2013 Fiscal Year Annual Research Report
鋼構造接合部の破壊に影響を与える多様な溶接欠陥の定量的評価方法の確立
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23560673
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
田中 剛 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90243328)
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| Keywords | 鉄骨造建物 / 溶接接合 / 溶接欠陥 / 実大実験 / 破壊モード / 塑性変形能力 / FEM |
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| Research Abstract |
本研究課題は，溶接欠陥の合理的な欠陥評価方法の確立を目的としている。平成25年度では，平成24年度に引き続き日本の鋼構造建築の大半を占める角形鋼管柱の柱端溶接接合部を対象として，構造実験および有限要素数値解析を実施した。
構造実験に供した試験体は，通しダイアフラムと角形鋼管柱の完全溶込み溶接部を対象とした片持ち柱である。柱に冷間プレス成形角形鋼管柱（□-300×300×19（BCR295））を用いて，合計4体の試験体を製作した。載荷方向は，欠陥に最も敏感な45°方向とし，実験因子は欠陥高さである。欠陥は，角形鋼管コーナーR部の溶接部内面に挿入し，欠陥高さは5mm，10mmおよび15mmとし，比較用に欠陥無しの試験体も用意した。欠陥長さは，いずれも40mmとした。
欠陥高さ5mmの試験体では，無欠陥試験体と同様に圧縮側鋼管壁の局部座屈が顕著となり，最大荷重の90%まで荷重が低下した後，柱側溶接止端に発生した延性亀裂を起点として鋼管が脆性破断した。欠陥高さ10mmおよび15ｍｍの試験体では，欠陥に起因する亀裂が溶接部に発生し，亀裂が板厚方向および鋼管幅方向に進展し，顕著な荷重低下が生じて実験を終了した。欠陥高さ5mmの試験体の累積塑性変形倍率は，無欠陥試験体の値に比べて若干低下する程度であり，欠陥高さ10mmおよび15mmの試験体の累積塑性変形倍率は，無欠陥試験体の値の51%および22%に低下し，欠陥挿入による影響が顕著であった。実験結果および有限要素数値解析より，以下の知見が得られた。
1)45°方向載荷では，溶接部外面側の歪集中が著しく，内面側の歪集中は小さい。
2)内面側欠陥で欠陥高さ5mm程度までは，欠陥に起因する破壊は起こらず，十分な塑性変形能力を期待できる。欠陥高さ10mm以上では，欠陥を起点とする破壊が生じ，塑性変形能力に大幅な低下が見られた。
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Research Products
(5 results)
