2017 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 | 柱梁溶接接合部 / 繰返し載荷実験 / 変形能力 / 局部座屈 / 亀裂進展 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)変動振幅履歴において局部座屈が発生する場合の変形能力の分析
地震応答のような変動振幅履歴を受ける場合変形能力の分析の前段階として，FBランク中程のH形梁を有するノンスカラップ形式柱梁接合部を対象に，2種類の振幅を組み合せた単純な変動振幅履歴による載荷実験を行った．その結果，振幅が増加する場合はそのまま局部座屈が進展するが，振幅が減少する場合は局部座屈がほぼ進展しなくなることが分かった．局部座屈の進展は載荷中の最大変形と累積塑性変形量によってほぼ決定づけられると考えられる．
(2)有限要素法解析による局部座屈の進展と復元力特性の関係の分析
多数回繰返し塑性変形を受けた場合の局部座屈の進展と復元力特性の変化を分析するために，幅厚比がFAからFBランクの梁を有する梁端接合部を対象として有限要素法解析による分析を行った．(1)の実験結果を踏まえ最大振幅と累積塑性変形量を指標として除荷時の剛性の変化を定式化し，局部座屈の進展による復元力特性の変化をモデル化した．その結果，幅厚比が小さく多数回の繰返し変形を受けてもほとんど局部座屈が進展しなかった場合を除き，局部座屈の進展による剛性や耐力の変化を提案したモデルにより追跡できることを確認した．
(3)任意の梁断面に対する破断の主因となる亀裂進展性状の分析
既往の実験研究を踏まえ，梁の最大回転角と梁フランジ端の材軸方向歪の2種類に着目して，数種類の梁断面における破断までの亀裂進展性状を分析した．そして，先行研究で提案した破断までの損傷度予測手法である亀裂進展則を任意の梁断面に対して適用できるよう定式化を行った．また，(2)の分析で作成した梁の復元力特性の変化モデルをもとに，局部座屈を伴って梁フランジが破断する場合の亀裂進展則の適用方法を提案した．その結果，実験値を用いずに破断直前までの亀裂の進展をある程度追跡できることを確認した．
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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
平成28年度の実験に引き続き，変動振幅を受けた場合の変形能力の分析を行った．また，局部座屈による復元力特性の変化を詳細に分析するために，平成28年度の極限解析のさらなる改良を行うと共に有限要素法解析も実施した．実験結果との対応の良さを重視して有限要素法解析の結果を分析に使用したが，この解析より変動振幅時の局部座屈の進展の変化を確認するとともに，局部座屈の進展による復元力特性の変化の簡便なモデルを構築することができた．また，骨組内の梁端接合部の破断や局部座屈を検証する上で必要となる梁断面寸法が変化した場合の破断予測法の構築にとりかかり，実験値を用いずに破断直前までの亀裂進展を再現できることを確認した．これらを踏まえ，任意の梁断面に対する破断予測法のさらなる精度向上と局部座屈を伴い破断する場合の変形能力評価法の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 |
最初の研究計画書に従い地震応答を模したランダム振幅載荷実験を行い，2段階変動振幅で確認した局部座屈の進展性状がランダム振幅履歴でも対応していることを確認する．また，鋼構造建物内の梁端破断の分析を進めるために，有限要素法解析により任意の梁断面に対する破断予測法のさらなる改良を行う．これらの結果を踏まえ，地震応答を受けた場合の鋼構造建物の梁端破断の分析を行う予定である．
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Research Products
(9 results)
