H形鋼強軸交叉形柱・はり接合部の弾塑性せん断変形挙動評価法に関する研究 : その1 柱・はり接合部の抵抗モデルについて

【論　 文】 UDC ：624

．

078

．

014

．

5 ：624

．

04 日本建 築 学会構 造系謚文報告集 第 370 号

・

昭和 61 年12月

H

_形鋼

強

軸

交

叉

形 柱

・

は り

接 合 部

の

_弾

塑

性

せ

ん

断

　　　　　　　

変 形 挙 動 評 価 法

に

関

す る

研

究

一

_その

₁

_柱

・

_{は り}

_接合部

_の

_抵抗

_{モ デル に}つ いて

一

正 会 員

榎

本

憲

正

＊ 　

1．

序 　 ラ

ー

メ ン_{架 構}に水 平 力が作 用す る と き， 柱とは りの接 合部に は せ ん断変形が生じ る が， 鋼 構 造 物で は耐 震 設 計 上 重要な層間復元 力特性 を評 価 する上におい て_， こ の せ ん断変形 挙 動を 無視する こ と が で き な い場合が多い

。

　 こ のた め， 建 築 構 造 物におい て最 も 多 用さ れて い る

H

形 断 面 材 同士 に よる強 軸交叉 形柱

・

は り接 合 部の 弾

・

塑 性せ ん断 変 形 挙動 に対す る 評 価 方 法 が

，

D

．

J．

Fielding　et　ali）_や

_，

_H

_．



Krawinkler2

）

・

5｝

， 中尾博士 3）14｝ ， 佐 藤博士 ら6，

・

7）_{に よっ てこれ ま で色々 と提案さ れ て き て} い る。 　 とこ ろ が

，

これ らの_{評 価方法}を詳細に_検討す る と， 後 述 する ように

，

既往の評 価方法はいずれ もこれ まで の実 験 結 果 を すべて的 確に評 価して いる と はいえず

，

柱

・

は り接 合 部の弾 塑 性せ ん断変形 挙 動に対 する実 用的な評 価 方 法は ま だ完 全に確 立さ れて いる と はい い難い。 　 そ こで

，

本研究では

，

建 築 構 造 物 において現 在 最 も

一

般的に_使わ れ てい る

H

形断 面材同士に よる強 軸 交叉形 柱

・

は り接 合 部 （以 後 本 論では単に柱

・

は り接 合 部と称 す）の弾

・

塑 性せ ん断 変 形 挙 動 をより的 確に予測する こ と ができる実 用 的な評 価 方 法を導くこと を試み た。 　柱

・

はり接 合 部は

一

般に柱フ ランジ とダ イアフラ ム か らな る接 合 部の わ く部 分と

，

わ く部分によっ て囲ま れ た パ _ネル部 分によっ て構 成さ れて いるの で

，

柱

・

はり接 合 部の弾

・

塑 性せ ん断 変 形 挙 動に対 する実 用 的な評 価 方法 を導くた めに は_， こ の 2つ の構 成 要 素が有 する力 学 的な 特性を的 確に モ デル化 する必 要が ある

。

　そ こで

，

本研 究で は， すで に報 告し た著 者の数 値 解 析 結果s）や模 型 実 験 結果9）

・

le）

・

ll）を基に

，

こ の 2つ の 抵 抗 力 をモ デル化 し

，

既 往の実 験 結 果を参 考に して実 験 結 果に

1

良く対 応す る実 用 的な評 価 方 法を導くこと に し た。 　 本報は

，

こ の う ち

，

本研 究におい て導入 す るパ ネル部 分

・

わ く部分に対する抵 抗 力の モ デ ル化に対する基 本 的 な考え方につ い て述ぺ ると と もに_， 既 往の代 表 的な実 験 結 果 を基に

，

こ こ で導 入 する抵 抗モ デル の妥 当 性に関し て検 証 したもの で ある

。

　

2．

柱

。

は り接 合 部に お ける作 用 力 と抵 抗 力に対 す る 　 　基本仮定 　ラ

ー

メ ン構 造 が 水平力 を受け る時

，

柱と はり の_{接合 部} に は

一

般に Fig

．

1に示す よ う な 力が_{作 用}す る。 柱

・

は り接 合 部に対 する作 用 力 を柱

・

は りフランジ中心線位 置 で_考え る と

，

柱

・

はり接 合 部には次に示 すせん 断 力 （

Q

。

p

，

Qb

ρ）が 作 用 す ることに な る。

　　　

QCp

＝＝（

Mb

，

・

十

Mbr

｝／（

HbO−

tOf）

一

（

Q

¢u十

Qc

夏）／2 　 　 　　 　 　　 　 　

…………・

……・

・

一…………

（1a ）

　　　

Q

わρ：＝（

Mce

十

1

レ

fc1

．

）／（

Hco−

toノ）

一

（

Q

， ，十

Qbr

）／2 　 　 　

…

　

一・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

一

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　（1b ） 　柱

・

は り接合部に生じ る せ ん断変形は

，

こ のせ ん断 力 に よっ て接 合 部の パ ネル部 分がせ ん断 変 形する た めであ る とい _うの が

，

塑 性 設 計 を行 う 見 地 より

Portal

　

Frame

の 回転量 を調べ た

Beedle

　_et　alJ2〕_{に よる実 験 的 研 究 を発} 端 と して_， 五 十 嵐 博 士13 ｝や

，

仲 博士ら14）

・

15）に よ る実 験 的 な研 究によ

’

