鋼薄板箱形断面曲線桁の強度に及ぼすダイアフラム効果とその評価法

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650556
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 有住 康則 琉球大学, 工学部, 助教授 (90109306)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 義智 琉球大学, 工学部, 助手 (80220416) ; 矢吹 哲哉 琉球大学, 工学部, 教授 (50005378)
• Keywords: 曲線桁 / 箱桁 / ダイアフラム / 終局強度実験 / 有限要素法 / 弾塑性有限変位解析

Research Abstract

1.本研究では,中間ダイアフラムによって補剛された鋼薄肉曲線箱桁の終局強度及び非線形挙動を評価することのできる新しい合理的な解析手法を提案した.本解析手法では,有限変位の影響,曲げとサンブナンのねじりによる組み合わせ応力を受ける材料の降伏の影響,ひずみ反転によって生じる除荷の影響,断面内及び桁軸線に沿った降伏域の進展,除荷域及び再載荷域の影響,及び溶接による残留応力等の影響が,非線形有限要素法に基づく三次元骨組構造解析において全て考慮されている.更に,構成鋼曲板要素の局部座屈の影響,応力勾配の影響及びずり変形の影響が非線形解析の中に取り込まれている.
2.初期たわみ及び残留応力を有する構成鋼曲板要素に面内圧縮力と曲げが作用する場合について,構成鋼曲板要素をアイソパラメトリックシェル要素でモデル化し、強度に影響を及ぼすと考えられる因子を種々変化させて弾塑性有限変位解析を行った.そのパラメトリック解析によって得られた結果に基づいて,構成鋼曲板要素の局部座屈の影響を考慮した構成式モデル(修正応力ーひずみ関係)を提案した.
3.中間ダイアフラムの配置数の異なる鋼曲線箱桁の大型模型桁2体について,耐荷力実験を行った.終局強度について本解析結果と実験結果は良い一致が見られた.
4.構成鋼曲板要素の局部座屈の影響を考慮した構成式(修正応力ーひずみ関係)を用いた終局強度解析結果は,実験結果との比較により,局部座屈発生荷重及び発生領域を比較的良く評価している.
5.曲線箱桁の終局強度に及ぼすずり変形の影響は,ずり変形によって生じたひずみを付加ひずみとして三次元非線形骨組構造解析過程の初期ひずみ場に組み込むことによって,評価することができる.