関 /

ロ rn  ロロ

1.2  1.0  これらを一覧でき

式 (2.48)におけるんおよびんは先に示した領域ごとに異なった値を用いるが，

るよう，以下の表2.7に纏めている

.  •

^~

‑

ロ

..

a白 ロ

， .   σ J 九

0.8

0.6  0.4  鋼管のモデルに関する係数

表2.7

域一パ町一戸川

領 一 加 加 加

正也 式 (2.46) S 

式 (2.44) S=1.0  式 (2.45)

0.2 

0.5  2  2.5  3 

J α  

sσTの分布状況

‑71‑ 図2.30 一定値を維持するとした鋼管の負担軸力の値σTは，先に提案したコンクリートの応力一ひずみ関係

を用いて計算した軸ひずみがム時のコンクリートの負担軸力を，実験結果から差し引くことにより求め た。この様にして求めた鋼管の負担軸力を_. ，，‑， ‑ " . . . "  ‑ s‑T 

σ

を‑ s‑y 

σ

で除したものを縦軸に取り，横軸に一般化幅厚比を とって図2.30に示す。図には実験結果の回帰直線を示しており，式 (2.49)で表される。

ー70‑

‑ 固 ‑

ー72‑

2.4.3  実験結果とモデルとの比較

日米共同研究の中心圧縮実験の結果と提案した応力一ひずみ関係モデルを用いた荷重一変形関係の比 較を図2.31に示す。図2.31には実験値を太実線で，モデルを細実線で示し，鋼管の負担軸力を一点鎖線 で，コンクリートの負担軸力を点線で示している。縦軸は，軸力を単純累加耐力で除した値で，横軸は 材長間の平均軸ひずみであり，軸ひずみが3%までの値を示している。なお，ここでの単純累加耐力は

コンクリートの寸法効果を考慮した次式を用いている。

N

。

^{=j44・sq+cA‑}ん cσB

cru=1.67 d ‑0.112 

ここに， sA'cA :鋼管およびコンクリートの断面積 s(Jy :鋼管の降伏応力

(2.50)  (2.51 ) 

cσB'コンクリートのシリンダー強度

d :

コンクリートの断面積と等しい面積を持つ円の直径

図2.31

( a )  

， (b)  ， 

( c )  

， (d) ， 

( e )  

， (f)  ， (g)には，鋼管強度別に実験結果と提案モデルを比較し ている。図の，右側が幅厚比が大きく，下側がコンクリート強度が高くなるように配置しており，幅厚 比とコンクリート強度の違いによる実験とモデルの対応を見ることができる。

なお， (a)  ， (c)  ， (e)は95年建築学会大会発表分2.6).2.7)の試験体で， (b) ， (d)  ， (f)は96年建築 学会大会発表分2.8)ー2.9)の試験体を示している。前者は日米共同研究において行われた偏心圧縮実験と同 ーの試験体で，後者は曲げせん断実験と同ーの試験体に関する中心圧縮実験である口日米共同研究にお いて行われた偏心圧縮実験に関しては，第4章

f

単調曲げ性状」に，日米共同研究において行われた曲 げせん断実験に関しては，第5章「繰り返し曲げおよび曲げせん断性状

J

において述べる。

図2.32には，中空鋼管の実験結果と提案している鋼管モデルとの比較で， (a)は95年建築学会大会 発表分の試験体， (b)は96年建築学会大会発表分の試験体である。この図は，提案する鋼管モデルが中 空鋼管の挙動に対してどの程度の耐力および靭性の改善を評価しているかを示している。また，この図 から中空鋼管の塑性加工の影響による剛性の低下の有無を観測することができる。試験体名にー2がつく

ものが96年大会発表分のCFf試験体に用いた中空鋼管の実験結果である。また，試験体名に‑2'がつ くものは，圧縮降伏点を確認するために幅厚比を小さくした実験結果で実際にCFf柱に用いた鋼管では ない。試験体名がーOで終わっている試験体は， 95年大会発表分のC町試験体に用いた中空鋼管の実験 結果である。

図2.31(a) ， (b)は， 4

∞

^MPa級鋼管を用いた実験結果とモデルの比較であるが， (a)においては，鋼 管の幅厚比が小さい試験体に関して実験とモデルの剛性に違いが見られる。これらは，図2.32(a)に示 す試験体CR4・A・O~こおいても，モデルと実験値の剛性には差異があり，これは鋼管の塑性加工による残 留応、力の影響であると考えられる。図2.32(a)に示す試験体CR4‑C‑0，CR4‑D‑0に関しては，中空鋼管

‑73‑

。

。 。。

1.5  2.0  2.5  3.0  。。 0.5  1.0  1.5  2.0  2.5  3.0  。。 0.5  1.0  1.5  2.0  2.5  3.0  N唱。月

CR4‑A‑4‑1 

rr~

^{CR4‑C‑ι1  CR}

・

^‑D‑4‑1

1.0 

目

。

1.5  2.0  2.5  3.0  。。 。5 1.0  N除a。

1.0  CR4‑A‑8 

0.8  0.6 

‑ ・ ‑

の剛性とモデルの岡IJ性はほぼ一致している。中空鋼管とモデルの剛性は一致しているにもかかわらず，

図2.31(a)のC円柱の実験剛性はモデルのそれよりも小さく，この傾向はコンクリート強度が高くな るほど顕著に見られる。従って，これはコンクリートの体積膨張に起因する鋼管のはらみだしが，剛性 を低下させる要因であると考えられる。この現象は，図2.32に示す他の試験体においても見られるが，