っ て確認さ れて き た考え方であ る。 　しか し， パネル部 分 降 伏 後の挙動が段々 と重視さ れ

，

そ の せ ん断 変 形 挙 動が測 定され る よ うにな る に し た が い

，

この考え方ではパ _ネル部 分 降 伏 後の挙 動を的確に評 ’ _{大 成 建 設 （株 ）技術研究所 　主席研 究員}

・

〔昭 和60年8月2日原橘受理） 貼u 優

。

Fig

．

1　Moments，　shears 　and　forces　aiound 　beam　to　column

価で きな い とい うことが明ら かになっ て き た

。

　 柱

・

は り接 合 部は柱フランジとダ イア フラム か ら な る 接 合 部

Q

わ く部 分と

，

わ く部 分に よっ て囲ま れ たパ ネル 部 分に よっ て

構

成さ れ ているので， こ の問題に対して は わ く部 分の抵 抗 力 を無 視してい る ことに主 原 因が あ ると 考え ら れ る

。

すな わ ち

，

わ く部 分は弾 性 範 囲 内で も接 合 部せん 断 力の

一

部 を 負 担 して いる が

，

その負担刀は パ ネ ル部

_兮

よ りも

一

般に か な り少な く

，

その影 響 を 無 視して も通常問題 ないが

，

パ _ネル_部分が降伏し た_後は ひずみ硬 化が生じ る まで の間

，

パ ネル _{部 分}の_{剛 性}が零にな るの で

，

わ く

．

部分の影 響が無視で き な く な る と考え ら れ る か ら で ある

。

　そこ で_{， 本 論}で は パ ネル_部分抵 抗 力の_他にわ く部分の 抵 抗 力 を考え， 接 合 部に作 用す る せ ん断 力に対 して はこ の _琴つ の抵 抗

_力

で抵 抗 すると仮 定し て接 合部の抵 抗 力 を モデル_化する

。

　す なわ ち

，

本 論で導 入 する作 用 力と抵 抗 力との 間の基 本 的な 関 係を中尾博士 ら伽 ）が採用 し たパ ネル モ

ー

メ

・

ン トの形 式で表 示 する ならば次の と お りであ る。 　 　 　pM

＝

Qc

ρ（

HbO一

恥 ） 　 　　 　＝　

Qbp

（Hc 。

−

t。，）＝ pMp ＋pMt

………・

……

（2） 　 　　 ，

M

：柱

・

はり接合部に対する作 用モ

ー

メ ン ト 　 　　pM ρ ：パ ネル部 分の抵 抗モ

ー

_{メ ン ト} 　 　　pMJ ：わ く部 分の抵 抗モ

ー

メ ン ト 　

3．

柱

・

は り接 合 部の抵 抗モデル 　3

．

1　パ _ネル部 分の抵 抗 力 　パ _ネル部 分は柱 部 材と は り部材の

2

方向か らの_力を受 ける た め_， そ こ で の応 力は

一

般にか なり複 雑な もの に な る

。

しか し

，

応 力 関 数による弾 性 解 析 結 果15）_や

_，

_有限要 素 法に よる弾

・

塑 性 解 析結果7）

_，

_{並び にパ ネル部分に多} く の ひずみ ゲ

ー

ジ をてん付して パ ネル部 分の応力を 測定 し た結 果16 ）をみ ると

，

パ _ネル部 分の応 力はいずれ も せ ん 断 応 力が卓越 し

，

ひずみ分 布も

．

ほ ぼ

一

様に 近い 分布に なっ て いること が 認 め ら れ る

。

　

こ の た

あ，

既 往の提 案モ デル等で

一

般 に採 用して いるパ _ネル部 分を せ ん断場 と

　　

T／Ty す る仮 定はパ ネル部分の _{実 情}と掛け離れ てい る もの とは_考え られず， しか も， パ ネル部分 をこ の よ うに仮 定す ることはパ ネル部 分 にお ける 二 次元 問題を

一

次元で 簡単に モデル化する ことができる ところ か ら

_，

実用的な結 果 を導く た めに は む し ろ 有 用 な 仮定で あ る といえ る

。

しか し，

一

_般に柱

・

_{は り接 合部}に は_柱か らの_軸力 も作用し ている た め

，

パ ネル部 分 を簡 単 にせ ん 断 場 と 仮定してその抵 抗 力をモデ ル_化する場合に も， 柱 軸 力の影 響にっ い て は考 慮する必 要があると考え ら れ る。　 　 　 Fig

．

2 ま た， 建築構 造物に使用され る鋼材は

一

般に熱履歴 を受 け て お り， しか も， 柱

・

は り接 合部は溶 接に よっ て組み 立て ら れ る関係上

，

柱

・

は り接 合部の パネル_部分に は必 ず 残 留 応 力が存 在 する。 パ ネル部 分の ようにせ ん断 力が 作用す る場合， その応 力が引張であ れ， 圧縮で あ れ， 耐 力に対して は悪 影 響 を与え ること に な るの で

，

実 用 的な 結果を導く た めに はその_影響につ い て _も的確に_評価して お く必 要が あ る

。

　

