| 研究課題/領域番号 |
03402041
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| 研究種目 |
一般研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
土木構造
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| 研究機関 | 埼玉大学 (1994)
東京大学 (1991-1993) |
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研究代表者 |
西野 文雄 埼玉大学, 大学院・政策科学研究科, 教授 (90010777)
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| 研究分担者 |
岩熊 哲夫 東北大学, 工学部, 助教授 (60120812)
堀井 秀之 東京大学, 工学部, 助教授 (10181520)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1994
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| キーワード | 骨組鋼構造物 / 有効座屈長 / 設計 / 耐荷力 / 固有値解析 / 有限変位解析 / 等価初期不整 / 等価低減弾性係数 |
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| 研究概要 |
現行の鋼骨組構造物の設計体系は必ずしも合理的でない。特に、安定性の照査に使われる座屈長に関しては、様々な問題点が指摘されている。この点に鑑み、本研究では、耐荷力算定手法として、以下の3つを提案した。
1)接線剛性行列の固有値解析を行って、各断面での有効座屈長を決める方法を提案した。固有値解析を用いて有効座屈長を決めるとき、小さな圧縮力の働く断面が存在すると、その断面に対する有効座屈長が長くなり、耐荷力が過小評価されることが起こる。この問題は、断面の圧縮応力に拡大係数の概念を導入することにより、解決できることを明らかにした。
2)非線形構造解析を前提とした設計法を提案した。しかし、設計業務で、全ての非線形要因を取り入れた解析を行うのは現実的でない。このため、ここでは解析自体には幾何学的非線形性のみを取り入れ、材料非線形性、製作誤差、残留応力等は全て幾何的な初期不整(これを“等価初期不整"と称する)で考慮することとした。この解析では、部材応力が降伏点に達したときの荷重を持って構造物の耐荷力とした。
3)構造物によっては、等価初期不整の与え方が問題になる。そこで、初期不整に代えて、製作誤差、残留応力等の影響を弾性係数の中に取り込む手法を提案した。この弾性係数と等価低減弾性係数と呼び、内力の関数として定めた。この解析でも、部材応力が降伏点に達したときの荷重をもって構造物の耐荷力とした。
これらの解析法の有効性は、数値計算により検証した。いずれも明快な解析法であるため、これらをもとにすれば、より合理的な設計体系の確立が可能と考えられる。
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