3 3 2 部 材 実 験
1 ) 試 験 体
部 材 実 験 は 曲 げ 圧 縮 実 験を 行 っ た。 S U S 3 0 4 製 の 試 験 体 はBlt こ2 0, 30,5 0 の3 体 ,SUS304N2 製 の試 験 体 はBlt =2 0, 30 の2 体 で あ る。 ま た, ST K R400 で はBlt =17, 2 1, 2 2. 2 5, 2 8, 3 0,3 卜 3 5,3 9,4
3 で あ る。 こ れ ら の 試 験 体 は い ず れ も短 柱 圧 縮 試 験 同 様 の 製 法で あ り ,素 材 の 機械 的 性 質 は表‑3.5、3.6 お よ び3.7 に示 す もの で あ る。
試 験 体 は 中 央 部1 箇 所 にスチフナ を 溶 接 し ,こ の 左 右を 片 持 梁 に 置 換 で き る もの と し た3 点 曲 げ形 式 の 試 験 体 で あ る。 片 持 梁 部 分 の長 さ乙はフラン ジ幅j の約5 倍 と し た。 試 験 体 の 形 状 と 各 部 寸 法を 図‑3.31.1 (SUS304 ),図‑3.31.2 (SUS304N2 ), 図‑3.31.3 (STKR400 )に 示 す。
1 10
崖 当
BC −S −2 0
95 9 0 95 芒 掛
BC −S −3 0
O︵︶のLUOOのこと
65 150 65 犬 ]
BC‑S −5 0
50
50
50
50
L L
図 一3.31.1 試 験 体(SUS304 )
千羽7 11
30 220 七 , 50:il
BC‑SN −2 0
○
BC −SN‑3 0
300 300 5 0」
竺 白
二 竺 三
」 二竺= 岫士 = 当
図 一3.31.2 試 験 体(SUS304N2 )
OOの犬塑
雀白 ぺ
BC −SR − 1 7, 21, 22, 25, 28, 30, 31, 35, 39, 43
図‑3.31.3 試験体(STKR400 )
2 )実験方法
実験はH形 断面部材と同様に3 点 曲げ 形式で行い、100 tの万 能型試 験機を 用 い て一方 向単調載荷を 行った。 実験で は軸力 比ρ=03 を 常に導入し た。
測定は、 終局時において 局部 座屈崩 壊する側 の挙動 に着目し、 試験体支点 位置、
中央スチフナ 位 置で の変 位およびスチフナ の回転量を 測定し、 H 形試験体同 様スチフナ 位置を 仕口 とした片持梁 として 評価し た。 図一3.32に試験体と変 位計 の位置を、
また、 図一3.33に軸力装 置を示す。 軸力 はH 形試験体同様軸力 比ρが常 に0.3 を 保つ よ う にロー ドセル で確認 しながらオイル ジャッキ で加力 した。
変 形の解析モ デル はH 形試験体( 図 一3.14)と同じであ る。
幽
20
図‑3.32 試験体と変 位計 の位 置
試験体
Q
オイル ジャッキ ロー ドセル
図‑3.33 軸力装置
匹
3 )実験結果
試験体及び実験結果一覧を 表‑3.10 (SUS304,SUS304N2,STKR400 )に示 す。 試験
体名 の表示 は B C : Beam‑Column, S : SUS304, S N : SUS304N2、S R:STKR400、Bit の順で表す。
ここでMpc: 軸力を 考慮した全塑性モーメント ( 付 録2.2 参照)
ら じ:Mpc に対 応 し た弾性変 形量 ( 付録2.2 参 照)
M。: 最大モーメント
4 : 最大モーメント に達し たとき の変 形量 Ve: 塑 性変 形 倍 率u − ^pc)/ らc]
この場合のモーメント は(3.7)式 肛 =(2£+pNydo とする。
実験結果 の グラフ はM/S 関係を 図 一3.34.1 (SUS304 )、図 一3.34.2(SUS304N2 )、
および図‑3.34.3 (STKR400 )に示す。 また、 M 7 Mpcとδμ脳 の関係を 図 一3.35.1
(SUS304、SUS304N2 )および図‑3.35.2 (STKR400 )に示 す。
この実験で扱 った 幅厚比の範囲で はM 7 Mpc は いず れもl 以 上にな ってお り、
幅厚比の小さい試験体(5/f =20,30)では最大耐力以 降の耐力 低下 が緩 やかであ る。
耐力 と変形の無次元化で は、本来M/Mpc =1 のとき3 μ脳 も1 にな るべきであ る が、 実際にはd/ δpcが1 〜2 の範囲でばらついた値 とな ってい る。 これ はSpcを 計
算す る際のヤン グ係数の値を、ステンレス 鋼で は1970tf /(m'^( 比例限界値 のsecantmodulus
)としてい るためら。が小さ く計 算された ものと思 われる。
S U S 3 0 4 製とSUS304N2 製でM 7 Mpcを比較すると同じ幅厚比では前者 の方が高くなって いる。
実験状況を 写真‑3.5 に示 す。 また、 破壊状況を 写真‑3.6.1 (SUS304 )、写真‑3.6.2
(SUS304N2 )、写真‑3.6.3 (STKR400 )に示 す。
Ir−︲−j︱︲︲︱− IL
表‑3.10 試 験 体 及 び 実 験 結 果
試験体名 B(mm)t(
m) B/t L(cm) M,。(tfcm)
限」(tfon)∂po(cm) δu(cm)
BC‑S‑20 BC‑S‑30
BC‑S‑50 60.0 90.0150.03.03.03.020.030.050.028.043.073.050.397.9233.4 82.6148.2262.70.200.250.341.451.071.05 BC‑SN‑20
BC‑SN‑30 60.591.03.03.020.230.328.043.0 51.2119.982.2144.8o。200.291.811.20 BC‑SR‑17
BC‑SR‑21 BC‑SR‑22 BC‑SR‑25 BC‑SR‑28 BC‑SR‑30 BC‑SR‑31 BC‑SR‑35 BC‑SR‑39
BC‑SR‑43 100.2124.7100.1100.0 90.1150.7100.5175.7 90.1100.55.65.74.34.23.24.83.14.82.22.217.921.923.323.828.231.432.436.641.045.747.862.547.850.041.775.047.887.541.747.8240.7356.2218.1206.7107.3462.3130.7610.2 78.0 99.6330.9481.7279.8285.6121.1523.8167.1549.1 66.6 85.80.300.370.340.360.230.450.270.500.230.282.702.021.541.610.931.600.871.190.470.45
j−3.0
3 2.5
2 .0
1.5
1.0
0.5
0 .0
︵白ご
3.0