Fig．

2はパネル 部 分 を

一

様に せん断 変形 する せ ん断 場 と仮定し， 接 合 部に お ける パ ネル部 分とわ く部 分の軸 方 向の ひずみは同じであると仮 定して

，

パ_ネル部 分のせ ん 断変 形 挙 動 （τ

一

γ関 係 ）を弾

・

塑 性 解 析 し た結 果Sレで あ る

。

これ をみ

1

る と_， 軸 力の存 在によっ て パネル部分 が 早 期にせ ん断 降伏して も

，

柱

・

は り接 合部のせ ん断 変形は それ程 大 き くな

ら

ない ことが認め られ る が

，

こ れ は

，

パ ネル部 分の降 伏に よっ て パネル部 分が負 担して いた 軸 力 がわ く部 分に移 行 するた めに起る現 象であ る。 　こ のため

，

わ く部 分が柱か ら の軸 力を負担で き ない_場 合には当 然この結 果と異な ること に な る が

，

建 築 構 造 物 で使用 さ れ ている柱 部 材は

一

般に フ ランジ断 面積の方 が ウエ ブ断 面 積よ りも 大 き く

，

柱 軸 力 をフ ランジ部 分

，

す な わち接 合 部の わ く部 分で負 担 する こと がで きる の で

，

パ _ネル部 分 をせ ん断場と仮 定し

，

その _{変 形 挙 動 を弾 性}か ら塑 性 全 域にわ たっ て モ デル化す る場 合には柱 軸 力が特 に大き く ない限りその _{影 響}を考慮 し な くて も実 用上問題 が ない もの と考え られ る。 　

一

方

，

パ ネル部分 に お け る残 留 応 力はパ ネル部分の耐 力に直接影 響 を与え るこ とにな る

。

そこで， 次に この影 響につ い て考え て み る。 パ ネル部分に存在す る残留応 力 をσ，x

，

σ，v

，

τr で表す と

，

せ ん断力 が作用す るときの相 当応 力 （σ 。）は 次 式で表 さ れ る

。

　 　 　σo

＝

　　σ振

一

σrx σrr十σ番7十

3

（τρ

一

トτr） t 　

・

・

・

・

・

・

・

…

　（3　） 　し た がっ て

，

パ ネル部 分の せ ん断 応 力 （Tp）は次 式で 表され る

。

．

QLS

　 −

o

．

ら

　 　 　

→

T　

【

り

　　　τ ρ； 　σo

一

σπ

一

σ rx σrv十σ ry ／》僵「

−

rr

・

・

・

…

　（4a ） 　こ こで， 残 留 応 力の 内的なつ り合い を考え る と

，

パ ネ ル部 分 全 体では_，

f

・・

d

・

dy −

o 　と な る と考え ら れ る

。

そこで

，

こ の影 響を 無視す る と

，

パ _ネル_部分の せ ん断応力 （Tp_）は_次式で_表さ れ る。

　　　

Tp

＝　　

σo

一

　

σnt

一

σrx σ rv十σrv ／sG

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

（

4b

） 　ところ が

，

パネル部 分の残 留 応 力 （σ

。

x

、

　a，s

，

τr）を定 量 化する問 題はま だこ れ か らの研 究テ

ー

マで あ る とい う 状 態にある。 そこ で

，

こ の残 留 応 力の影 響につ いて は残 留 応 力影 響 係 数とい う もの を用い て次 式で簡 単に表せ る もの と本論で は仮定する

。

　　　

σ託「

一

σ TX σry十σ写y

＝

（α ray ） ：

一・

・

一…

　tt・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

（

5

） 　 　 　 　α．：残 留 応 力 影 響 係 数 　 　 　 　σy ：降 伏 応 力 　す なわ ち

，

パ _ネル部 分の せん断応力 （τρ）は次式で表 さ れ るもの と仮 定 する。 　　 　T。

＝

σ：

一

（a．σ．） 2

_IVii

・

…tt……・

…………・

…

（6） 　パ ネル部分に お ける残留応 力の影響 を本 論で は こ のよ うに単 純 化して考え_， パ _ネル部 分に おける せ ん断 応 力 （Tp）の挙 動は

Fig．

3に示 す5本の 直 線で表 され るも の と仮 定す る。 す な わち

，

本 論で導入す る パ ネル部 分の 抵 抗モ

ー

メ ン トは次 式で表さ れ る と仮 定す る。 　 　　pMp

＝

＝

τρ

tphchb・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

鹽

・

（7 ） 　 　 　

h

。

h

ρ：パ ネル部 分のせ ん断 応 力 分 布 範 囲 　こ こ で

，

パ _ネル部分に お け る せ ん断応力 分 布 範 囲につ い て は

，一

般に次に示す 3と お りの_{方 法}が考え ら れる

。

　

i

） 柱 とは り フ ラ ンジの外 面で囲ま れた 範 囲 　 iD 柱と フ ラ ンジ の中 心 線で囲 ま れた範 囲

　iii

）柱とは リ フ ラ ンジの内 面で 囲 ま れ た範 囲

　D ．

J

．

　

Fieding

　et　at］） や

，

　

H ．

　

Krawi4ker

　et　al2） はこの パ _ネル 部分のせ ん断応 力分 布 範 囲に対して

i

）の考え方 を

，

加藤

・

中尾博士41は弾

・

塑 性 状 態によっ て （

ii

）と （

iii

）を使い分け

，

佐 藤 博士 ら6，_は （副 ）の考え方 を採

〜

P T 弾

「

_卩

b Ipy IGStl3

ー

　

0TFV 　　　Vp5t 　 　　　 　　　 　　 　　　 　： Ie

＝

V

．

．

、

d

啣、

，。 ＿ 、

。

。

．

．

tn

、

．

hl

i

_｛

ゴ

堆梅

藷

肺

；

1

・

_p

_。

_ヒ

・

／_両 ・

・

 

ヒ 了

．

ガ … p

．

ヒ

　・ いPt

・

弓呷 5

・

〜

　　 　　

i

IG

郎’

2ses

し

［L

＋

・

レ〆lll

。

_tU

“

v ）

tコ

‘E

’

