2018 Fiscal Year Annual Research Report
Effect of local buckling and fracture on cumulative deformation capacity of moment connection
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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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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 / 有限要素法解析 / 変形能力 / 亀裂進展 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①多数回繰返し変形を受け局部座屈を伴い破断する柱梁溶接接合部の変形能力
鋼構造柱梁溶接接合部の梁端接合部近傍に生じる局部座屈が破断までの変形能力に及ぼす影響を分析するために，まず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．その結果，明瞭な局部座屈が生じる前にスカラップ底から亀裂が発生・進展したため，スカラップ形式の場合は局部座屈により破断までの変形能力が変化しないことが分かった．次に，先行研究で局部座屈により破断までの変形能力が増大したノンスカラップ形式柱梁接合部を対象に変動振幅載荷実験を行った．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かったため，局部座屈の進展は載荷中の最大変形と累積塑性変形量の両方によって決まることが分かった．そして，この実験結果と別途行った有限要素法解析の結果を踏まえ，多数回繰返し変形を受け徐々に局部座屈が進展し弾性剛性や曲げ耐力が低下する様子を定式化した．
②局部座屈の発生を考慮した柱梁接合部の破断までの変形能力の予測
局部座屈が破断までの変形能力に及ぼす影響を予測するために，まず梁断面寸法が異なる場合で局部座屈の発生を拘束した場合の破断までの変形能力の予測を行った．数値解析の結果より，基準とする梁断面と検討対象とする梁断面の梁フランジ端部に生じる梁材軸方向歪の違いを考慮し，先行研究で提案した破断予測手法を拡張することで，任意の梁断面寸法を対象とした破断までの変形能力の予測手法を提案した．そして，一定振幅載荷実験により，ある程度の精度で破断までの亀裂進展を予測できることを確認した．次に，局部座屈を伴い破断する場合の変形のうろy区の予測を行った．①で定式化した弾性剛性の低下を見かけの載荷振幅の低下と対応させることで，局部座屈を伴い破断するまでの亀裂進展を再現した．
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