第7章 実構造モデル中の平行不連続構造，角度不連続構造，ナックル構造の評価
7.4 実構造モデルの応力影響係数の評価
117
118
Fig. 7.8にLoad case A，d=0の時のkL，Fig. 7.9にLoad case B，d=0の時のkLを示す．
基準応力は，(2.1)式の定義より d=0 の場合の最大応力である．両方の荷重様式共に，
Z=400mm 付近にて最大応力が発生しているため，それぞれの図の(b)に示すように外挿を
実施し，基準応力を求めた．そのためFig. 7.8とFig. 7.9では，Z=400mmにてkL =1.0に なっている．以降のMp2，Mp2a，Ma2，Mk2モデルの評価において，これらの基準応力 を使用する．
7.4.2 実構造モデル中の平行不連続構造の評価
本節では，Mp2モデルの解析結果を用いて，Upper part，Lower partの応力集中部にお ける応力影響係数kの変化を評価する．また，Middle partはMp1モデルの結果を用いて，
他のpartとの比較検討も行う．
1) 平行不連続構造の構造的応力集中部の評価（Load case A）
軸力作用時（Load case A）の実構造モデル解析結果をkLとkTに分け，Fig. 7.10とFig. 7.11 に示す．まずkLにおいては，基準となるkL =1.0を超えているのはUpper partである．Lower partの値は，不連続量が増加しても基準値以下を保っている．Upper partの値は，d=200mm 程度まで急激に上昇しその後ほぼ一定となっており，β=1.7 以上では基準値以下となるこ とが判明した．次にkTにおいても，基準を超えているのはUpper partとなっており，β=1.3 以上は全て基準値以下となっている．
以上よりLoad case Aにおいて，不連続発生時の応力を不連続無しの場合の応力以下とす
るためには，β > 1.7の条件を満足することが必要となる．
2) 平行不連続構造の構造的応力集中部の評価（Load case B）
水圧作用時(Load case B)の実構造モデル解析結果を，Fig. 7.12とFig. 7.13に示す．まず kLについて考察する．基準となるkL=1.0を超過するのはUpper partの値で，不連続量が増 加しても減少することなく，またβの変化で基準値以下に収まる様子も見られない．した がって水圧作用時に不連続量が大きい場合には，応力を基準値以下にすることはできない．
次に，kTについてはUpper part，Lower part共に基準を超過している．Upper partに おいては，kLと同様に値が基準値以下となることは無い．Lower partについては，β>1.7 で基準値以下となっている．β>1.3ではd=600mmで30%応力増となることが確認できる．
以上よりLoad case Bの場合には，不連続量が大きい場合には応力増加を考慮する必要が
あることが判明した．
119
(a)kL-outside / upper part (b) kL-inside / upper part
(c)kL-outside / lower part (b) kL-inside / lower part
Fig. 7.10 Variation of stress influence factor due to discontinuity in Longi of upper and lower parts of Mp2 model. (Load case A)
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor:kL−outside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor:kL−inside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor:kL−outside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor:kL−inside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
120
(a)kT-outside / upper part (b) kT-inside / upper part
(c)kT-outside / lower part (b) kT-inside / lower part
Fig. 7.11 Variation of stress influence factor due to discontinuity in Trans of upper and lower parts of Mp2 model. (Load case A)
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor:kT−outside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor:kT−inside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor:kT−outside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor:kT−inside β = 1.0
β = 1.3 β = 1.7
121
(a)kL-outside / upper part (b) kL-inside / upper part
(c)kL-outside / lower part (b) kL-inside / lower part
Fig. 7.12 Variation of stress influence factor due to discontinuity in Longi of upper and lower parts of Mp2 model. (Load case B)
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kL−outside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kL−inside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
−0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kL−outside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
