単層2方向格子ラチスシェルの座屈設計法に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650636
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 藤本 益美 大阪市立大学, 工学部, 講師 (50117983)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷口 与史也 大阪市立大学, 工学部, 助手 (30254387)
• Keywords: 単層ラチスシェル / 2方向格子 / 剛接ジョイント / 初期軸力 / 座屈荷重

Research Abstract

1.実験的研究と数値解析資料収集を進めている。
2.剛接合を目的とした新しい接合部の構造特性について実験的に調べた。実験は、部材サイズ、接合部のサイズ、部材に作用する軸力をパラメータとし、接合部を部材の中央に配した単純梁形式の等曲げ載荷実験により、接合部の回転剛性と耐力を検討した。その結果、(1)接合部の初期ばね定数は軸力0の場合が最も高く、軸力導入により約8割から9割の値となった。(2)接合部の荷重変形関係は、ほぼTri-Linear型を呈し、スリーブとノードの離間が生じた後に二次勾配が現れ、接合部ボルトが降伏した後に三次勾配が現れた。(3)離間時ならびに降伏時のモーメントは、軸力0の場合に比べて、軸力が圧縮であれば増加し、軸力が引張りであれば低下した。(4)離間モーメントの理論値と実験値との比較から、理論的方法が離間モーメントを工学的に有意な精度で評価できること、ならびに接合部の剛性が、接合部を鋼管と見なした場合の値から推定できることを示した。
3.格子部材の端部接合剛性、接合部の大きさ、境界の支持条件をパラメータとして、単層2方向格子ラチスドームの離散的取り扱い法による数値解析を行い、座屈荷重と座屈モードを算定した。その結果、本実験から得られた剛接ジョイントを用いた場合のラチスドームの座屈荷重は、格子部材の端部支持条件が剛接の場合に比べて、7〜8割の値を示した。
4.PC鋼棒によって初期軸力が導入した単層2方向ラチスドームの対称分布、非対称分布の鉛直荷重載荷実験に対し、初期軸力導入過程を考慮した離散的取扱い法による数値解析法によって初期導入軸力、座屈荷重、座屈モードを求めた。その結果、数値解析法が、実験結果をほぼシミュレーションできることを示した。

Research Products

• [Publications] Fujimoto,M.: "Buckling of Single Layer Grid Dome Prestressed by PC Bar under Gravity Load" Proc.IASS Int.Symposium'97 on Shell&Spatial Structures. 1. 261-269 (1997)
• [Publications] Nooshin,H.: "Scallop Domes" Proc.IASS Int.Symposium'97 on Shell&Spatial Structures. 2. 651-660 (1997)
• [Publications] 藤本益美: "単層2方向格子ラチスシェル用の剛接ジョイントの曲げ実験について" 日本建築学会近畿支部研究報告集構造系. 38. (1998)
• [Publications] 藤本益美: "PC鋼棒により初期軸力が導入された単層グリッドドームの座屈実験の数値シミュレーション" 計算工学講演会論文集. 3. (1998)