匡

。

．

け_I l

・、

P

・

、

閃

叩・

，

・

。

c

、

。

，

　G

・朋

。

dn

…

qf 　r

・

9

・

d 虚

ヒ

y I

　E　

塞

　Tiln 巨

。

鵬●

o 己

口

lus

。

匸

ヒ

hn　s

：

n

＝

t

川

9　POL

冖

匸

I

　

_l s

ヒ

　 　 　 　 ef

　

8

監

【

己

正n

　

hardon

川

g 　 　 　l I　　

I

　

雪

こ

rム

エ

門

直

tth

巳虻

4【

ヒ

tng

　

_POLn

し

o正

Etre

川

l

　 sヒ

［　　　 　h

己

r己

6冖

工

叩

　　 　　　 　　　　 　　　 　　　 　　I l  

：

N

・

mSn

・

l　Strain

亞

しChe　M

　

ximu

一

し

監

唱

ユ

留

1

　 　 　

；

tres5 　　　　　　　

「

_ゐ

_。

_．

 Ypa 　 　 　

ド

1

」

Fig

．

3　rp

一

ゐ mQde1 用して い る。 　こ の よ うに

，

パネル のせ ん断応 力 分 布 範 囲に対す る扱 い_方は提 案モデル に よっ て異な る が

，

こ の問題に対し て 本論で は （

ii

）の柱

・

は りフランジの中 心 線で囲 まれた 部 分をパ _ネル部 分のせ ん断応 力分 布 範 囲と仮 定 する。 　 3

．

2

　わ く部分の抵 抗力 　わ く部分にはパ _ネル部 分や柱

・

はり部 材が取り付い て いるので， わ く部分の抵 抗 力はパ ネル部 分が せ ん断 変 形 する ことによる影 響や， 柱

・

は り部 材が存 在す ることに よる影 響を受ける ことに な る

。

こ のた め， わ く部分の抵 抗 力は わく部 分 を 構 成 する柱フランジ と ダ イア フ ラム の 断 面 形 状だ け か ら単 純に定ま るもの で はな く

，

パ _ネル部 分 や柱

・

はり部 材の耐 力

・

剛性など が関 係し て く る

。

　し か し

，

パ _ネル部 分 や柱

・

はり部 材の剛 性は

一

定なも のでは な く

，

弾 性 状 態か塑 性 状 態かに よっ て異 なっ て く る た め_， 弾 性か ら塑 性 全 域に わ た る わ く_部分 抵 抗 力の_復 元 力特 性は

一

般に か な り複 雑なもの にな る

。

そこで， わ く部 分抵抗 力の 力学 的 特 性 を把 握 するた めに

，

こ こでは 柱

・

は りの部 材の剛 性が大きい場 合と

，

小さい場 合の 2 つの ケ

ー

ス を考えてわ く部 分 抵 抗 力の範 囲につ い て考 察 を進め る

。

　まず

。

柱

・

は り部 材の剛性が大きい場合であ る が

，

こ の場 合， 柱

・

は り部 材は ほ と ん ど曲 げ変形しな い ため， パ _ネル部 分が

一

様にせ ん断 変 形 する ことに よる わ く部 分 の_変形は_柱

・

は り部 材の拘 束 を受けて

Fig．

4 （a）に示 す よ うに

，

わ く部 分四隅の隅 角 部A

−

A 断 面の集 中 的な 曲 げ変 形にな る。 Be

齟

CO土umn

a）　 Defetmat ±On

　

of　＋T7pe 　Jalnt

b ）　Deformt 正on　of　卜町pe　Jeint Deしei ⊥　of　eo

【

n2r 　par ヒ ！

！

！

A 　 　

！

A

　　〆

　 ！

！

ノ

ノ

　　　 　　　ヨ D 邑しa ±10f 　cO

【

n

巳

【

　P

己

rt

　こ れ に対し て

，

柱

・

はり部 材の耐 力

・

剛性が 非常に小 さい場 合

，

す な わ ち_， 外 周 柱に みられ る トの_字形の_接合 部の よ うに

，

片 方の は り部 材が取り付い ていない_特別な 場 合を考え て み る

。

　こ の場 合， パ ネル部 分が

一

_{様 にせん断変} 形す るこ と に よる は り部 材が取り付いてい ない_部分の わ く部分の変形 は Fig

．

4 （

b

）に示す よ うに

B −B

断面 に お け る集 中 的な 曲げ変 形に な るもの と考え ら れ る

。

　し かし

，

こ のケ

ー

ス は は り部 材 が 取り付いてい ない場 合であり

，

柱

・

はり接 合 部に は

一

般に は り部 材が存 在す る

。

そこ で

，

次に は り部 材が存 在す る場 合で考え て み る

。

　この場 合

，

は り部 材の剛 性が小さい の で

，

は り部 材に よ る拘束が期待で き ない。 このた め

，

わく部 分の抵 抗 力 は

Fig．

4（a＞に示 す A

−

A 断 面の曲 げ 抵 抗 とい う よりは

，

や は り， は り部 材が取 り付い て い ない場 合の ように

Fig．

4 （

b

）の

B ’

−B ’

断 面の 曲 げ 抵 抗に近く な る もの と 考え る こと ができ よ う

。

　こ のよ うに考えて み る と， 柱

・

は り部材の耐 力

・

剛 性 によっ て異なるわ く部 分の抵 抗 力は

，

こ の 2つ の 抵 抗 力

，

す な わ ち

，Fig．

4に示す

A −

A 断 面とB

’

−

B

’

断 面の抵 抗 力の間に あ る も の と考え ること がで き る。 　す な わ ち

，Fig，

4に示す

A −A

断面と

B ’

−B ’

