テーパーフランジ板を用いた箱形断面材の局部ダクティリティー向上の実験的研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450186
• Research Institution: Fukuyama University
• Principal Investigator: 福本 誘士 福山大学, 工学部, 教授 (10023045)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 定弘 日本鋼管(株), 総合材料技術研究所, 鋼材研究室長 ; 中村 雅樹 福山大学, 工学部, 助手 (80164333) ; 上野谷 実 福山大学, 工学部, 教授 (40034376)
• Keywords: 鋼製橋脚 / 箱形断面部材 / テーパー板 / 交番曲げ / 一定軸方向圧縮力 / 塑性変形性能

Research Abstract

本研究は,ラーメン型鋼製橋脚の脚部近傍の局部ダクティリティーを向上させる目的で,一定の軸方向圧縮力のもとに,水平力による交番曲げをうける箱形断面部材の荷重と変形の履歴曲線を実験的に求める.ここに,断面はフランジに圧延テーパー板を用いた変断面形状とする.等断面部材と変断面部材における荷重と変形の履歴曲線を比較し,テーパーの度合いと塑性域の拡がりの程度,局部座屈の発生の時点,塑性変形性能の評価などを行い,耐震性に優れた新構造の開発研究を目指す.平成12年度は実験用載荷フレームの構築および供試体の設計と製作を行った.今年度実施した研究概要を列挙すれば以下のようである.
1.実験用載荷フレームの構築
本学ハイテク・リサーチセンターの鉛直荷重用の門形フレームに軸力載荷用ジャッキとその水平移動用レールを設置した.また,本実験専用の水平反力フレームを製作した.
2.実験用供試体の設計および製作
脚柱の下半分が組合せ荷重による直応力が等応力になるようにフランジ板のテーパーの度合いを決定した.また,テーパーの度合いと弾塑性範囲における塑性域の進展の様子を実験的に求めるために,3種類のテーパー勾配を採用した.供試体は無補剛板の脚柱と実橋と同じようにリブで補剛された脚柱を設計し,単調載荷および繰り返し載荷用として合計8体製作した.
3.解析的研究
汎用解析ソフトMARCにより無補剛板の供試体についての単調載荷および繰り返し載荷の解析を行った.座屈崩壊はテーパーの度合いに関係なく3パネルの中の最も弱いパネルに集中することが明らかになった.補剛板の供試体における挙動は来年度の解析と実験で明らかにする.