2019 Fiscal Year Annual Research Report
Formulation of surface crack occurrence criteria on steel members during earthquakes considering microscopic mechanism
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17K14714
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
田村 洋 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 准教授 (10636434)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 延性亀裂 / 極低サイクル疲労亀裂 / 鋼構造物 / 耐震設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度は，前年度に続き，微視的形成過程を考慮した地震時の鋼材における表面亀裂発生過程を載荷実験により検討した．ただし，表面計測にあたってはオートフォーカス式レーザー顕微鏡を用い，前年度に課題となっていた計測精度の問題について重要度の高い実験ケースを対象に取り組んだ．
検討の結果，オートフォーカス式レーザー顕微鏡によっても鏡面仕上げとブラスト仕上げの双方の表面において，初載荷の段階から表面高さに空間的周期性が確認された．とくに，ブラスト仕上げの表面においてもその卓越周期が載荷サイクルが進むにつれて鏡面仕上げの卓越周期に近づいていき，スペクトル強度も上昇していくことから，表面凹凸のパターン形成においては，表面の微視的形状よりも鋼種や供試体形状，載荷条件といった巨視的因子が支配的であると考えられ，表面不安定現象が関与していることがより強く示唆された．
数値解析的な不安定現象の再現については，深さ方向にも圧縮量が等しい純圧縮の場合について，鋼材の降伏直後における負剛性領域の存在により分岐点が存在し，分岐モードを得ることができた．得られた分岐モードの中には上記実験で観察された表面凹凸の卓越周期に近い卓越周期を示すものもあり，実験で観察された表面凹凸が表面不安定モードの発現が影響している可能性が示唆された．ただし，実験で発生していたレベルの曲げを伴う場合については数値解析によって分岐モードを発見することはできなかった．
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