| 研究分担者 |
小野木 宏 日本鋼管(株), 重工研究所, 構造研究室長
高 允宝 長崎総合科学大学, 工学部, 助教授 (70103398)
福岡 哲二 (株)三井造船昭島研究所, 主任研究員
為廣 正起 広島大学, 工学部, 教授 (70155274)
ONOGI Hiroshi Heavy Engineering Institute, Nippon Kokan
FUKUOKA Tetsuji Mitsui Zosen Akishima Institute
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| 研究概要 |
浮遊式海洋構造物の代表的機種である半潜水式構造のカラムとブレースの継手は内部補強部材を有する複雑な構造となっている. 代表的な実機に関する継手補強形式の調査から, ブレースをカラム外表面に溶接し, その受けとしてカラム内部にリングガーダー等を配置する形式およびブレースを円断面のままカラム内部へ挿入し, カラム内部のブレース中心軸位置に設けた水平なダイヤフラムや垂直なバルクヘッドでこれを受ける形式を対象として, これらの力の伝達, 座屈崩壊強度, 疲労強度の特性を把握し, 内部補強法についての標準的な考え方を研究するものとした.
此の種の継手に作用する荷重について, 代表的な実機に関する解析結果から, カラム端部やブレース端部に作用する荷重を12個の基本荷重パターンの組合せで表現することが出来ることを見出した. 中でも, ブレースに軸力を生じさせる荷重パターンが継手強度にとって重要であることが確認されたので以後では主にブレースに軸荷重を作用させる荷重パターンを扱った.
力の伝達メカニズムを明らかにするための, 内部補強部材を1種類あるいは数種類組合せた小型アクリル模型による実験及びFEM解析から, ブレースをカラム内部に貫入させ, これをダイヤフラムで受ける形式が最も効率的であることが確認された. 座屈崩壊強度の面からは上述の形式およびこれと形式上類似と考えられる, 貫入ブレース, 垂直ガーダー, リングガーダーの型式が有利であることが判明した. 後者の場合, 適切なフェイス材断面積とリングガーダーのウエブに設けるトリピングブラケットの配置が重要である. 小型及び大型鋼製模型の疲労実験からも貫入ブレースとダイヤフラムの形式の耐疲労強度有効性が立証された.
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