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鋼構造ラーメン骨組における接合部パネルのせん断挙動が部材の曲げ挙動に与える影響

研究課題

研究課題/領域番号 11650585
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 建築構造・材料
研究機関神戸大学

研究代表者

田渕 基嗣 (田淵 基嗣)  神戸大学, 自然科学研究科, 教授 (20031130)

研究分担者 田中 剛  神戸大学, 工学部, 助教授 (90243328)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2000年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1999年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード接合部パネル / パネル梁耐力比 / 溶接部詳細 / シャルピー吸収エネルギー / 歪集中 / 脆性破壊 / 塑性変形能力 / 遷移温度 / 有限要素解析 / パネル耐力比 / スカラップ
研究概要

鋼構造柱梁接合部パネルの全塑性耐力と梁の全塑性耐力の比(パネル梁耐力比)が1に近い場合について,梁材の衝撃特性値,柱の断面形状およびパネル梁耐力比を実験因子とする十字形試験体の逆対称載荷実験を行うとともに,弾塑性有限要素法による数値解析を行い,接合部パネルのせん断変形が梁の曲げ挙動に与える影響を調べた結果,以下の新たな知見を得た。
1.接合部パネルのせん断変形により梁端部には局所的な2次曲げ応力が生じ,梁端の歪集中点(スカラップ底,梁フランジ端部)の歪を増加させる。この影響はパネル梁耐力比が小さいほど大きい。
2.梁フランジの鋼材の靱生が十分に高ければ,2次的な曲げによる歪の増大があっても早期の脆性破壊は生じ難いので,パネル梁耐力比が小さい方が接合部パネルの塑性化が進行する結果,骨組としての塑性変形能力は大きくなる。
3.フランジの鋼材の靭性が低い場合では,パネル梁耐力比が0.85でも梁フランジの破壊が生じた。本実験では,破壊形式が延性的か脆性的かはパネル梁耐力比よりも実験温度に依存しており,梁フランジ材の遷移温度が室温レベルであるため,柱断面形状によらず実験温度が低いほど脆性的破壊が生じる傾向が顕著であった。既往の実験で早期の破壊が生じたのも同様の理由によるものと考えられる。
以上の実験および数値解析結果を総合すると,パネル梁耐力比が小さいほどパネルの塑性化が進行し,骨組の塑性変形能力は大きくなるが,梁あるいは溶接部の破壊靭性が低い場合は早期の脆性破壊が生じる可能性があるので,パネル梁耐力比が0.85程度でパネル降伏が先行するような場合でも低靭性の鋼材を使用することを避けたり,あるいは,延性亀裂の発生を防ぐため溶接部詳細を改善することが必要である。

報告書

(3件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] 川島 伯典: "角形鋼管柱・梁接合部パネルのせん断変形が梁の弾塑性挙動に及ぼす影響"日本建築学会近畿支部構造系研究報告集. 第40号. 213-216 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川島 伯典: "パネルのせん断変形が梁の曲げ挙動に及ぼす影響-その1.パネル梁耐力比を変化させた実験-"日本建築学会2000年度大会学術講演梗概集C-1. 構造III. 647-648 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田渕 基嗣: "柱梁接合部パネルのせん断変形が梁の曲げ挙動に及ぼす影響"日本建築学会近畿支部構造系研究報告集. 第41号. 221-224 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 難波 尚: "パネルのせん断変形が梁の曲げ挙動に及ぼす影響-その2.柱断面形状を変化させた実験-"日本建築学会2001年度大会学術講演梗概集C-1. 構造III. 873-874 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田渕 基嗣: "パネルのせん断変形が梁の曲げ挙動に及ぼす影響-その3.数値解析および考察-"日本建築学会2001年度大会学術講演梗概集C-1. 構造III. 875-876 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TOMONORI KAWASHIMA: "Effects of Shear Behavior of Column-to-Beam Joint Panel on Beam Elastic-Plastic Behavior"Structural Report of Kinki Branch of the AIJ. No. 40. 213-216 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TOMONORI KAWASHIMA: "Effects of Shear Behavior of Column-to-Bearn Joint Panel on Beam Flexural Behavior -Part 1. Effects of Panel-to-Beam Strength Ratio-"Summaries of Technical Papers of Annual Meeting AIJ. Structures III. 647-648 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] MOTOTSUGU TABUCHI: "Effects of Shear Behavior of Column-to-Beam Joint Panel on Beam Flexural Behavior"Structural Report of Kinki Branch of the AIJ. No. 41. 221-224 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] NAMBA HISASHI: "Effects of Shear Behavior of Column-to-Beam Joint Panel on Beam Flexural Behavior -Part 2. Effects of Column Section-"Summaries of Technical Papers of Annual Meeting AIJ. Structures III. 873-874 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] MOTOTSUGU TABUCHI: "Effects of Shear Behavior of Column-to-Beam Joint Panel on Beam Flexural Behavior -Part 3. FE Analysis ana Discussion-"Summaries of Technical Papers of Annual Meeting AIJ. Structures III. 875-876 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川島伯典: "角形鋼管柱・梁接合部パネルのせん断変形が梁の弾塑性挙動に及ぼす影響"日本建築学会近畿支部研究報告集構造系. 第40号. 213-216 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 川島伯典: "パネルのせん断変形が梁の曲げ挙動に及ぼす影響-その1.パネル梁耐力比を変化させた実験-"日本建築学会2000年度大会学術講演梗概集C-1. 構造III. 647-648 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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