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トラス梁柱材における個材の弾塑性座屈挙動を考慮した梁要素モデルに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13650621
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
研究機関東京工業大学

研究代表者

元結 正次郎  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (60272704)

研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワード弾塑性梁要素 / 塑性化領域 / ひずみ硬化 / バウシンガー効果 / 弾塑性座屈 / 個材座屈 / 塑性領域 / 降伏関数 / 繰返し載荷 / 長方形断面 / 数値シミュレーション / トラス梁 / 耐震性能 / 崩壊
研究概要

著者らの一連の研究により、個材の降伏や座屈を含むトラス梁の挙動を単一要素にて解析するために必要な基本プラットフォームはほぼ完成されていると考えられる。しかしながら、個材座屈の影響を考慮したトラス梁要素では、個材の材料特性として完全弾塑性を採用しており、硬化特性あるいはバウシンガー効果を有する実挙動と比べると結果に大きな隔たりがある。そこで、本研究では、個材の硬化特性あるいはバウシンガー効果を合理的に考慮するための「個材に対する梁要素モデル」を提案している。具体的には、ここで提案する梁要素モデルは、従来の一般化塑性ヒンジモデルと同等の簡便さを残しつつ、一般化塑性ヒンジモデルでは考慮されない、塑性化領域長の影響、ならびに、硬化則およびバウシンガー効果の影響をも合理的に考慮しうるものである。本論文で得られた結論を列挙する。
1.力学的に明快なトラス梁を対象として、局所のひずみ硬化の現象による塑性領域長の変化が材端力に及ぼす影響について数値解析を通して検証するとともに、塑性化領域の広がりを考慮する上での基本的な考え方を明らかにした。
2.個材を2フランジ断面を有する梁として表現し、ひずみ硬化および塑性化領域の広がりを考慮する力学モデルを構築した。局所的な硬化は混合硬化を考慮したバイリニアモデルに限定して定式化をおこない、提案モデルと有限要素法による精解とを比較することにより妥当性の検証を示した。
3.2で構築した力学モデルに、バウシンガー効果の影響を付加させ、塑性化によるエネルギー散逸を正当に評価する力学モデルへと拡張・展開した。さらに、提案モデルと有限要素法による精解とを比較することにより妥当性の示した。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] 元結正次郎, 白奇烈, 金子健作: "ひずみ硬化および塑性領域長を考慮した弾塑性梁要素に関する一考察-繰返し載荷を受ける場合-"日本建築学会構造系論文集. 563. 99-106 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 元結正次郎, 三明雅幸, 羽田浩二, 竹内義高: "ひずみ硬化および塑性領域長を考慮した弾塑性梁要素に関する一考察-繰返し載荷を受ける場合-"日本建築学会構造系論文集. 568. 107-113 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shojiro MOTOYUI, Ki Youl Beak, Kensaku KANEKO: "A STUDY ON ELASTO-PLASTIC BEAM ELEMENT CONSIDERED PLASTIC HARDENING AND PLASTIC REGION SIZE -Under monotonic loading -"JOURNAL OF STRUCTURAL AND CONSTRUCTION ENGINEERING. No.563. 99-106 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shojiro MOTOYUI, Masayuki MIAKE, Kouji HADA, Yoshitaka TAKEUCHI: "A STUDY ON ELASTO-PLASTIC BEAM ELEMENT CONSIDERED PLASTIC HARDENING AND PLASTIC REGION SIZE -Under cyclic loading-"JOURNAL OF STRUCTURAL AND CONSTRUCTION ENGINEERING. No.568. 107-113 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 金子健作, 元結正次郎: "局所的塑性化を考慮した矩形断面の弾塑性評価手法"第53回理論応用力学講演会 講演論文集. 343-344 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 元結 正次郎他: "ひずみ硬化および塑性域の広がりを考慮した弾塑性梁要素に関する一考察"日本建築学会構造系論文集. 54. 237-243 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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