1995 Fiscal Year Annual Research Report
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05452313
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| Research Institution | HIROSHIMA UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
矢尾 哲也 広島大学, 工学部, 教授 (20029284)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北村 充 広島大学, 工学部, 助教授 (40195293)
藤久保 昌彦 広島大学, 工学部, 助教授 (30156848)
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| Keywords | 海洋構造物 / 凹損 / 余剰耐力 / 円筒部材 / 理想化構造要素法 / 三次元骨組構造 |
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| Research Abstract |
本年度は,これまでに開発した凹損および曲げ損傷を有する円筒部材のための理想化構造要素を用いて3次元骨組構造解析プログラムを作成し,これを損傷を有する海洋骨組構造物に適用して,損傷が構造物の剛性および残存耐力に及ぼす影響を調べた。
始めに,以下のような理想化構造要素の改良を行った。
(1)軸力を受ける梁の平衡方程式の一般解を変位関数として仮想仕事の原理を適用することにより,引張,圧縮それぞれの場合に対する大たわみの影響を考慮した梁要素の剛性マトリックス(対称マトリックス)を定式化した。
(2)凹損部分が引張を受ける場合,凹損発生時の残留応力の影響によって,部材の剛性が載荷の初期から低下することが昨年度明らかにされた。この現象を考慮するための剛性のモデル化を行い,実験との比較よりその妥当性を示した。
(3)3次元構造解析のために,凹損断面の全断面塑性相関関係式を,軸力,2軸曲げ,およびねじりを考慮できるように拡張した。この際,凹損底部の有効塑性強度には,残留応力の影響も考慮した。
以上の解析プログラムを,K型平面フレームおよび立体フレームに適用し,それぞれの実験結果との比較から,計算モデルの妥当性を検証した。続いて,凹損および曲げ損傷の大きさと部材寸法を変化させた一連の解析を行い,以下の基本的知見を得た。
(1)損傷部材に圧縮荷重が作用する場合,損傷による座屈強度の低下により,構造全体の剛性,耐荷力が大きく低下する。
(2)損傷部材に引張荷重が作用する場合,損傷による部材剛性の低下により,構造全体の剛性が低下する。また,各部材の荷重負担の変化により,構造の崩壊モードの形成過程が変化する。ただし,損傷による最終強度の低下は小さい。
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