2019 Fiscal Year Annual Research Report
Estimation of residual seismic resistance of damaged steel member in buildings
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17K06635
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
松本 由香 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 教授 (70313476)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 鋼構造 / 被災建築物 / 局部座屈 / 面外変形 / 累積部材角 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度は，前年度より板厚の厚い試験体の実験を計画した．具体的には，BCR295角形鋼管柱2体，SN400B溶接組立H形断面柱を1体，計3体の試験体を製作し，軸力比を0.3として漸増振幅繰返し載荷を実施した．角形鋼管柱のうち1体は，加力方向に対してフランジを45°方向に配置し，地震波の斜め入力時に対応するように計画した．載荷中は，本研究で考案した方法でフランジの面外変形を波形として計測し，塑性変形の進行に伴うフランジ形状の変化を追跡した．前年度はフランジ面外変形を抽出する区間の長さを仮定に基づいて設定していたが，今年度は計測された局部座屈波形における極大値・極小値の間でフランジ面外変形を抽出し，局部座屈の検出精度を向上させた．角形鋼管柱については，前年度より板厚が若干厚いにも関わらずフランジ面外変形の進行が早く，初期不整による影響が大きいことが分かった．また，加力方向に対してフランジを45°方向に配置した試験体では，標準試験体に比べてフランジ面外変形が小さくなる傾向が見られ，フランジの応力分布や境界条件がフランジ面外変形に影響を及ぼすことが確認できた．
前年度・今年度の実験について有限要素解析による再現解析を行った．角形鋼管の残留応力や初期たわみなどを適切に設定することにより，角形鋼管柱の荷重変形関係やフランジ面外変形の進行などを解析によって良好に追跡できることが確認できた．これを受けて，鋼管断面の寸法，幅厚比，軸力比に関するパラメトリックスタディを行い，各因子が柱の累積部材角とフランジ面外変形の関係に及ぼす影響について検討した．この結果，フランジ面外変形をフランジ幅で基準化した値（δo/B）は，幅厚比の4乗，軸力比の2乗に比例する傾向がみられ，これを踏まえてδo/Bと累積部材角の関係を表す近似式を導いた．併せて，初期不整によるばらつきを含む近似式を導いた．
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