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本研究の一貫した目的は、正負交番の軸力を受ける角形鋼管などの閉断面の鋼部材が、局部座屈断面で破断に到るときの力学的メカニズムを明らかにし、併せて、破断に到るまでのエネルギーの吸収能を把握することにあった。また、実験変数と弾塑性挙動の関係を把握することも重要な目的とした。
試験体は、主として冷開成形角形鋼管としたが、初年度では円形鋼管も対象とした。主な実験変数は、幅厚比、細長比、載荷経路である。研究は、主として、曲げ座屈と局部座屈が連成する場合を対象としたが、阪神・淡路大震災で、短い鋼柱が曲げ座屈に速成しない局部座屈断面で破断に到った事例が生じたので、研究の最終年度では、主として短い柱を対象とした。
一連の研究で、以下の結論を得た。
1) き裂が将来発生するであろう箇所のひずみは、載荷履歴の進展にともない振幅を繰り返しながら大きく圧縮に偏り、その引き戻しによりき裂が発生する。
2) 計測したひずみ履歴から応力履歴を推定し、その履歴曲線を骨格化したところ、き裂の発生は、一様伸びをはるかに超えた時点で生じた。
3) き裂の発生は円形鋼管より角形鋼管の方が早く、断面形状の影響を強く受ける。その影響は細長比や幅厚比の影響より大きい。
4) 幅厚比の大きい試験体ほど早期にき裂が発生し、き裂の発生に到るまでのエネルギーの吸収能は小さい。
5) 筋かいや柱を想定した通常の範囲の細長比では、細長比が小さいとき破断までのエネルギー吸収能が高い。細長比が大きくなるに従って、エネルギーの吸収能は一旦低下してまた上昇する。
6) 曲げ座屈に連成するしないにかかわらず破断に到るメカニズムは同一である。
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