint lengths have been applied in practice, particularly in tall buildings and spatial structures. According to the previous numerical investigation, higher mode buckling and friction were shown to significantly amplify the compressive strain at the core ends and tensile strain at midspan, in part due to cyclic strain ratcheting, introducing the potential for core binding and premature necking. Therefore, in this study, a series of quasi-static full scale test was carried out to investigate the effect of the core length and cross section on the hysteresis and the low-cycle fatigue capacity of BRBs. As a results, the numerically predicted new fracture modes (the friction-induced core binding and significantly increment of compression overstrength) of the long BRBs were experimentally observed for the first time. Finite element models were subsequently calibrated to the test specimens to further analyze the observed fracture modes and to investigate the local strain and stress value on the core plate in detail. This work was supported by a Grant-in-Aid from the Japan Society for the Promotion of Science Fellowships (No. 21H04581, 21K14288 and 24K01022).

本研究では，径厚比60， 細長比20近傍のパラメータを含む径厚比55や細長比70程度の円形鋼管部材の繰返し載荷実験を行い，実験データベースを拡充し，座屈耐力や座屈性状の分析，座屈後履歴則や破断時期予測手法の適用性検証を行い，最後に有限要素法を用い た局部歪の補完解析を実施しました。論文はこちら
It is known that circular hollow section members used in truss towers are subjected to cyclic loading after bending buckling, which leads to early member failure. In this paper, cyclic loading tests of circular hollow section members are conducted to verify the applicability of the buckling behavior. In addition, a replication analysis is performed by FEM analysis to verify the applicability of the prediction method for the rupture timing.

本研究では，2つの異なる構造形式を有する煙突鉄塔に対し，部材破断のアルゴリズムを座屈後履歴則に組み込んだ漸増動的地震応答解析を実施し，座屈後履歴則の違いが動的応答性状，座屈や破断といった部材の損傷状況，崩壊機構に与える影響を分析しました。
It is known that circular hollow section members used in towers pylons are subjected to cyclic loading after bending buckling, which leads to early member failure. In this paper, a series of incremental dynamic analysis was performed to investigate the effect of the two different hysteresis rules on the collapse mechanism of steel chimney tower considering bucking and rupture of circular hollow sections with small slenderness ratio.
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・修正柴田・若林モデルM6のソースコードはこちらからダウンロードできます。

　本研究では，拘束木材の乾燥収縮の影響を受けない構成とした，拘束材に集成材と鋼板を用いた座屈拘束ブレース(以下，木鋼BRB)実大試験体を作製し，性能実験を行うことで芯材局部座屈によって生じる破壊モードを明らかにし，それらに基づいた設計用評価式の提案を試みました。2019年より継続していた木鋼BRBの続報です。論文はこちら

While BRBs with mass timber as the restrainer have been widely studied, the deformation capacity and design criteria of full-scale specimens are still unclear, as the fracture properties are different from conventional BRBs with mortar-filled steel restrainer, including the need to consider the effect of drying shrinkage of mass timber restrainer. In this study, cyclic loading tests have been carried out on full-scale BRBs with mass timber and steel plate restraint and with a configuration that is not affected by drying shrinkage. The failure modes exhibited are carefully studied and evaluation methods are proposed.

　日本国内の発電施設の塔状構造物では，比較的太短い細長比約20の円形鋼管部材も使用されており，(1)座屈履歴性状 や累積変形性能が不明，(2)現状の柴田・若林モデルの適用範囲外に ある，(3)亀裂発生時期予測手法の適用性は不明という未解明な点が 残されています。そこで本研究では，まず，細長比の小さな円形鋼管部材の繰返し載荷実験より座屈履歴性状と累積変形性能の把握と亀裂発生時 期予測手法の適用性を検証し，次に柴田・若林モデルを細長比約20~40，径厚比約64~83の円形鋼管部材に適用拡大し，続いて有限要素法を用いた部材実験の補完解析を行い，最後に塑性歪のみに基づく現在の亀裂発生時期予測手法の適用限界を考察しました。

・本研究で提案した修正柴田・若林モデルM6のサンプルコードはこちらから配布しています。

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A series of quasi-static cyclic tests of cold-formed circular hollow section members (which is used in steel tower structures) with 20 or 40 of the slenderness ratio and 60 to 80 of the diameter-to-thickness ratio was performed to investigate the buckling behavior and the cumulative deformation capacity. A modified Shibata- Wakabayashi hysteresis model was proposed based on the experimental result. Moreover, finite element analysis was performed to analyze the local strain and to validate the existing simple evaluation method of fracture initiation on the local buckling part of cold-formed circular hollow section members.

