2016 Fiscal Year Research-status Report
局部座屈と破断が柱梁溶接接合部の累積変形能力に及ぼす影響
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16K18185
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高塚 康平 京都大学, 工学研究科, 助教 (90758351)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 海溝型長周期地震動 / 柱梁接合部 / 変形能力 / 局部座屈 / 延性破断 / 幅厚比 / スカラップ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①局部座屈を拘束しないスカラップ形式柱梁溶接接合部を対象とした一定振幅繰返し載荷実験
梁端の破断と局部座屈が曲げ耐力や破断するまでの変形能力に及ぼす影響を分析するために，27度にノンスカラップ形式柱梁接合部を対象に実施した載荷実験に引き続き，28年度はスカラップ形式柱梁接合部を対象に一定振幅繰返し載荷実験を行った．FBランクとの境界に近いFAランクとFBランク中程のH形断面材の2種類を梁に用い，スカラップ形式柱梁接合部の変形能力に幅厚比が及ぼす影響を分析した．実験結果より，局部座屈が明瞭に発生する前にスカラップ底から亀裂が発生・進展し，局部座屈が明瞭に発生した頃には亀裂が梁フランジを貫通し，その後数回の繰返し載荷の後破断した．破断までの繰返し数は，梁端をスチフナで補剛し局部座屈の発生を抑制した既往のスカラップ形式の実験結果とほぼ同等であった．梁端に多数貼付した歪ゲージにより載荷開始から局部座屈発生までの歪を分析すると，スカラップ底近傍の歪は梁フランジ端部の歪とは異なり局部座屈発生前後で変化が見られなかった．面外変形が生じないスカラップ底近傍では，局部座屈がスカラップ底で発生・進展する亀裂に及ぼす影響は少ないため，破断までの変形能力や曲げ耐力に影響が現れなかったと考えられる．
②単調載荷を受け局部座屈が発生した柱梁接合部を対象とした極限解析の改良
27度に実施したノンスカラップ形式柱梁接合部の単調載荷実験を対象とした極限解析に対し，28年度は塑性化以降の大変形時の耐力推移を適切に評価するために有限変形と微小変形の違いや歪み硬化を考慮した極限解析を実施した．解析結果より，昨年度の解析とは異なり，幅厚比が小さいほど耐力低下が緩やかとなる実験結果と同等の傾向が捉えられた．今後，実験で使用した以外のH形断面材を対象に解析を行い，局部座屈が発生しても過剰に耐力が低下しない断面を検討する予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
27年度の実験結果を踏まえ，変動振幅を受けた場合の変形能力を分析する前に一定振幅を受けた場合の変形能力や耐力推移の分析を優先すべきと判断したため，最初の研究計画調書に従い，新たなパラメータとしてスカラップを取り上げ変形能力の分析を行いつつ，極限解析の改良を行った．
現存する鋼構造建物で多く採用されているスカラップ形式を対象に実験を実施したことで，局部座屈が変形能力に及ぼす影響とその原因を実験的に確認することができた．そして，27年度に実施したノンスカラップ形式の柱梁接合部で局部座屈の発生により変形能力が向上した原因も合わせて分析することができた．また，27年度の課題であった極限解析を改良することで，27年度に載荷実験で見られた耐力推移の傾向をより適切に捉えることができた．これらを踏まえ，繰返し毎の亀裂と局部座屈による曲げ耐力の変化の評価法構築に取り掛かっており，②の「概ね順調」と判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
最初の研究計画調書に従い，変動振幅載荷実験を行い，局部座屈が発生した場合の変動振幅時の変形能力や曲げ耐力の推移を実験的に確認するとともに，27年度と28年度で分析を進めている極限解析と，28年度の実験結果を元に梁端の亀裂が曲げ耐力に及ぼす影響を分析しており，局部座屈だけでなく亀裂が繰返し毎の曲げ耐力に及ぼす影響を分析する予定である．
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