有孔フランジ工法を用いた現場型柱梁溶接接合部の変形能力に関する研究

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19360248
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 中込 忠男 Shinshu University, 工学部, 教授 (60111671)
• Keywords: 建築構造・材料 / 鋼構造 / 耐震構造 / 破壊力学 / 溶接工学

Research Abstract

本研究は比較的施工が容易であり且つ現場型柱梁溶接接合部の変形能力を向上させる有孔フランジ工法を提案し、そしでその設計方法を確立することを最終目的とする。平成19年度は柱梁溶接接合部をモデル化した実大柱梁試験体の破壊実験と有限要素法解析を行ない、以下の成果を得た。
1)過去の研究では梁断面H-400×200×13×21について実験をおこない、応力比γ、(孔部の応力/スカラップを考慮した梁端部の応力)が有孔フランジ工法の変形能力に影響をおよぼし、γ=1.07以上で変形能力が十分に向上すると報告されている。そこで本研究では梁せいの異なるH-612×202×13×23につてい実験をおこなった結果、梁せい400mmと同様にγ=1.07以上で変形能力が十分に向上することが明らかとなった。
2)梁断面H-400×200×13×21、H-612×202×13×23、H-800×200×13×21につてい、3次元弾塑性有限要素法解析をおこなった。なお梁せい612mmの試験体につていは荷重-変位関係および歪分布が実験値と解析値で概ね等しいことを確認している。解析の結果、いずれの梁断面においても有孔フランジ工法を用いることでスカラップ底及びスチールタブ近傍の応力集中を緩和できることが分かった。
以上の結果は有孔フランジ工法が現場型柱梁溶接接合形式の変形能力を向上させる工法として大きな意義を持つものであり、設計に必要な数値を得ることが出来た。平成19年度におこなった実験及び有限要素法解析と、平成20年度におこなう材料試験及び材料試験から得られた機械的性質を用いておこなう有限要素法解析を総合して設計法の確立を行なう予定である。