| 研究概要 |
本研究の目的は,鋼筋違および軸力が卓越する鋼柱の弾塑性挙動,エネルギーの吸収能,及び局部座屈に誘発される軸部破断の損傷過程と破断機構の解明である。この解明のために,筋違の繰返し載荷試験を行い,その部材性能を把握するとともに,亀裂発生箇所のひずみ履歴を追求した。このひずみ履歴から,応力履歴を推定して,破断に到る力学機構を把握するためには、鋼素材の大ひずみ域の応力-ひずみ履歴曲線の数式モデルが必要となることから,同一素材を用いて,単軸の圧縮-引張試験を行った。
筋違の実験の試験体は,冷間ロール成形角形鋼管と冷間成形形鋼管からなる両端ピンの筋違の単体である。実験変数は,細長比を主な変数として,その他に幅厚比及び熱処理(焼準)の有無とした。この実験から以下の知見が得られた。
1 破断までのエネルギーの吸収能は,細長比よりも幅厚比に大きく依存する。
2 筋違や柱を想定した通常の範囲の細長比では,細長比が小さいほどエネルギーの吸収能が高い。
3 細長比が変動するとき,エネルギーの吸収能の最も小さい中間域が存在する。
4 大地震時に許容される変形の範囲で論じると,細長比が小さいほど耐震性能が優れている。
素材の単軸圧縮・引張試験からは,応力-ひずみ曲線の数式をモデルを構築することができ,このモデルを用いて,亀裂発生箇所の応力履歴を算出し,その結果を骨格化したところ,亀裂の発生は,素材の持つ一様伸びを越えた段階で生じていることが判明した。
貴助成金は,主として試験体の製作費とひずみゲージの購入に充当した。
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