−0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kL−inside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
122
(a)kT-outside / upper part (b) kT-inside / upper part
(c)kT-outside / lower part (b) kT-inside / lower part Fig. 7.13 Variation of stress influence factor due to discontinuity in Trans of upper and
lower parts of Mp2 model. (Load case B)
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kT−outside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kT−inside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kT−outside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kT−inside β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
123 3) 実構造モデルでの平行不連続構造の評価
ここまで，ブラケット上端等の構造的応力集中部の評価をUpper partとLower partの 解析結果を用いて行った．第3章では，不連続構造ベースモデルの解析結果を評価したが，
それらの結果は本章で定義したMiddle partの応力影響係数kに当てはまる．したがって，
本章及び第 3 章の結果を用いて，平行不連続構造全体の評価を行う．なお，不連続構造ベ ースモデルの結果は7.3.2節で述べたように，モデル化範囲の影響により安全側の結果を与 えることは既に確認している．
Fig. 7.14にUpper part，Middle part，Lower partの比較結果を荷重様式毎に示す．β
=1.0で，それぞれの荷重様式で最も値の大きいkT_insideを示している．Middle partはd < 200 mm の範囲しか解析を行っていないが，Load case Aではd=200 mm付近でUpper part
とMiddle partの値が交差し，Load case Bではd=100 mm 付近で両者が交差する．各荷
重様式共に，交差前はMiddle partの値が大きく，交差後はUpper partの値が大きいと見 なすことができる．その他のβや kL_insideでは交差が無い場合もあるが，同程度の不連続量
の前後にMiddle partとUpper partのピークが存在する傾向は同様であることを確認して
いる．したがって，この交差点の不連続量の前後で注意すべきpartが入れ替わることにな る．また，交差点はロンジスペース等のモデル寸法の影響を受けると予想される．
そこでFig. 7.15にこの傾向を表すイメージ図を示す．既述の交差点は横軸Yに存在する．
また，横軸Xは第1章で述べた目違いと不連続の境を表した．Xの値は明確に述べること はできないが，発生原因が施工現場の精度誤差か，もしくは設計条件かで分けることがで きる．ここでは，0 < d< Xの範囲を目違い範囲，X < d < Y の範囲を不連続範囲，Y < d の 範囲を構造的応力集中範囲と呼び，今後の構造設計，現場施工で注意すべき範囲として定 義する．
124
(a)kT-inside / β=1.0 / Load case A
(b)kT-inside / β=1.0 / Load case B
Fig. 7.14 kT values in upper, middle and lower part of parallel discontinuity model.
0 200 400 600 800 1000
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
Discontinuity: d [mm]
S tr es s i nf luenc e f act or : k
T−insideUPPER PART MIDDLE PART LOWER PART
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
Discontinuity: d [mm]
S tr es s i nf luenc e f act or : k
T−inside UPPER PARTMIDDLE PART LOWER PART
Fig
4) 不 ここ ルを用
Up る（M 考に決 あるが Fig.
まず
=1.04 場合に る．
次に る．す 力は無 的に応
g. 7.15 Conn
不連続による こでは，高応 用いて解析を pper partの
Mp2aモデル
決定し，Fig が，応力影響 7.17にLoa ずLoad case
47），ほぼ基 には，ブラケ
にLoad case すなわち，L 無視できない 応力上昇が抑
nection of st
る高応力対策 応力が発生し を実施する．
の高応力対策 ル）．ソフト形
g. 7.1(f)に示 響係数kの傾
d case Bの
e Aの場合は
基準値以下に ケット形状を
e Bの場合は
Load case B いことになる 抑えられてお
ress variati
策検討 したUpper p
策として，ブ 形状は，CS 示す．解析ケ 傾向が変わる
時の解析結果 は，d=200 m に抑えられて
をソフトにす
は，kL，kT共に ではソフト る．いずれに おり，有効な
125 ion and dist
partにおい
ラケット先端
R-T編付録
ケースはd=10 る点を考慮し 果を示す．
mm のkTが若 ていることが確 することでU
に基準値を下 形状でも板 にしても，ソ な対策である
tance betwe
て，高応力回
端をソフト形
C 疲労強度
00mm, 200 して選択した
若干基準値を 確認できる．
Upper partの
下回っている 厚を考慮しな ソフト形状で ると考えられ
een longitud
回避対策で構
形状に変更し 度評価26) にて mm, 1000m た．Fig. 7.16
を超えている
．したがって の高応力は回
るのはβ=1.7 なければ，不 でない結果と れる．
dinal stiffen
構造変更した
し，解析を実 て推奨の形状
mmの3ケー
6にLoad ca
るものの（kT てLoad case 回避できると
7の結果のみ 不連続による と比較すれば
ners.
