鋼・コンクリート複合構造の耐荷力とダクティティに関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455212
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 崎元 達郎 熊本大学, 工学部, 教授 (50029302)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 浩 熊本大学, 工学部, 助手 (60244109) ; 山尾 敏孝 熊本大学, 工学部, 教授 (40109674)
• Keywords: コンクリート充填鋼管 / 拘束を受けるコンクリート / 局部座屈 / 骨組解析 / ダクティリティ / 耐震性能

Research Abstract

◯充填鋼管構造の耐荷力とダクティリティを中空鋼管構造と定量的に比較するため、中空鋼管構造に関して実験を行った。幅厚比を細長比を変化させた5種類の門型ラーメン供試体を作成し、一定軸力下で斬増繰り返し水平力を載荷させて、その耐荷力と最大耐力以降の劣化状況、及び局部座屈の発生状況を調べた。
◯充填コンクリートには軸方向載荷時に、外側鋼管の形状に即した拘束力が作用するための強度が上昇し、またダクティリティが増すと考えられている。そこで、当研究室にて以前行われた実験結果を基に、汎用有限要素解析プログラムMARCを用いてそれらの挙動を解析的に求めることを試みた。その結果、本手法においてシュミレーションは可能であることがわかったが、素材としてのコンクリートの材料定数について考察の余地があることがわかった。
◯鋼管にコンクリートが充填された場合、鋼管には内側に対する変移が拘束されるめ、局部座屈強度が改善されるとされている。そこで、このような境界条件の下で鋼種と幅厚比を変化させたモデルについて、前述のMARCを用いて解析を行った。その結果、局部座屈を考慮した鋼管部材の挙動を等価な応力-ひずみ関係として表すことができた。
◯これらの結果を用いた骨組構造解析のプログラムを作成し、簡易解析手法の開発を試みた、詳細についてはまだ多くの検討の余地があると思われるが、全体座屈と局部座屈がともに発生し、相互の影響を与えるような実験結果に対しても、良好に模擬できることがわかった。

Research Products

• [Publications] 崎元達郎,渡辺浩,他: "局部座屈を考慮した鋼骨組の終局挙動の簡易解析法" 構造工学論文集. Vol.43A. (1997)
• [Publications] 渡辺浩,崎元達郎,他: "コンクリート充填鋼管構造の終局挙動の簡易解析法" 構造工学論文集. Vol.43A. (1997)
• [Publications] 土田真二,大江知也,他: "局部座屈の影響を考慮した鋼骨組の簡易耐荷力解析法" 土木学会第51回年次学術講演会概要集. 1-A. (1996)
• [Publications] Sakimoto, Watanabe et.al.: "A Simplified Analysis of Steel Frames Fail by Global Instability" Proceeding of SDCC'97. (1997)
• [Publications] Watanabe, Sakimoto et. al: "A Simplified Analysis for the Ultimate Strength and Behavior of Concrete-Filled Steel Tubular Structures" Proceeding of SDSS'97. (1997)