断 面の曲 げ抵 抗は

，

それ ぞれ わ く部分抵抗 力の上 界

・

下 界に相当 し ている もの と考え ること が で き る

。

　そこで _， 次に こ の 2つ の抵 抗 機 構の曲 げ 変形 挙 動につ い て考え て み る

。

　まず

，

わ く部 分 抵 抗 力の上 界に相 当する Fig

．

4に示 す A

−

A 断 面の 曲げ変形で ある が

，

こ の変 形は柱と は り 部材の剛性が非常に大 きい場 合の変形に相 当し て いる。 　そこで

，

極 端な ケ

ー

スと して柱と はり部 材の ウエ _ブ部 分 の板厚が柱

・

は り部材のフ ランジ幅と同じであ る と考 え る。 この よ うに考え る と

，Fig．

4に示 す よ うにわ く部 分 隅 角 部の _曲げ変 形は鋼 板の両 面に開 き角 度 （θ）の切 欠き を有す る模 型 試験 体より得ら れ る曲 げ 変形 挙 動に近 いものと考える こと がで きる。 　

一

方

，Fig．

4 （

b

_）に_{示 す}

B −B

_{断 面}の _{曲 げ変形}は

，

鋼 板の片 面に開 き角 度 （θ）の切欠き を有す る 場合の曲げ 変 形に相 当し ている

。

し か し

，

は りフ ランジが存 在する 実 際の柱

・

は り接 合 部で は

，

Fig

．

4 （a）に示す B

’

−

B

’

断 面が曲 げ変 形 するもの と考えられ る。 　そこ で

，

こ の

B ’

−B

’ 断 面 部 分を みて み る と

，

こ の場 合の断 面 形状は鋼板の断 面 に開き角 度 （θ）の切欠き を 有す る場合の_{断面 形状}に_酷似し てい る。 　わ く部分 隅角 部 をこ の よ う に み て み る と

，

曲げ耐力 上 では 異 な る もの の_， 断 面 固 有の曲げ 耐 力で無 次 元 化 し た もの で考え る な ら ば

，

わ く部分抵 抗力の上

・

下 界と考え ら れ る わ く部 分 隅角部

A −

A 断 面と わ く部 分 隅 角 部 端 部 B

’

−

B

’

_{断 面}の局 部 的な曲げ変 形 挙 動は近 似 的に同じ変 形 1

．

5HIMf Lo O

．

5 o

「

1 1

中

1

一

や

一

¶

＿

一

一

一

『

一

一

、

’

’

，

ノ

「

　

’

が

’

’

　

　

　

　

1 1 「 H 　

険

50

−

15 う

舮

一

一

4 　

隔

52

−

13

同

　 　随

一

44

−

11

而

り

一一

_匪

_一

_一

_つ

　 艮

−

，6

−

9

、−r−一

一

_H 　 鬥

罰

ε8

・

7 ム

1覧

唖一

一

一

ム 1 廴Σ

脚

、

−

　H

−

60

鹵

U o

中

凸3 _凹

邑

’

₅₀

−

₉

，

−

o　

区

一

60

−

3 5 二〇 15

τ

20Peg ee〕 o 10 20 30 　　〔x　LO

−

2_{Rild 】} 　 　 　 　 ム0

Fig

．

5



Moment

_．

_（M）versus deformation_（の

Table　lList　of 　test　specimen

黶0

．

Spedmen 団a 肥 riaLTh

工ckne550f

　

5peo

エ

men 　　 T 　｛

 

1ThLcknes50f 　

員

O しch 　　ヒ　〔

 

1wld しh

　

ofgpeGlmen

日

乙

〔

 

〕 1M

，

60915 60 3D150 2M

−

52

一

王3 52 26Bo 3H

−

44

−

11 44 22110 4M

−

36

−

9 コ6 18 go 5M

−

28

−

7 S

門

−

5DBlPL 60〕 28 14 70 6M

−

60

−

11 60 ZZllo 7 岡

一

60

−

9 60 3Q go 8h

−

60

・

3 50 30 30

筆

　 　 ← I ー

セ

　 　 　 T モデルで表せ る もの と考える こと がで きる

。

　そこで， わ く部分 上

・

下 界抵抗 力に対 する復 元 力特 性 は同じモ デルで表さ れ る もの と考え

，

次に

，

そ の特 性に つ い て調べ _{て み る} 。 　

Fig．

5

は， 鋼板 〔

SM

　

50

　

B

）の両 面に深い切 り欠きを 有す る

Table

　

1

_{に示す試験 体を曲げ試 験し た結 果}9）_{で あ} る

。

_{同 図}にお け る縦 軸は

，

切り欠 き部 を平面ひずみ状態 と考え，

Prandtl

・

Reuss

の考え と同 様に， 平 面ひずみ状 態にお け る応 力は平面応力状態の

A7Ei

倍と し

，

最大耐 力に お ける切 り欠き部の_{応力 分 布}は

，

Fig

．

6に示す直線 で近 似 化で きる もの と仮 定し て誘導し た次式に示 す 切 り 欠き部 曲げ耐 力 計 算 値 （M∫）で 無 次 元 化し た もの であ る

。

　 　 　砺

；Z

〔au ＋

2

_σ∫／κσ）／v〆コ「

・

……・

一 …………

（8） 　ただし

，K

σ

＝1一

π／

2一

θ／

217

〕

，

　

