研究概要 |
まず、弾性座屈解析により、2方向面内力を受ける補剛板の座屈時の縦方向応力および横方向応力に関する座屈係数の相関曲線を作成すると共に、補剛板の弾性座屈強度が補剛材間の板パネルのそれに等しくなるに必要な最小の補剛材剛比が計算できる方法を提案した。 次に、有限要素法を用いた弾塑性有限変位解析により、2方向面内力を受ける補剛板の極限強度を多数計算した。解析モデルには、2本および4本の縦補剛材を片面に有する縦方向に無限に連続する補剛板を用いた。このパラメトリック解析により、補剛材剛比,補剛材本数,板パネルの幅厚比,縦横の作用応力比,初期たわみ,および残留応力が補剛板の極限強度に及ぼす影響を明かにした。さらに、極限状態における縦方向平均応力度と横方向平均応力度に関する相関曲線を多数作成した。この相関曲線は、縦方向圧縮力および横方向圧縮力をそれぞれ単独で受ける補剛板の極限強度、すなわち縦方向圧縮強度と横方向圧縮強度の関数としてシンプルな曲線で表現できることがわかった。したがって、縦・横方向圧縮強度が求まれば、この相関曲線を用いて2方向面内力を受ける補剛板の極限強度が計算できる簡易計算法を提案した。縦方向圧縮強度は、従来からよく用いられている柱モデル・アプローチを用いれば精度よく計算できることを明かにした。また、補剛板の横方向圧縮強度は、補剛材剛比が必要最小剛比の2分の1以上の場合には、補剛材間の板パネルの横方向圧縮強度に等しくなることが、弾塑性有限変位解析によって明かになった。このことは、試作した箱桁形式の座屈実験装置を用いた実験によっても確認することができた。板パネルの横方向圧縮強度については、弾塑性有限変位解析の結果を基に、簡単な数式で表せる耐荷力曲線を作成した。したがって、この耐荷力曲線を用いることにより、補剛板の横方向圧縮強度を計算することができる。
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