提案モデルではこれを考慮に入れておらず，今後の研究課題である口しかしながら，本節の応力一ひず み関係モデルを用いて断面の曲げモーメントー曲率関係を解析した場合は，中心圧縮実験とモデルとの 剛性の違いは中立軸近傍における差でしかないので影響は少ないと考えられる。曲げ性状に関する詳し い検討は第4章「単調曲げ性状

J

において述べるが，曲げ耐力および変形性状の評価に関しては，非常 に靭性に欠ける試験体を除けば，軸圧縮変形における初期剛性よりもむしろ劣化域を含む変形能力の評 価が支配的となると考えられる。従って，モデルと実験の対応は初期剛性よりも劣化域を含む変形能力 の評価に関して精度が求められると考えられる。

95年大会発表分の試験体に関してモデルと実験を比較すると，材料強度および鋼管の幅厚比を問わず，

大変形を含む挙動に至るまで提案モデルは実験結果を精度良く評価している。一方， 96年大会発表分の 試験体に関しては， 40r..在Paのコンクリートを用いている試験体は全て実験値がモデルよりも大きい。文 献2.42)においては，この原因を充填コンクリートの強度がシリンダー試験の結果より高いためと述べ られており，この差異は養生条件によるものとしているo90MPaのコンクリートを用いている96年大 会発表分の試験体に関しては，剛性の不一致が少々あるがモデルと実験との対応は概ね良好である。

図2.32は，中空鋼管の実験結果と CFTの鋼管モデルとの比較を示していが，提案している鋼管モデ ルは，鋼管の幅厚比が大きくなるほど耐力および靭性の改善効果を見込んでいることが分かる。また，

この図から剛性の低下の有無に関する傾向と試験体の鋼材強度および幅厚比との関係は特定できなかっ た。この問題に関する詳しい考察は本論では行っておらず，今後の課題とする。

NlNo  1.2 

CR4・A・2 1.0 

︑︑ ︐ ︐ 

s'

E︐

sr  

川川

HH

a o e o   n U A U  

ーー一一ーー

02  0.0 

0.0  0.5  1.0 

NlNo  1.2 

1.0  0.8  0.6 

ユ 日 午 二 川 、 0.4 

0.4 rlF  ‑~~.:_-:_-ごごご--ごごごごごごJ 02 

0.0 

。

。 0.5  1.0  NlNo 

1.2 

1.0  0.8 

。6 0.4  0.2  0.0 

0.0  0.5  1.0 

02  AlliaJ Stri回(%)

0.0  1.5  2.0  2.5  3.0  0.0 

NlNo  1.2  1.0 

CR4‑A・4・3

0.8  0.6 

.‑ー内‑

0.4団"、‑...:三ーニ・ニー二三一一一一一一一一一 02 

0.0 

。

。 _0.5 

NlNo  12 

1.0  0.8  0.6  0.4 

NINo  1.0 

NINo  1.0  0.8 

，‑・   0.2・t

CR

・

^{‑c・2 CR4‑D‑l} 

0.8 

0.6  且6

一

‑ ‑ 一 ‑

‑

z  

句︑ ︑

︑ ︑

f w ‑

d勾

n u  0.4  、_、~

0.2 

0.8 

0.6  0.4 

0.2 W.・・， ・・ー.̲.ー・・・・・・・・・・一一.‑..̲.̲..̲.̲.̲.̲... 0.0 

1.5  2.0  2.5  3.0  0.0  0.5  1.0  1.5  2.0  2.5  3.0 

0.4 

NlNo 

1.0  CR4‑C・8

0.8 

ーーー‑一ーーー ^0.4 

0.2 

生虫丘出主!

0.5  1.0  1.5  2.0  2.5  3.0 

且o

r 

^{Ax叫 凶 回 {%;}

0.0  0.5  1.0  1.5  2.0  2.5  3.0 

(a)  95年発表分の 400MPa級鋼鋼管の場合

NlNo  12 

CR4‑C‑4‑3  1

.0  且8 0.6 

0.4 晴，"-.-.、-_.二二二二二三ご二二_~_-:_-:_-:~JY_

ロ2 ロ0

1.0  1.5  2.0  2.5  3.0  0.0  0.5  1.0  1.5  2.0  2.5  3.0 

CR4・A・9

NlNo  1.0  0.8 

CR4・C・9

0.6  0.4  一一一一一一一一一一一一一一一.‑ 0.2岬f^『

』 ーー

0.0 I  ・ A則叫，Stri副(%) 0.0[  Axi副F凶削(%) 0.0  0.5  1.0  1.5  2.0  2.5  3.0  0.0 且5 1.0  1.5  2.0  2.5  3.0 

(b)  96年発表分の 400MPa級鋼鋼管の場合

図2.31 日米共同研究の中心庄縮実験と提案モデルの比較(その

n

‑74‑ ‑75‑

NlNo  1.2 

CR6・A‑2 1.0 

0.8 

0.4 

NlNo  1.0  0.8 

0.4 

0.211:‑‑ーーーーーーーーーーーーーーーーーー・

‑ ー ‑

NlNo  1

.0  NlNo 

CR6‑D‑l 

12  0.8 

0.2  1.0 

0.6  0.8 

ドキュメント内 九州大学学術情報リポジトリ (ページ 42-45)