Z ＝B

_〆／6 　 　 　 　B ：板 幅，　　

t

＝ 切 り欠き部の板 厚

，・

　 　 　 　au ：材 料の 引張 強さ， 　 　 　 　Or ：材 料の破 断 時真応 力

，

　 　 　 　θ ：切 り欠き部の開 き角 度 　こ の実 験 結 果を み る と曲 げ耐 力を無 次 元 化した場 合

，

切 り欠き部の曲 げ変 形 挙 動は板 厚や板 幅に関 係な く

，

ほ ぼ同じよ うな 曲 げ変 形 挙 動 を示 すこと が認め ら れる。

vv／

i

σu！K_σ

掣

蚕

阿万 σ u／Kσ t／2 ヒ／2

Fig

．

6　Assumption　of　stress　distribution　in　the　notch 　of　speci

−

　 　 　men 　at 　maximum 　bending　strength

　わ く 部 分 隅角 部は曲げモ

ー

メ ン トの他に柱フ ラ ンジ や は りフ ラン ジか らの引 張 力 も作 用す る。 ま た

，

Fig

．

4に 示す わ く部 分の

A −A

断 面

，B

厂

一

B

’

断 面で曲げ応 力が大 き く な る部分は通 常 溶 接に よ る熱 影 響部であ る

。

そこ で

，

この曲 げ変形 挙 動 をモ デル化 する た めに はこれ らの影 響 につ いても考え て おく必 要がある。 　Fig

，

7は引張力が作用 する場 合の影 響をみ る ために

，

鋼板 （

SS

　41_）の両 面に切り欠き を設けた模型試 験 体に

，

曲 げ と引 張 力 を作 用 させ た実 験 結 果正ω_{で得ら れ た切り欠} き部の曲 げ変 形 挙 動で あ る。 　こ れ をみ ると

，

引 張 力 が 作 用 する場 合 でも大き な塑 性 変形が生じ る ま で の曲 げ変 形 挙 動は

，

引張 力が作 用 しな い_純曲げ 試 験 （試 験体名

M −

12S ）のと きの曲げ変 形 挙 動 とほ ぼ 同 じ よ うな挙 動を示す こと が 認 め られる

。

　

Fig．

8は溶 接 熱に よる鋼 材の材 質 変 化の_{影 響}を み る た めに

，

鋼 材 （

SM

　50　

A

_）

，

お よ び

，

消 耗ノズル式エ _{レ ク} トロスラ グ溶 接

，

サ ブマ

ー

ジ ア

ー

ク溶接に よ る熱 影 響 部 に 切 り欠きを設 けた試 験 体 （試 験 体 切り欠き部 詳 細は

Table

　2_{参 照 ） を曲 げ試 験} し た結_果111であ る

。

　

これ をみる と， 切り欠き部の先 端が熱 影 響部に位置す る場合 （試験 体 名

MAH

，　 MEH ）には， 切 り欠き部が 母材に あ る場 合 （試 験 体 名 MB ）よりも

，

曲げ耐力 が 10

−

15％ 程 度 上 昇す る こと が 認 め ら れ る

。

　こ のよ うに してみ る と

，

わ く部分抵抗力の上

・

下 界と 仮 定し た わ く部 分 隅角 部の曲げ変 形 挙 動は_，

Fig．

8に示 す溶 接 熱 影 響 部に切り欠 き を有 する場 合の純 曲げ変形 挙 動に近い もの と考え られ る

。

　そこで， わく部 分 抵 抗 力の上

，

下 界の曲げ変 形 挙 動を こ こ で は

Fig．

8に示す 3本の _直線でモ デル_化す る

。

こ こ で各 直 線の交 点の座 標は そ れ ぞ れ 次の と お りであ る

。

　

A

点

M

，／

M

，

＝O．

　7

，A

θ，

＝

　

O．

01

　

Rad

　

B

点

Me

／M．

＝

L1

，

　Aθ，　

・

＝

o

．

　06　

Rad

　

す なわち， 本 論で導入 す る わ く部分の抵 抗モ

ー

_メン ト の上

・

下界 （pMtV

，

　pMn ）の挙動は次 式で表され るもの である。 　 0〈_γ＜0

，

01Rad L5 　 　 　 　 　 O 酬

ー

o

．

5 0 1

．

5 　 　 　 　 0 穐

缶

i

0

．

5 o

＿

H

−

L2s ‘α

苴

Ol

．

一

．

曹

胴

鵠

pL25

−

L 【

α

_n

＝

025 ， 1

．

一

．

一区

醜

一

125

−

2 τa

。

凰

o

・

5レ

闘

　

　

図

％

＝

馮ノΨ ド

厚響

_σ 1

’

’

’

r

，

〆

！’

一

一

一

一一

　

，

F卩

一齟

一

、

一

一

一

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_1、

_驢

_、

_、

r

　

、

幽

＼

．

＼

．

一

_台

一

一

闘

1

墨　 　 し

一

、　 ケ 詞

一

甘

』

　

_ロ

司

ム　 　

「

』

♂一

一

一

『

　 ム

o

蹲 9

ナ

ムa 凸6 　1Deg

：

ee 　 　 　 5　 　　　 　　　 　　　 10 　　　　 　　　 　　　rs　 　　　 　　　 　　　 20

Fig

．

7　Moment ｛M ）veτsus　

deformation

（Aθ〕

賢

Lhne

畠

r 祕 o と B

゜

一

⊇

艦

一

一

“

．

．

　きこ

、

皮 　 　　

．

ア

一

’

_二冫

ぴ”

、 　 　 　 　 　　 　 　 　　

’

「

』

丶

．

　　　　　　卩

簑

_ミ

_テ

　 　　 　 、 　 M

一

隔

　

厂

‘

夙

ド

『

δ

一

　 　 gge

＋

ムe

　　 一

　

　