たモデ
実行す 状を参 ースで ase A，
T_outside
e Aの と言え
みであ る高応 ば効率
126
(a)kL-outside / upper part (b) kL-inside / upper part
(c)kT-outside / upper part (d) kT-inside / upper part
Fig. 7.16 Variation of stress influence factor due to discontinuity in upper part of Mp2b model. (Load case A)
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kL−outside β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kL−inside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kT−outside β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kT−inside β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
127
(a)kL-outside / upper part (b) kL-inside / upper part
(c)kT-outside / upper part (d) kT-inside / upper part
Fig. 7.17 Variation of stress influence factor due to discontinuity in upper part of Mp2b model. (Load case B)
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kL−outside β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kL−inside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kT−outside β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
0 200 400 600 800 1000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Discontinuity: d [mm]
Stress influence factor: kT−inside
β = 1.0 β = 1.3 β = 1.7
128
7.4.3 実構造モデル中の角度不連続構造の評価
実構造モデル中での平行不連続構造の結果から，構造的な応力集中部の取り扱いに注意が 必要であることが明らかになった．そこで本節では，角度不連続構造に対しても応力集中 部の評価を実施する．また，ブラケット先端のソフト形状が有効であることが判明してい るので，Ma2モデルはソフト形状を採用したモデルであり，θ=20 deg.である．
Fig. 7.18には，Ma2モデルの解析結果を示す．Load case Aにおいては，ブラケット上
端やロンジ下端の過度な応力集中で基準を超えるような値は見受けられない．Z=50 mm 付 近の応力上昇は，Ma1モデルでも確認され構造的な応力集中部とは見なされず，第4章で 評価を行っている．Load case Aの場合には構造的応力集中部の影響は無視できる．Load
case Bにおいては，ブラケット上端に応力集中が確認され，その値は基準値を超えている．
ブラケット上端では，平行不連続部の結果から判断し，θが増加するに従いkも増加すると 考えられる．k の変化は今後解析数を増やして検討する必要があるが，θ<20 deg.では，応 力影響係数は最大でもk=2.0と評価しておけば安全側の構造強度評価となると考えられる．
(a)kL-inside / Load case A (b)kT-inside / Load case A
(c)kL-inside / Load case B (d)kT-inside / Load case B Fig. 7.18 Variation of stress influence factor in Ma2 model.
0 200 400 600 800 1000
0 0.5 1 1.5 2
Z [mm]
Stress influence factor: kL−inside
β=1.7 β=1.0
0 200 400 600 800 1000
0 0.5 1 1.5 2
Z [mm]
Stress influence factor: kT−inside
β=1.7 β=1.0
0 200 400 600 800 1000
0 0.5 1 1.5 2
Z [mm]
Stress influence factor: kL−inside
β=1.7 β=1.0
0 200 400 600 800 1000
0 0.5 1 1.5 2
Z [mm]
Stress influence factor: kT−inside
β=1.7 β=1.0
7.4.
本節 に応力 に加 となっ
Fig 響係数 Fig.
で，構
（Mk 準値以 向とな 準値
θ=
すれば あるが デルで
.4 実構造
節では，実構 力コンター図 え，スティフ っている．
g. 7.20とFi 数の分布であ
7.20 (a)のZ 構造的な応力
k1モデルの
以下となって なっているこ を超えている 20 deg.，L/h ば最大のkを が，第5章の ではkの値は
造モデル中
構造中のナッ 図を示すが，
フナの自由端
ig. 7.21はL ある．それぞ Z=400 mm 力集中部とな
B点）であ
ている．Fig ことが確認で る．
/h=1.0のMk を満足するこ
の結果から判 は減少すると
Fi
中のナッ
ックル構造で
Mk2モデル
端も評価する
Load case A ぞれのグラフ
付近，(b)の なっている．
り高応力が発 g. 7.21から，
できるが，値
k2モデルで
ことが確認さ 判断し，Mk と予想される
g. 7.19 Stre
129
クル構造
であるMk2 ルではMk1モ
る．Mk2 モ
及びLoad c フの横軸はM のY=-400 mm (c)のZ=370 発生している
，Load case 値はLoad ca
は，Load ca された．他の幾
k2モデルよ
る．
ess contour
造の評価
モデルの解析 モデルで評価 デルは θ=20
case Bの場合
Mk2モデル
m付近はステ
0 mm 付近は
る．(d)に示す
e Bにおいて
ase Aよりも
ase Aでk=2 幾何形状の場 りθが小さい
of Mk2 mod
析結果を評価 価した3か所 0 deg.，h=4
合の4つの評 のY軸もし ティフナ端部 はロンジのナ すスティフナ てもLoad ca
大きく，4つ
2.0，Load ca 場合の値は追 い，もしくは
del.
価する．Fig 所の応力評価
400mm，L/
評価線上の応 くはZ軸で 部が存在する ナックル線の ナ自由端の値 ase Aと同様 つの線上全て
ase Bでk=2 追加解析が必 はL/hが大き
g. 7.19 価位置 /h=1.0
応力影 ある．
る箇所 の終点 値は基 様な傾 てで基
2.5と 必要で きいモ