　本研究は，開断面部材の板要素の局部座屈部の疲労破壊を対象に，局部の板要素を最も単純化した二辺固定二辺自由支持平板 の繰返し曲げ実験を行い，塑性ヒンジ理論と空隙成長モデル（Void Growth Model）に基づく極低サ イクル疲労破壊評価法の適用性を検証しました。材料特性のバラツキの影響を取り除くため，試験体は全て同一の一般構造用圧延鋼材SS400 の鋼鈑から方向を揃えて削り出して製作し，歪や曲率などの計測値は3次元画像相関法を利用して分布量として採取するなど，本可能な限り正確な実験系と計測環境の構築に努めました。1日1枚千切るのが限界の試験体を56体以上も用意したおかげで実験期間が延びに延びて大変でしたが、査読者の皆さまにご評価いただけて頑張ってよかったなと思いました。本研究はJSPS 若手研究およびJSPS 基盤研究Bの助成を頂いた成果です。本実験の意図を理解して治具および試験体の製作に関する有益なご意見を頂きましたファブリケータの皆様， ならびに画像解析を用いた正確な計測環境の構築についてご協力頂 きました丸紅情報システムズの皆様に深くお礼申し上げます。論文はこちら

The ultra low-cycle fatigue fracture of open section steel members undergoing local buckling was experimentally investigated using rectangular clamped-free-clamped-free (CFCF) plates, validating a classic macro model (plastic-hinge-based damage model) and phenomenological micro model (void growth model, or stress-weighted damage model). Finite element models were calibrated to the 3D-DIC experimental data to further analyze the fracture mechanism, and to characterize the stress triaxiality and Load angle parameter during local buckling.

　本研究は，送電用鉄塔等の接合仕様に対 しても適用可能な山形鋼腹材接合部補強の一工法として，鋼構造用接着剤を用いた山形鋼接合部補強の可能性に着眼し，山形鋼接合部の平板部に鋼板を接着する補強工法に関して，限られた山形鋼断面・材料特性においての一検討ではあるものの，同工法の基礎的な知見収集を試みました。社会人ドクターの検討です。論文はこちら

To reinforce the connections of angle diagonal braces of power transmission towers, retrofit methods attaching the additional steel plates including adhesive bonding are proposed. Comparing to the bolt attachment, adhesive bonding attachment can add the additional plates without the loss of sectional area. In this paper, real-size mock-up tests and finite element analysis for the reinforced connections are carried out and it is confirmed that adhesive reinforcement reduces the damage concentration around the existing bolt holes of angle member and improves deformation performance of brace and ultimate strength of connections.

　本論文は内閣府戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）研究「高精度荷重計測を有する動的試験機を活用した解析法の開発」の高精度荷重計測方法の検証を目的として行われたモックアップ試験の結果を紹介しています。このような巨大プロジェクトに関わる機会が今後あるか定かではありません。論文はこちら

Conventional seismic isolation-bearing testing facilities require moving horizontal platens under high compression. However, these dynamic moving platens inevitably lead to the friction and inertial forces generated by large vertical loads and inertial forces due to the dynamic mass action of the moving platen, which eventually affects the accuracy of the measured force. To solve this problem, the authors have proposed a direct reaction force measurement system (horizontal-vertical separated type) that can exclude the contamination of friction and inertial forces. Measuring pure reaction forces without the contamination of friction forces and inertia is crucial for the reliability of test results. In this paper, prior to the construction of large-scale facility, reduced-size–mockup dynamic tests were conducted using the proposed measurement concept, and its validity and accuracy were discussed. Furthermore, this system was applied to hybrid simulation tests, and the significant improvement of the proposed measurement system was observed.

　近年では，折板屋根を用いた屋根材仕上げが一般化しており，屋根勾配直交方向にタイトフレーム設置用 材を配置した三角形格子状の母屋割付を有するアイソグリッド格子母屋の需要が増加しています。しかし，格子母屋と屋根梁を接合する隅肉溶接は非破壊検査を行えません。応力集中を生じ やすい等の理由から一般に信頼性が低く同格子母屋接合部の健全性には懸念が残ります。また，アイソグリッド格子母屋が妥当な耐力や塑性曲げ変形性能を示すかは不明でした。そこで本研究では，まず，アイソグリッド格子母屋の 接合部耐力を実験により検証し，次に同格子母屋で上フランジ補剛 された屋根梁の片曲げ塑性変形性能評価をFEM 解析により行いました。論文はこちら

Grid-purlin system composed of RHS members are known to be effective to prevent buckling of the welded beams. In this paper, the joint strength of triangulation isogrid purlin is verified by the 2/3 scale experiment and the I-section beam restrained with isogrid purlin are studied. The ductility of the beams is analyzed using detailed FEM analyses. Their results are compared with the LSD’s standard.

　拘束材に集成材を用いた座屈拘束ブレースの繰返し載荷実験を行い変形性能と破壊モードを検証しました。本研究は木鋼ハイブリッド構造の研究シリーズの1つです。こちらでは英語論文では語りきれなかった詳細なあれこれまで余すこと無く書いています。お求めいただければPDFを差し上げます。本研究は2019年~2020年にここに記載のあるメンバーを中核として実施していました。メンバー全員を著者にいれることをお認めいただいた論文編集委員会に感謝申し上げます。論文はこちら

While BRBs using laminated timber as a restrainer have been widely studied, timber restrainers have lower stiffness than steel restrainers with higher risk of fragile crack failure, it is necessary to consider the safety factor of global buckling, global stability of restrainer ends and local bulging failure at restrainer. In this study, a wide range of mock-up loading tests on BRBs with timber restrainer were carried out with different core-to-restraint compositions, in-plane and out-of-plane clearances, with and without core additional steel plates, and with different boundary conditions. Their exhibited failure modes are carefully studied and evaluation methods are proposed