第2章 偏心荷重が作用する高力ボルト摩擦接合継手のすべり耐力と降伏耐力
2.6 引張試験の再現解析
2.6.3 解析結果
荷重と開口・相対変位関係について解析結果と試験結果を比較した結果を図
2.21
に 示す．開口・相対変位の値は図2.4
に示した試験体の計測位置と同じ位置で求めてい る．解析では動摩擦係数を静止摩擦係数と同じとしており，すべり後の大きな荷重低 下は再現できていない．解析におけるすべり耐力は，2面摩擦継手（DF）は荷重が低 下したときの荷重とし，1 面摩擦継手（SF）と重ね継手（LJ）は，荷重が低下したと きの荷重，または荷重－相対変位関係の傾きが変化し相対変位が0.2mm
となったとき の荷重とした[4]
．すべり耐力と導入ボルト軸力を用いて各継手のすべり係数μ
を算出 した結果を図2.22
に示す．解析より求めた，重ね継手（LJ
）と1
面摩擦継手（SF
）の すべり係数は同程度であり，2
面摩擦継手（DF
）と比較して5%
程度低い．解析結果 と試験結果のすべり係数の平均値の差は4%
程度であり，実験結果とほぼ一致してい る．（a）2面摩擦継手（DF） （b）1面摩擦継手（SF）
（c）重ね継手（LJ）
図
2.21 荷重―開口・相対変位関係
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0
100 200 300 400 500
解析結果 試験結果
開口変位（mm）
荷重（kN）
すべり耐力
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0
40 80 120 160 200
試験結果 解析結果
相対変位（mm）
荷重（kN）
すべり耐力
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0
40 80 120 160 200
解析結果 試験結果
相対変位（mm）
荷重（kN）
すべり耐力
34
2.5.1
項に先述したとおり，重ね継手（LJ
）と1
面摩擦継手（SF
）のすべり係数の低下の原因がボルト軸ひずみの低下にあったことから，図
2.12
で示したBolt1
のすべり が発生するまでのボルト軸相対ひずみと荷重の関係について，解析結果と試験結果を 比較した．その結果を図2.23
に示す．相対ひずみは，すべりが発生するまでのボルト 軸ひずみを荷重載荷前のボルト軸ひずみで除した値である．解析結果は，Bolt1②（内 側）のひずみ低下が小さく，Bolt1①（外側）のひずみ低下が大きいという傾向を再現 できているものの，解析結果の方がすべり発生時の相対ひずみの低下が小さい．しか し，前述のようにすべり係数は解析結果と試験結果がほぼ一致しており，ここでの解 析は試験結果をある程度再現できていると考える．なお，1
面摩擦継手（SF
）は重ね 継手（LJ
）と同じ傾向であった．図
2.22
各継手のすべり係数μ
（a）Bolt1②（内側） （b）Bolt1①（外側）
図
2.23 ボルト軸相対ひずみ－荷重関係（すべり発生時まで）
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
すべり係数μ
SF
DF LJ
試験結果(DF) 解析結果
0.62 0.60 0.59
（0.62） （0.58） （0.57）
（ ）値は試験の平均値 試験結果(SF) 試験結果(LJ)
0 100 200 300 400 500
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
荷重（kN）
相対ひずみ（内側）
解析結果 試験結果 LJ DF
0 100 200 300 400 500
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
荷重（kN）
相対ひずみ（外側）
解析結果 試験結果 DF LJ
35
荷重－側面ひずみ関係について，解析結果と試験結果を比較した結果を図
2.24
に示 す．解析においても側面ひずみの値は図2.4
に示した試験体の計測位置で求めている．降伏耐力は，
0.2%耐力で定義した．解析結果と試験結果の降伏耐力の平均値の差は 5%
程度であり，ほぼ一致している．
板厚の異なる
2
面摩擦継手（DF）と1
面摩擦継手（SF），重ね継手（LJ）の降伏耐
力を比較するため，降伏耐力を純断面降伏耐力で無次元化した降伏耐力比を算出し，試験結果と比較した結果を図
2.25
に示す．重ね継手（LJ
）の降伏耐力比は1
面摩擦継 手（SF
）と同程度であるが，2
面摩擦継手（DF
）と比べて27%
低く，解析結果は，試 験結果とほぼ一致している．以上のように，ここで用いた条件の解析より，各継手の すべり耐力と降伏耐力をほぼ再現できている．（a）2面摩擦継手（DF） （b）1面摩擦継手（SF）
（c）重ね継手（LJ）
図
2.24
荷重－側面ひずみ関係 0 1000 2000 3000 4000 50000 100 200 300 400 500
解析結果 試験結果
ひずみ（μ）
荷重（kN）
降伏耐力（解析）
降伏耐力（試験平均）
0 1000 2000 3000 4000 5000 0
40 80 120 160 200
解析結果 試験結果
ひずみ（μ）
荷重（kN）
降伏耐力（解析）
降伏耐力（試験平均）
0 1000 2000 3000 4000 5000 0
40 80 120 160 200
解析結果 試験結果
ひずみ（μ）
荷重（kN） 降伏耐力（解析）
降伏耐力（試験平均）
36
図