単層2方向格子ラチスシェルの座屈設計法に関する研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09650636
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 藤本 益美 大阪市立大学, 工学部, 助教授 (50117983)
• 研究分担者: 谷口 与史也 大阪市立大学, 工学部, 助教授 (30254387)
• キーワード: 単層ラチスシェル / 2方向格子 / PC鋼棒 / 初期軸力 / 座屈荷重 / HPシェル

研究概要

1.PC鋼棒を組み込んだ平面正方形の単層2方向格子HPシェルを対象とし、初期軸力導入実験、鉛直荷重載荷実験を行い、HPシェルの基本的な力学性状ならびにPC鋼棒の初期軸力がHPシェルの荷重変形性状に及ぼす効果を調べた。HPラチスシェルの性状について得られた結果を以下に記す。1)PC鋼棒による初期軸力が導入された場合に、変位反転荷重は、初期軸力がない場合に比べて7割程度上昇した。2)部材の軸力は、メインサグ部材と外部境界上部材がその他の部材に比べて大きかった。3)外部境界上部材接合部の離間はPC鋼棒の初期軸力の値によらずほぼ同じ荷重で生じた。4)境界上節点の鉛直変位の反転、ならびに境界上節点に連結する外周部材接合部の離間によって、HPシェル全体の挙動変化につながった。今後の課題としてHPラチスシェルの力学的性状の把握、HPラチスシェルにおける座屈耐力とPC鋼棒の初期軸力量との関係や解析との比較が挙げられる。
2.テンション材としてPC鋼棒の配置とPC鋼棒による軸力導入が、単層2方向格子ラチスシェルの座屈荷重におよぼす効果を、離散的取扱法による数値解析によって検討した。以下に得られた結果を記す。1)格子対角にテンション材を配置した単層2方向格子ラチスシェルは、テンション材を有していない2方向格子ラチスシェルに比べて座屈荷重が1.5〜3倍程度増加する。2)テンション材の導入軸力量の調整により、テンション材の配置による効果よりも更に大きな座屈荷重の増加が認められた。3)テンション材の配置だけでは、単層2方向格子ラチスシェルの座屈荷重が増加しない場合があり、テンション材が機能するために必要な初期導入軸力が存在する。

研究成果

• [文献書誌] Fujimoto, M.: "Buckling Experiments of Single Layer Two Way Grid Dome Prestressed by PC Bar under Gravity Load"Proceedings of the IASS 40th Anniversary Congress, Madrid. 1. B2.1-B2.10 (1999)
• [文献書誌] 今井克彦: "PC鋼棒を組み込んだ単層2方向格子ドームの座屈実験 その1 実験計画と初期軸力導入実験"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1 構造 I. 897-898 (1999)
• [文献書誌] 九嶋壮一郎: "PC鋼棒を組み込んだ単層2方向格子ドームの座屈実験 その2 中央集中載荷実験と非対称載荷実験"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1 構造 I. 899-900 (1999)
• [文献書誌] 藤本益美: "PC鋼棒を組み込んだ単層2方向格子ドームの座屈実験 その3 解析結果と実験結果との比較"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1 構造 I. 901-902 (1999)
• [文献書誌] 九嶋壮一郎: "PC鋼棒により初期軸力が導入された単層2方向格子ドームの屈座性状に関する研究"第49回理論応用力学講演会講演論文集. 49. 211-212 (2000)
• [文献書誌] 岡本圭生: "PC鋼棒を組み込んだ単層2方向格子HPシェルの中央集中載荷実験について"日本建築学会近畿支部研究報告集構造系. 40. (2000)
• [文献書誌] 九嶋壮一郎: "テンション材を組み込んだ単層2方向格子シェルの座屈性状に関する数値解析"日本建築学会近畿支部研究報告集構造系. 40. (2000)