2022 Fiscal Year Annual Research Report
脆性破壊の予測手法に基づく梁端溶接部の接合部詳細の最適化－接合部の品質管理基準
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19K04699
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| Research Institution | Sojo University |
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Principal Investigator |
東 康二 崇城大学, 工学部, 教授 (80320414)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩下 勉 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (10332090)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 建築構造・材料 / 鋼構造 / 溶接接合部 / 脆性破壊 / 接合部詳細 / スカラップ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，接合部詳細の中でひずみ集中点となるスカラップ底から進展した延性き裂を起点とする脆性破壊を的確に予測し，より正確に接合部の終局耐力を求めると共に，脆性破壊の発生を抑制する接合部の詳細形状の最適化を図ることを目的とする．
対象とする詳細形状は，JASS6で推奨される複合円型を改良した形状，およびAISC仕様規定に示される形状に基づき、それらのフィレット部を敢えて残して切削したスカラップ形状とした．
解析的研究として，試験体をモデル化し，スカラップ底，或いはサブマージアーク溶接（SAW）の溶接止端部に沿った方向に貫通切欠きを設け，脆性破壊の発生を予測した．切欠き位置は解析の相当塑性ひずみ分布図から一様伸び以上となる最大点とした．前年度の解析において、高応力領域の分布形状を確認したところ，SAWのサイズによって，SAWの溶接止端部に沿って延性き裂が進展する可能性が示唆された．また，AISC型の場合，スカラップの円弧とスロープとの交点とSAWの溶接止端部の位置関係によって破壊性状が異なることが示唆された．そこで，スカラップ底から脆性破断に到ると予想されるSAW寸法と，SAWに沿って延性き裂が進展すると予想されるSAW寸法を解析的に調査し，それぞれ2体ずつに絞って試験体を製作し，漸増繰返し載荷実験を行った．スカラップ形状とSAWの寸法のみをパラメータとし，他の寸法はこれまでと同一とする一方，材料はTMCP鋼として溶接性を高め，材料靭性の影響を排除した．SAWサイズによる破断性状に違いは見られず，ウェブ厚の境界となる板厚12mmの場合は脆性破壊を回避できた．以上の実験と破壊予測の結果を総合すると，局部座屈を防止できる範囲で薄いウェブに改良スカラップを用いることで，スカラップ底からの脆性破断を抑止できることが明らかとなった．
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Research Products
(7 results)
