| 研究課題/領域番号 |
11555150
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 展開研究 |
|---|
| 研究分野 |
建築構造・材料
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
中島 正愛 京都大学, 防災研究所, 教授 (00207771)
|
|---|
| 研究分担者 |
五十嵐 秀一 理研精機(株), 開発課長(研究職)
吹田 啓一郎 京都大学, 防災研究所, 助教授 (70206374)
井上 一朗 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40029294)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
|
| キーワード | 完全崩壊 / 損傷評価 / 構造実験 / オンライン実験 |
|---|
| 研究概要 |
本研究では、「構造物の完全崩壊を実験室で再現する」ことを主題とし、構造物の完全崩壊に関する実験情報を獲得する新しい実験システムを考案するとともに、このシステムを用いた実験から得られた結果を詳細に分析することによって鋼構造骨組の完全崩壊挙動を考察する。完全崩壊に至るまでの挙動を追跡するために、超ロングストロークジャッキを用いた加力システム、ディジタル変位計を用いた変位計測システム、コンピュータコントロールによる変位制御システムからなる実験システムを構築した。次いでこのシステムを用いて、鋼構造骨組の主要構成要素である鋼梁と鋼柱に対して、完全に破断する時点もしくは鉛直荷重を支えられなくなる時点にまで至る挙動を実験室で再現した。これらの実験の結果、(1)超大変形領域においては強幾何学的非線形性によって、本来曲げによる抵抗要素である梁が軸力に抵抗する筋違い的な役割を果たすこと、(2)この役割は超大変形領域における耐力上昇の要因となること、(3)柱の完全崩壊は亀裂の進展と破断によって支配され、一方軸圧縮力の存在は亀裂・破断の進展を抑制する効果を持つこと、(4)従って、適度な圧縮力の作用は完全崩壊限界を向上させること、などが明らかになった。いずれの知見も、従来の実験から得られた結果とは際だった違いを有している。さらに、材料非線形性と幾何学的非線形性を考慮した有限要素法数値解析を実施し、実験結果を模擬することから数値解析の適用限界を明示した。強非線形挙動に対する数値解析の精度は高いが、局部座屈の伸長によって柱の管壁が互いに接触しあうような、トポロジー変化が顕著な挙動については、この種の数値解析に限界があることを明らかにした。
|
