角形鋼管柱-H形鋼梁のボルト接合に関する数値解析的研究

Research Project

Project/Area Number	00F00297
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	外国
Research Field	Building structures/materials
Research Institution	Kumamoto University
Host Researcher	牧野雄二熊本大学, 工学部, 教授
Foreign Research Fellow	VEGTE Gerhardus Jacob van der 熊本大学, 工学部, 外国人特別研究員 VAN DER VEGTE G. J.
Project Period (FY)	2000 – 2002
Project Status	Completed(Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help	¥2,200,000 (Direct Cost : ¥2,200,000) Fiscal Year 2002 : ¥1,000,000 (Direct Cost : ¥1,000,000) Fiscal Year 2001 : ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000)
Keywords	綱管柱梁接合部 / 高力ボルト接合 / 数値解析 / 有限要素法 / すべり係数
Research Abstract	初年度には、数値解析を下記の3段階に分けて行うとともに、解析の信頼性を確認するための基本的な高力ボルト摩擦接合の実験を行った。解析の第1段階は、摩擦接合(接触問題)を解析するための有限要素解析における最適な要素の大きさを追求し、結論を得た。第2段階として、ボルトに締め付け力を導入した簡単な高力ボルト摩擦接合のモデルを作成し、摩擦係数をある値に仮定した数値解析を行い、静的な挙動と動的な挙動を比較検討した。同時に、この研究で用いる有限要素解析プログラム(ABAQUS Explicit)の信頼性と適用の可否を確認した。第3段階として、実モデルに相当するボルト接合部モデルの終局耐力に至るまでの数値解析を行い、摩擦係数の変動に対する挙動とすべり後の支圧状況に至って破壊に至るまでの挙動を解析した。引き続き、これらの数値解析の信頼性を確認することを主たる目的とした基本的な高力ボルト摩擦接合の試験体を作成し、実験を行った。試験体は4体で、実験変数は、摩擦接合面の処理方法(錆びとショットブラスト)と荷重形態(単調載荷と繰返し載荷)およびボルト穴形状(円形とスロットホール)である。この結果、本数値解析で高力ボルト摩擦接合部の挙動を把握できるという結論を得た。実大の鋼管柱-H形鋼梁の実験を行うとともに数値解析を行った。さらに、過去の実験を対象とした数値解析も行い、本解析手法の有用性を示した。今後、新たな接合部の開発に当たって有効な手段となることを示唆することができた。