両振りせん断力を受ける複合構造ずれ止めの強度に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650470
• Research Institution: Utsunomiya University
• Principal Investigator: 中島 章典 宇都宮大学, 工学部, 教授 (70164176)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斉木 功 宇都宮大学, 工学部, 助手 (40292247)
• Keywords: スタッド / 両振り載荷 / 片振り載荷 / せん断力-ずれ変位関係 / 静的強度 / 疲労強度 / 実験 / 数値解析

Research Abstract

鋼・コンクリート合成構造あるいは複合構造と呼ばれる構造においては,鋼部材とコンクリート部材をずれ止めなどによって確実に結合する必要があり,そのずれ止めとして最も一般的に利用されているずれ止めに頭付きスタッドがある.この頭付きスタッドの性能評価試験は,これまで,押抜き試験体を用いて行われている.しかし,合成構造あるいは複合構造のタイプによっては,ずれ止めとして用いられるスタッドは両振り水平せん断力を受けるため,従来の片振り押抜き試験方法では,このような状態のスタッドの強度評価が十分行えない可能性がある.
そこで本研究では,簡易に両振り載荷のできる試験体を考案し,片振り載荷と両振り載荷状態におけるスタッドの押引き試験を行った.その結果に基づいて,両振り載荷状態におけるスタッドの静的強度および疲労強度を,片振り載荷を受ける場合の結果と相互に比較して明らかにした.
一方,スタッドの片振りおよび両振り静的載荷状態をシミュレートする数値解析プログラムを構築し,片振りあるいは両振り載荷を受けるスタッドのせん断力-ずれ変位関係およびスタッド基部の弾塑性挙動を調べ実験結果と比較した.
本研究で得られたおもな知見をまとめると以下のようになる.
1.通常の疲労試験機を用いて簡易にスタッドの両振り載荷を行うことができる試験体を考案し,その有効性を確認した.
2.両振り載荷を受けることにより,スタッドの静的強度は片振り載荷時よりも小さくなる.
3.片振りと両振り載荷時の疲労強度特性は同程度である.
4.静的実験で得られた片振りおよび両振り載荷状態のスタッドのせん断力-ずれ変位関係が数値解析により良好に再現された.

Research Products

• [Publications] Akinori, Nakajima: "A study on cyclic shear force-slip behavior and strength characteristics of studs under alternating load condition"First International Conference on Steel and Composite Structures, Pusan. Vol.1. 1031-1037 (2001)
• [Publications] 中島章典: "両振り載荷によるスタッドの静的および疲労強度"土木学会年次学術講演会講演概要集. Vol.56. CS2-012 (2001)
• [Publications] Akinori Nakajima: "Cyclic shear force-slip behavior of studs under alternating and pulsating load condition"US-JAPAN SEMINAR on Advanced Stability and Seismicity Concept for Performance-based Design of Steel and Composite Structures, Kyoto. 1-11 (2001)
• [Publications] 木下幸治: "スタッドの両振りおよび片振り載荷状態における応力伝達性状"土木学会関東支部技術研究発表会講演概要集. Vol.29. 120-121 (2002)