| Research Abstract |
本研究は土木鋼構造部材の低サイクル疲労の設計手法の開発を目的としている.これまでの研究により,鋼溶接継手の低サイクル疲労強度が詳細に得られており,疲労強度に対してはき裂発生点となる溶接止端部の局所的なひずみが支配パラメータであることが明らかとなっている.しかし,溶接止端部の局部ひずみを求めるのは一般的には大がかりな解析が必要であり,'設計においてそれを期待することはできない.そこで,比較的粗な有限要素メッシュによる解析結果と溶接止端部の局所的なひずみとの関係を求めることにより,現実的な解析時間で局所ひずみを推定する手法を開発した.板厚,溶接サイズ,溶接止端半径,荷重モード,降伏後の挙動など,様々なパラメータを変化させて両者の関係を求めた結果,それに支配的となるのは溶接止端半径であり,その他のパラメータによる影響は比較的小さいことが明らかとなった.この手法の精度は,T型溶接継手に対して実施した低サイクル疲労試験によって確認した.
つぎに,設計実務で用いられる梁要素による解析結果により溶接止端部の局所ひずみを推定する手法の構築を試み,その推定式を提案した.一方,鋼製橋脚を梁要素でモデル化した上で地震応答解析を実施した.梁要素により求められたひずみ応答から,溶接止端部での局所ひずみを推定し,低サイクル疲労強度を予測した.解析には様々なタイプの地震動を用い,また,部材の断面形状も変化させた.これらの検討により,低サイクル疲労が生じやすい地震動の種類,断面形状などを明らかにした.梁要素から求められるひずみから溶接止端部での局所ひずみを推定する手法の精度については,H19年度に実施する予定の部材レベルの低サイクル疲労試験によって検証する..
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