金属系薄板の座屈後繰返し構造特性を応用した軽量化耐震・制振要素の開発

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560543
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 五十嵐 規矩夫 Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 准教授 (40242292)
• Keywords: せん断 / 曲げ / 座屈 / 薄板 / 金属 / 繰返し荷重 / エネルギー吸収 / 耐震

Research Abstract

本年度は,実応力状態及び境界条件を考慮した金属系軽量薄板の繰返し履歴特性のモデル化及び繰返しせん断座屈を許容した金属系軽量薄板のエネルギー吸収能力評価を目的として,逆対称曲げせん断力を受けるH形鋼ウエブを対象とした実験を行った.この実験と平成18年度に行った実験とを合わせて,2つの異なる応力状態,境界条件下における繰返しせん断力を受けた場合の座屈を伴う履歴曲線を比較検討した上で,逆対称曲げせん断力を受けるH形鋼ウエブパネルの繰返し履歴曲線をモデル化した.
実験パラメータは,幅厚比として弾性限界幅厚比近傍のものを3種類,辺長比として1,2の2種類である.またフランジ剛性が履歴曲線に与える影響についても検討した.これらの結果を用いて,逆対称曲げせん断力を受けるH形鋼ウエブパネルのエネルギー吸収能力評価を行い.より安定した履歴挙動,エネルギー吸収能力など有する条件を明らかにした.具体的には,履歴曲線の最大耐力,棚上耐力は幅厚比のみで評価できることを示し,フランジの影響は,その全塑性モーメントの足し合わせて可能であることを示した.また破断及び性能保証限界までの吸収エネルギーを算出し,その値は,限界幅厚比程度のウエブ幅厚比で,ウエブ断面積に対するフランジ断面積が2程度のものがエネルギー吸収能力に優れていることを確認した.さらに,辺長比が2になると1のものに比較してエネルギー吸収性能は格段に劣ることを示し,その度合いはウエブ幅厚比が大きいものほど大きいことを明らかにした.