溶接未溶着を有する鋼構造物の延性き裂の発生に対する評価手法の開発に関する研究

• 研究課題/領域番号: 24560588
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造工学・地震工学・維持管理工学
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 葛 漢彬 名城大学, 理工学部, 教授 (90262873)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 鋼構造 / 鋼製橋脚 / 溶接欠陥 / 延性き裂 / 脆性破壊 / 耐震性能 / 繰り返し載荷実験 / 弾塑性解析 / 鋼製梁－柱隅角部 / 切欠き / 鋼製梁ー柱隅角部 / 溶接仕上げ性状 / 鋼製梁-柱部接合部

研究成果の概要

本研究では，実際に溶接未溶着が問題となった鋼製橋脚の隅角部を想定し，完全溶け込み溶接が要求される高い応力レベルが発生する溶接継手において，溶接未溶着が存在する場合における地震時極低サイクル疲労下における破壊挙動の解明を実験および解析の両面から試み，破壊挙動に対する基礎データを提供すると共に，極低サイクル疲労発生の初期段階における延性き裂発生の照査法を提案，検証を行った．また，実構造物における溶接仕上げ等に対する考察を行うと共に，実設計における照査法の検討を行った．

研究成果

• [雑誌論文] Experimental and Ductile Fracture Model Study of Single-Groove Welded Joints under Monotonic Loading (2015)
  • 著者名/発表者名: Kang, L., Ge, H.B. and Kato, T.
  • 雑誌名: Engineering Structures 巻: 85(2) ページ: 36-51
  • DOI: 10.1016/j.engstruct.2014.12.006
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 溶接継手の破壊メカニズムの解明に関する基礎的研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 加藤友哉，康 瀾，葛 漢彬
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1（構造・地震工学） 巻: 71(4)
  • NAID: 130005100200
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] せん断応力と引張応力が作用する鋼材の延性破壊メカニズムの解明に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠原一輝，賈良玖，加藤弘務，葛 漢彬
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1（構造・地震工学） 巻: 71(4)
  • NAID: 130005100196
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ルートギャップを有さない継手溶接部の未溶着比率が鋼製橋脚隅角部の延性き裂発生・進展に及ぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 加藤弘務，葛 漢彬，羽田新輝
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1（構造・地震工学） 巻: 71(4)
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Predicting Ductile Crack Initiation in Steel Bridge Piers with Unstiffened Box Section under Specific Cyclic Loadings using Detailed and Simplified Evaluation Methods (2015)
  • 著者名/発表者名: Kang, L. and Ge, H.B.
  • 雑誌名: International Journal of Advances in Structural Engineering 巻: 18
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental Study on Cracking of Thick-walled Welded Beam-column Connections with Incomplete Penetration in Steel Bridge Piers (2014)
  • 著者名/発表者名: Jia, L.J., Ge, H.B., Suzuki, T. and Luo, X.Q.
  • 雑誌名: Journal of Bridge Engineering, ASCE 巻: 20(4) 号: 4
  • DOI: 10.1061/(asce)be.1943-5592.0000659
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of Post Weld Treatment on Cracking Behaviors of Beam-Column Connections in Steel Bridge Piers (2014)
  • 著者名/発表者名: Jia, L.J., Ge, H.B. and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Steel & Composite Structures 巻: 17(5) 号: 5 ページ: 687-704
  • DOI: 10.12989/scs.2014.17.5.687
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental Study on Seismic Performance of Partial Penetration Welded Steel Beam-Column Connections with Different Fillet Radii (2014)
  • 著者名/発表者名: Ge, H.B., Jia, L.J., Kang, L. and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Steel & Composite Structures 巻: 17(6) 号: 6 ページ: 851-865
  • DOI: 10.12989/scs.2014.17.6.851
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ductile Crack Initiation and Propagation in Steel Bridge Piers Subjected to Random Cyclic Loading (2014)
  • 著者名/発表者名: Ge, H.B. and Kang, L.
  • 雑誌名: Engineering Structures 巻: 59 ページ: 809-820
  • DOI: 10.1016/j.engstruct.2013.12.006
  • NAID: 130005060379
  • 査読あり
• [雑誌論文] 異なる未溶着高さを有する鋼製橋脚隅角部の耐震性能に及ぼす十字継手部の溶接ビード脚長とフィレット半径の影響に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 羽田 新輝，葛 漢彬
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1（構造・地震工学） 巻: 70