皿一

1 　 　 0

＿

＿

＿

＿

＿

刈　

梱凾

2 　 　

← ．

r 　田

幽

3 ロ 癌

＿＿心

臥 ・ 愚 　o

−一

一

一

一

引 堽H

・

2 　 　

険 齟

周

　

旧

H

−

3 　 　 一 　 阻H

−

1 　 　 伽

一

一

曹

一

噴 噸

洞

闇

3 　 　 6

＿

＿

．

＿己

　陣il

・

3 5　　 　　 　 　　 　　 　 　　 　10　 　　 　　 　 　　 　　 　 　　15　 　　 　 　　 　　 　 　　 　　2D 　 　 　　 　 　 　　 　 　 　 　　 　 　 　　 　 　Pe曹roe O　 　 　 　

口

．

LO　 　 　 　　 　 　 O

．

20　 　 　 　　 　 　 0

．

25 　 匸Rnd ） 　 　 　 凸巳

　 Fig

．

8　Moment （M ）versus 　

deformation

_（△の

Table2　List　of　test　specimen Specimen Detail 　of　Specimen

凹B　

−

1

鬮

1 　

−

21

冒



一

3 ｛Base 　me ヒal ｝

一一＿

イ

29

写

一

一一

一

　 　 　 　　 　 　 門

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

ε

1

　

駕

＿

＿＿＿

＿＿＿＿

＿

＿＿＿

一一

　 　　 n MEH

−

1 　，

°−

₂ 　

「

’−

3 　　　　　　go°

「 蕪

厂

§

　

　

　

　

　

　

　

　、

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　ρ

1 （趾 。。t．。ヨ尿 厂而 冠 謁

一一

MAH

−

1 　

，

1

−

₂ 　

鹽

鹽一

3

一

一一一

_蠏

_撫

一一

_n

　

　

　

　

　

　

　

　

　

鋼

諤

　

　

　

　

　

　

　

　

　　

　

　

　

　

　

　

　

n 　 　 　 レ

　

　

　

　

　

　

　　一

胃　彈一卩

一 甲一冖｝

〔submerqed 　aro 　welding ｝

　 　p〃ノ リ； 0

．

7×4M ∫uγ／0

．

　Ol

・

・

一・

一・

一一・

一・

・

・

・

…

（9a） 　 　pM ！星

＝0、

7×4M ノ犀γ／

0．

01 ・

99・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

9・

・

…

　（9b＞

0．

01

≦ γ〈

0．

06Rad

　 　pMJV ＝ 4　

M

／u（o

．

7十 〇

．

4 （γ

一

〇

．

01）／0

．

05） 　 　 　

一・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

一・

・

・

…

　

一・

・

・

・

・

・

…

　（9c＞ 　 　pMn

；

4M ノ 軍（O

．

7十 〇

．

4 （γ

一

〇

．

01）／0

．

05） 　 　　 　 　 　　 　

・

・

・

・

・

・

…

　

一・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　（

9d

）

　0

．

06≦γ　 　 　 　

、

　

　

　

　

　

。

MtU

−

1．

・

1

×

4

・

M

．，

’

・

……一

．

1

・

．

一

……・

………・

…

（

9

・＞ 　　　　　pMtt ＝

1．

1×4M _．

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…



一・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

_（gf ）

　

　

た だ

U ・

，

ngxvJ

　

MJ

，は （8 ）式 より求め ら れ る曲 げ 耐 力で

，

M．tiを求 める場 合

．

の断 面 係 数

．

（Z）は柱とは りフ

　

　

　

5D

σ

P

　

［

ten0

1

…

：

：

：

　

　

　

100 o

〆

！ 4レ

r

‘_g

・

9（a _＞

撫 識

脇

靄

i

岬

　 　 500PCbO

冂

》

｛

姻

：

：

：

　

　

’°

［

「 厂

傷

　 　　 　 　

，

1

　

　

〆

蝉

6 哩 』・ 　

．

11L

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　眠巳

互

by　experirnent 　veTsus

　

　

　「

Lt

・

dy

．

」

r．

⊇

LL

　 　 　

」

l

r【

d’

vink

ユ

or

　

eL

　

弖

1 ／ 　 　 　 　

，

σ

國

　

　

　

　

　，

厂

　

　

　

　

r’

；

二

ζ

r

築

諞

　 　 　 　

ヒ

1 ］ oo

監

　

コ

ユ

．

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

L

巳

｝

　 　 　Spacine

”

肥

一

Se

囗

　　　

1

：：：

「

「

n

：：

1

：

1

：霞 鬘：毀妻

13

．

／

　

　

幽已

【

　

山

」

nd

　

偏

鰤

1 Fig

_．

₉

_（

_b

_）

　

　

　

e

り

DP 　［ヒen 〕

1

…

1

．

』

200 o 5 Deformation _（γ）obtained

、

upper 　and　lower　mode 且

　

　

　

　

　

　

　

　聖

o

−

．

_ゴ

t

．

1ti

’

  by　experiment 　 versu5 　　　　　　　　’　 　 　　 　 　 　　 　 　 　　deos

μ

【

od 　 　 　 　’ 　 　

「

噛

　　 　　　　　 　　　　　 　 　 　 　 　 　　　　　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

　

　

　

　

　

’

壕

婁

「

一 く

認

☆

メ

　　　　　　　詈：：評：藍；旨1綴

1

；；鷺 濃

1

乙5 Fig

_．

₉（c） 　　

，

　1

．

o　 　 　

：

．

o　 　 　

コ

．

。

　 　 　

