研究課題
本研究の最終目的は，鋼構造建物の溶接接合部における脆性破壊を防止するための欠陥の評価基準の策定である．建築構造用鋼材は材料の破壊靱性が比較的高いため，脆性破壊発生前に欠陥周囲が大きく降伏し，亀裂先端から延性亀裂が大きく進展する場合が多い．そこで本研究では，欠陥形状・寸法と延性亀裂進展量の関係を調べるために，通しダイアフラム形式柱梁接合部をモデル化した試験体に，塑性拘束の弱い表面欠陥となる切欠きを挿入し，欠陥から進展した延性亀裂を起因とする脆性破壊を再現する繰返し載荷実験を行っている．昨年度は梁フランジ開先面上にアルミニウム板を貼付して本溶接を行うことにより溶接始終端部角部に表面欠陥を挿入し，実験を行った．その結果，欠陥から進展する延性亀裂の進展量とFE解析から求めた塑性拘束の度合いとの間に一定の関係が確認できたが，一義的なものであるかの確証が得られなかった．そこで，本年度は銅版を用いて欠陥を挿入し，同様の実験を行った．破壊靱性試験を用いて，FE解析により亀裂先端の破壊駆動力と応力状態から塑性拘束を考慮する手法の有効性を検討した結果，Toughness Scaling Model（TSM）の応用のみでは塑性拘束を的確に考慮できない場合があることが確認できた．即ち，実験では亀裂先端の鋭敏性に応じて破壊靱性は異なるが，解析上では応力三軸度に違いが生じず，等価な応力状態を想定することにより塑性拘束の影響を考慮する方法では，鋭敏性の違いを表現できない．更に，欠陥の鋭敏性だけではなく，欠陥形状は同じでも亀裂深さによりTSMが適用できない範囲があることも明らかとなった．そこで，この手法における欠陥の有効範囲を設定することで本課題を終了し，次の課題として範囲外の欠陥に対する別の評価手法を検討した．なお，本研究成果は9月に開催される国際溶接学会のXV委員会にて発表する．
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Journal of Structural Engineering
巻: Vol. 138, No. 6 ページ: 744-752
10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000507
Tubular Structures
巻: XIV ページ: 351-358