  • NAID: 130004557052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extremely Low Cycle Fatigue Tests of Thick-walled Steel Bridge Piers (2013)
  • 著者名/発表者名: Ge, H.B. and Kang, L.
  • 雑誌名: Journal of Bridge Engineering, ASCE 巻: 18 号: 9 ページ: 858-870
  • DOI: 10.1061/(asce)be.1943-5592.0000429
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent Research Developments in Ductile Fracture of Steel Bridge Structures (2013)
  • 著者名/発表者名: Ge, H.B., Kang, L. and Hayami, K.
  • 雑誌名: Journal of Earthquake and Tsunami 巻: 7 号: 03 ページ: 1350021-1350021
  • DOI: 10.1142/s1793431113500218
  • 査読あり
• [雑誌論文] 無補剛断面鋼製橋脚の延性き裂に対する簡易照査法の再検討－構造パラメータがひずみ集中補正係数に及ぼす影響－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 森 翔吾，葛 漢彬，萩野勝哉，康 瀾
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1（構造・地震工学） 巻: Vol.69，No.4
  • NAID: 130004556961
  • 査読あり
• [雑誌論文] 小さなフィレットを有する鋼製橋脚隅角部の未溶着高さが延性破壊に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 速水 景，葛 漢彬，羽田 新輝，森 翔吾，鈴木 俊光
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1（構造・地震工学） 巻: Vol.69，No.4
  • NAID: 130004556951
  • 査読あり
• [雑誌論文] 溶接脚長および溶け込み深さが鋼製橋脚隅角部の延性き裂発生・進展に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 羽田 新輝，葛 漢彬，速水 景，鈴木 俊光
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1（構造・地震工学） 巻: Vol.69，No.4
  • NAID: 130004557011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predicting ductile crack initiation of steel bridge structures due to extremely low cycle fatigue using local and nonlocal models (2012)
  • 著者名/発表者名: KANG Lan, GE Hanbin
  • 雑誌名: Journal of Earthquake Engineering 巻: Vol. 17, No. 3 号: 3 ページ: 623-643
  • DOI: 10.1080/13632469.2012.746211
  • 査読あり
• [学会発表] 溶接ビードの有無による溶接継手の延性破壊への影響に関する実験的研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 加藤友哉，賈 良玖，葛 漢彬
  • 学会等名: 土木学会中部支部平成26年度研究発表会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 2015-03-06
• [学会発表] 繰り返し荷重下でせん断応力と引張応力が同時に作用する鋼材の延性破壊実験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠原一輝，賈 良玖，加藤弘務，葛 漢彬
  • 学会等名: 土木学会中部支部平成26年度研究発表会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 2015-03-06
• [学会発表] せん断応力と引張応力が作用する鋼材の延性破壊実験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 篠原一輝，賈 良玖，加藤弘務，葛 漢彬
  • 学会等名: 土木学会第34回地震工学研究発表会
  • 発表場所: まちなかキャンパス長岡（新潟県長岡市）
  • 年月日: 2014-10-09 – 2014-10-10
• [学会発表] ルートギャップを有さない十字継手部の溶接欠陥が鋼製橋脚梁－柱接合部の延性き裂発生・進展に及ぼす影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 葛 漢彬，加藤弘務，羽田新輝
  • 学会等名: 土木学会第34回地震工学研究発表会
  • 発表場所: まちなかキャンパス長岡（新潟県長岡市）
  • 年月日: 2014-10-09 – 2014-10-10
• [学会発表] 切り欠き位置がレ形開先溶接継手の破壊性状に及ぼす影響に関する実験および解析的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤友哉，康 瀾，葛 漢彬
  • 学会等名: 土木学会第34回地震工学研究発表会
  • 発表場所: まちなかキャンパス長岡（新潟県長岡市）
  • 年月日: 2014-10-09 – 2014-10-10
• [学会発表] 切り欠きの有無によるレ形開先突合溶接鋼部材の力学特性に及ぼす影響に関する解析的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤友哉，康 瀾，葛 漢彬
  • 学会等名: 土木学会第69回年次学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [学会発表] 繰り返し引張・圧縮荷重を受ける鋼管ブレース材の座屈とき裂の連成に関する弾塑性有限変位解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤友哉，康 瀾，葛 漢彬
  • 学会等名: 第17回性能に基づく橋梁等の耐震設計に関するシンポジウム
  • 発表場所: 土木学会（東京）
  • 年月日: 2014-07-01 – 2014-07-02
• [学会発表] A Prediction Model for Ductile Fracture of Steel Bridge Piers (2013)
  • 著者名/発表者名: Kang, L., Ge, H.B. and Maruyama, R.
  • 学会等名: 第18回計算工学講演会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] 非対称な溶接未溶着を有する鋼はり-柱接合部のき裂発生に関する繰り返し弾塑性解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 羽田新輝，山本和輝，森 翔吾，葛 漢彬
  • 学会等名: 第18回計算工学講演会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] 異なる溶接部脚長を有する鋼はり-柱接合部のき裂発生に関する繰り返し弾塑性解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森 翔吾，山本洋平，葛 漢彬
