| 研究概要 |
構造用鋼材として,近年の技術の向上により我国でも製作が可能となった圧延変厚鋼板(LP鋼材,テ-パ-プレート)は,板の長手方向に板厚が連続的に変化するものである。この圧延変厚鋼板を鋼桁のフランジとして使用すれば,鋼重の節約および製作工程の減少による合理化により建設コストの節約が可能になる。圧延変厚鋼板は,残留応力分布,初期たわみ形状といった初期不整量に関するデータは殆ど無い状態であり,圧延変厚鋼板を用いた構造部材の極限強度に関して行われた研究も数少ない。初期不整量などの基礎データの収集を行い,板要素としての基本強度特性および圧縮フランジとしての局部座屈特性を明らかにすることが本研究の主たる目的であった。
まず,変厚形態を正確に考慮できるように,本アイソパラメトリックシェル要素を用いた弾塑性有限変位解析プログラムを改良し,様々な応力状態を再現できるようにせん断力を付加できる制御法を取り入れた。次に,降伏応力度の板厚変化による影響,残留応力分布に与える影響,およびその変厚形態によって初期たわみ形状に与える影響について調べ,その特性を明らかにした。圧延変厚鋼板の初期不整量に関する基礎データを収集し整理した後に,極限強度特性についての検討を行った。
自由突出板および周辺支持板に関しては,板パネルとしての強度を代表する等価幅厚比を算出し,これを用いて設計に適用できる強度評価式を作成した。補剛板に関しては,補剛材が取り付けられたことによる偏心圧縮の状態を改良するために,評価する板パネルの前後に長さを調整できるパネルを取り付けて解析する手法を開発した。等厚の板の解析と比較することによって,変厚補剛板の座屈強度特性を把握し,強度評価法を提案した。
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