座屈を伴って繰り返し大変形を受ける鋼板の構成則と地震時耐力

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650468
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 岩熊 哲夫 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60120812)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 後藤 文彦 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10261596)
• Keywords: 変形局所化 / 繰り返し載荷 / 弾塑性 / 非共軸塑性 / 有限要素法 / 安定問題

Research Abstract

地震時に鋼製橋脚が座屈を伴って崩壊する場合,座屈後の大変形を伴いながら終局状態に至る.性能照査型設計におけるそのような終局状態までの設計数値解析を,比較的簡単なモデルで実行できるようにするためには,その基本的な平板要素の巨視的な構成モデルがあると便利である.
本研究では,そういった基本的な一平板要素を取り出し,それが局部座屈しながら崩壊に至るまでの構成モデルを模索するものである.そのため,本研究では,実験的にその巨視的挙動の把握を試みている.
本年度は実験装置の治具調整を主とした,基礎的な予備実験を数十体実施した.載荷装置のアンカー部の締め具の程度によって座屈モードが微妙に変動する.そのため,座屈と降伏とが同じような荷重レベルで起こるようにすることの調整で若干の試行錯誤を行った.締め具の程度で,厳密な座屈挙動の予測が困難なため,若干実験的な結果のフィードバックに依っている.したがって,試験片寸法等を変更した場合の調整が再度必要になることが将来課題として予測された.
現在までのところで一応は,ほぼ同じレベルで座屈と降伏とが再現できるような寸法と固定条件を設定できるようになった.これによって,まだ予備実験の段階ではあるが,単調圧縮の場合の挙動と,ひとつのパターンでの繰り返し載荷の場合の包絡線の描く挙動とで,若干ながら明らかな差が出ることが定量的に把握できつつある.ただし,まだこの現象と構成モデルの非共軸性等との比較対照ができていない.
来年度以降は,さらに異なる複雑な載荷パターンで実施すると共に,異なる寸法と支持条件を検討し,提案していた構成モデルとのパラメータの同定を実施したい.