  • 学会等名: 第18回計算工学講演会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] 未溶着が内在する鋼製橋脚の耐震性能に及ぼす梁－柱接合部における溶接性状の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 羽田新輝，葛 漢彬
  • 学会等名: 第16回性能に基づく橋梁等の耐震設計に関するシンポジウム
  • 発表場所: 土木学会（東京）
• [学会発表] 非対称な溶接未溶着部が鋼製橋脚の延性き裂発生に与える影響の再検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 羽田新輝，葛 漢彬，加藤 弘務，森 翔吾
  • 学会等名: 木学会第68回年次学術講演会
  • 発表場所: 日本大学（千葉県習志野市）
• [学会発表] 鋼製橋脚隅角部における十字継手部の溶接性状が変形能・エネルギー吸収量に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 羽田新輝，葛 漢彬
  • 学会等名: 土木学会第33回地震工学研究発表会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] 未溶着を有する鋼製橋脚隅角部の耐震性能に及ぼすフィレット寸法の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 速水 景，羽田新輝，森 翔吾，鈴木俊光，葛 漢彬：
  • 学会等名: 第15回性能に基づく橋梁等の耐震設計に関するシンポジウム
  • 発表場所: 土木学会
• [学会発表] Pushover解析を用いた延性き裂簡易照査法に関する解析的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森 翔吾，萩野勝哉，葛 漢彬
  • 学会等名: 土木学会第67回年次学術講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 未溶着を有する梁－柱部材の十字継手溶接脚長が延性き裂発生に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊光，速水 景，羽田新輝，葛 漢彬
  • 学会等名: 土木学会第67回年次学術講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 未溶着を有する梁－柱鋼部材のフィレット半径が延性き裂発生に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 速水 景，鈴木俊光，森 翔吾，葛 漢彬：
  • 学会等名: 土木学会第67回年次学術講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 未溶着を有する鋼梁－柱部材の未溶着高さが延性き裂発生に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 羽田新輝，速水 景，鈴木俊光，葛 漢彬：
  • 学会等名: 土木学会第67回年次学術講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Mesh-size Effect Study of Extremely Low Cycle Fatigue Life Prediction for Steel Bridge Piers by Using Different Models (2012)
  • 著者名/発表者名: Kang, L., Ge, H.B.
  • 学会等名: 土木学会第32回地震工学研究発表会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] フィレットを設けない鋼製橋脚隅角部の未溶着高さが延性破壊に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 速水 景，葛 漢彬，羽田新輝，森 翔吾，鈴木 俊光
  • 学会等名: 土木学会第32回地震工学研究発表会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] 溶接脚長および溶け込み深さが鋼製橋脚隅角部の延性き裂発生・進展に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 羽田新輝，葛 漢彬，速水 景，鈴木 俊光
  • 学会等名: 土木学会第32回地震工学研究発表会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] 鋼製橋脚の延性き裂に対する簡易照査法の再検討－構造パラメータがひずみ集中補正係数に及ぼす影響－ (2012)
  • 著者名/発表者名: 森 翔吾，萩野勝哉，葛 漢彬，康 瀾
  • 学会等名: 土木学会第32回地震工学研究発表会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] Recent Research Developments in Ductile Fracture of Steel Bridge Structures (2012)
  • 著者名/発表者名: Ge, H.B., Kang, L. and Hayami, K.
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Structural Engineering
  • 発表場所: Wuhan, China
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental Investigation of Ductile Failure of Steel Bridge Piers (2012)
  • 著者名/発表者名: Kang, L., Ge, H.B. and Hada, S.
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Structural Engineering
  • 発表場所: Wuhan, China
• [学会発表] 繰り返し荷重を受ける鋼管ブレース材の延性き裂発生・進展・破壊の数値シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 稲垣雄己，康 瀾，賈 良玖，葛 漢彬
  • 学会等名: 土木学会中部支部平成25年度研究発表会
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] 異なる載荷パターンが溶接未溶着を有する鋼梁－柱部材の延性き裂発生に及ぼす影響に関する研究
  • 著者名/発表者名: 東 武志，羽田新輝，葛 漢彬
  • 学会等名: 土木学会中部支部平成25年度研究発表会
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] 切欠きを有するレ型突合溶接鋼部材の力学特性に関する研究
  • 著者名/発表者名: 加藤友哉，東城達哉，康 瀾，賈 良玖，葛 漢彬
  • 学会等名: 土木学会中部支部平成25年度研究発表会
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] 異なる溶接部脚長を有する鋼はり－柱接合部の耐震解析
  • 著者名/発表者名: 森 翔吾，山本洋平，葛 漢彬，吉田直樹
  • 学会等名: 土木学会中部支部平成24年度研究発表会
  • 発表場所: 愛知工業大学
• [学会発表] 非対称な溶接未溶着を有する鋼はり－柱接合部の耐震解析
  • 著者名/発表者名: 羽田新輝，山本和輝，森 翔吾，葛 漢彬
  • 学会等名: 土木学会中部支部平成24年度研究発表会
  • 発表場所: 愛知工業大学
• [学会発表] 鋼製橋脚隅角部の構造ディテールが十字継手の未溶着端部破壊に及ぼす影響
  • 著者名/発表者名: 速水 景，葛 漢彬，蔵原 英児
  • 学会等名: 土木学会中部支部平成24年度研究発表会
  • 発表場所: 愛知工業大学