2020 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of ductility of rectangular cross-section steel members by using high performance steel.
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18K04331
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
小野 潔 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60324802)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
穴見 健吾 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (30272678)
宮下 剛 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20432099)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | SBHS / 曲げ加工 / 橋梁用高性能鋼 / 耐荷力 / シャルピー吸収エネルギー / ひずみ時効 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，矩形断面鋼部材の高じん性化のため，シャルピー吸入エネルギーの大きい橋梁用高性能鋼SBHSを使用することで，矩形断面鋼部材の角溶接部をなくして角部を曲げ加工部とした構造ディテールを実現することを目的に検討を実施した．SBHSとしてはSBHS400を主対象に検討を行った．
まず，矩形断面鋼部材の角部を曲げ加工部とした構造ディテールを実現するためには，曲げ加工後のひずみ時効を考慮しても，曲げ加工部の鋼板のシャルピー吸収エネルギーが所要の値以上であることが絶対的な条件となる．そこで，SBHS400に対して半径（内径）が5t(tは板厚)の曲げ加工を実施し，曲げ加工部から試験片を製作してシャルピー吸収エネルギーの計測を行った．その結果，0℃および-60℃のいずれの試験温度でも従来鋼であるSM520CのJISの規定値47J(0℃）を大きく上回る値が得られ，角部を曲げ加工部とした構造ディテールの実現が可能であることが判明した．
次に，角部を曲げ加工部とする矩形断面鋼部材の耐荷力の評価法についての検討を実施した．基本的な耐荷力特性に関する情報を収集するため，角部に曲げ加工部を有する供試体を用いて軸圧縮試験，弾塑性有限変位解析を実施した．なお，弾塑性有限変位解析については，供試体を作成して残留応力を測定して，その残留応力を解析モデルに反映するとともに，実験結果と解析結果との比較により，解析手法の妥当性を検証した．そして，実験・解析結果を基に，矩形断面鋼部材の耐荷力評価法の提案を行っている．
上記に示す通り，本研究の「矩形断面鋼部材のこうじん性化に資する，高性能鋼の特性を活用した構造ディテールの開発」という目的は達成できたと考えている．今後は，SBHS400以外のSBHSへの具体的な適用のための詳細検討，より合理的な耐荷力評価法の提案を行うため，研究を実施していく予定である．
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