．

q

．

o 　　　　　　　一 了ix

　

lo

．

  Deformation（7｝obtairLed　by　experiment 　vers 皿s upPer 　and　

lower

　model 　　　　　　　

層

τ ラン ジ

．

丁継 手の補 強す み肉溶接サ イズ （

S

）を考慮し た

Fig．

4に示す

A −A

断 面の断 面 係 数で，　

Mft

の 場合に は

B

−B

断 面

，

また は

C −C

断 面の 小さい 方の 断 面係 数 である。 　　

4．

実験 結 果 と対 応 04

．

ユ

5K ］e 20 10

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　！

　Vpper

　

bavmd

跏自

1

！

一 　　　 　　 　 　

　

1

，

1

〃

　　　　　　　

，

” 　 　 　 　

，

’

　

・

广

一

ゲ 　

_’

！

ノ

　．

　

　

’

　’

　

〆

ノ

゜

_齟

「

’

∬

’

／

彡

卜

．

　 41 　　 　　　　　　　　ン 　 　 　

，

r’

　　　　　　；

一一

　LeniC

：

bcun己

伽

瓢 n1

　

　

　

　

　

　

　

　

，

’

　 　 　 　 　

，

r

一

．

　 　

，

’

一

，

’

一

　 　 　　 　 　　 　 　　 　 　　 　 　　 　 闢

弓

ひ

．

脚y

層

「

「

’

’

　

’，

，

　　　 　　　　PSpoo  6

π

肌 詈鯉 ：

　

　

　

　

1

，

田

24

　

躍

　

互

50

叫

引

　

罵

　

1

田

oFig

．

9（d） P 　［tenl

　

　

70

　

　

6b 　 　 50 　 　 40 　 　 ］o 　 　 le 　 　 lo 〆 ’

〆

r

段

．

∠

ク

 

　 　 　 　 　 　 　 　 14 ー ー −

ー

イ ー

r

陸

−

o

．

95

幽

　 　

ロ

．

．

し

O

Deforrpatlen _（γ）obtained

．

by　experiment 　 versus upper 　and　lower　model

o ノ

ノ

　 UPPdt

　

bO

ロ

nd

　

mOdOl

P 　 　 　 　_{peF ↓meJ}

　

_t”

−

_t19 ， 閧

一

L，O　x 　Iso　x 　聖巳　x 　28 II

−

300

　

n

　

120

翼

15

　

u

　

15

み

吟

己

s．

凵

「

td

幽

r

　

bound

　

醐

o

艮

，

冷一

一

一

一

一

一

一

一

一

一

一

一

一

一

一

圏

Fig

．

9（e _）

　

　

L5

卩

　

【

し

om

，

1

め

’

属

」

7

〃

°

ゴ

　 　 　 　 　 　 　 　 　

「

↑

「

II

’

5 5 ID Deforrnatien

．

_（γ）obtained upPer 　a皿d　lower_皿odei

　 　15　 　　 　　 　 　　 　　 　 1

ロ

　　　　ー ・c…

−

2）

．

by　experiment 　versus

・

一

ヂ

　

　

　

　

　

　

　

　

，

∠

ン

・＿

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　曽

　

一

　

一

．

ノ

ノ ／

’

　

・

　 　

ノ

’

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

十

　 　 　 　

＿

一

冷・

一

凾

一

一

串

一

　　　　 　　　　 　　　　nd 　

贓ユ

5P

．

。

lme

．

盛 1

）

tll ：：ge：［：：lll慧

_顎

萎1ゴ

卩

．

11 o

・

Fig

_．

₉（f） 5 tO Is

．

　 　 　　 　　 　 　　lo 　 　− Y Deformation（γ）obtained

upPer 　and　

lower

　model 　　

・

　

　

　

　

　

25 　 　

．

2

　

　

　

R

■

dF

／

xtO

　柱

・

は り接 合 部の抵 抗 力は柱

・

はり接合部を構成す る パ _ネル部 分と わ く部 分の抵 抗力 を 足 し合わ せ た もので あ る。 　した がっ て

，

本論で導入 す る柱

・

は り接 合 部のせん 断 変 形モ デルはパ ネル部分 と わ く部分の変 形モデル よ り同 変 形 量の と き の抵抗力を 足 し合わ せ ることによっ て得ら れ る。 　こ こ では

，

既 応の代 表 的な実 験 結果 を 用い てこ の変 形 モデル の妥当性について検証す る。 　前 項で示 し た よ うに 本論で導入 す る変 形モ デル を求め る 場 合

，

降 伏応力 （σy）や

，

引 張 強さ （σ

。

）

，

真の破 断 応 力 （σノ）， ひずみ硬 化 開 始 時の ひずみ （ε

。

t）， わく部 分 隅 角 部の開 き角 度 （の， 隅 角 部の断 面 係 数に影 響を 与え る柱と は り フ ラ ンジの 丁継 手に おけ る_補強すみ_肉 溶 接のサ イズ （

S

）の値が必 要と な る。 　ところ が

，

柱

・

は り接 合 部に関す る既応の文献で は，

S，

θ

，

σt の値が示さ れてい ない

。

　そこで

，

著 者の_{調 査結果 （}

Appendix

_参照）を基に_， こ こ では

，

これ ら の値を 次の よ う に設 定す る

。

S ＝

18皿 m

S

＝ 9

．

6十 〇

．

24tb ノ θ

＝

120度 σr

；

42

．

2十1

．

72　σ翼 σ1

＝

0

．

2十1

．

72σ u （置り！＞

35

） （tbノ≦35） （上 界解析用） （下 界 解 析 用〉 　

一

方， パ ネル部分の抵 抗 力に影 響を与え る残 留 応 力は （5 ）式に表され るもの と仮 定 する が

，

残 留 応 力影 響 係 数 （α

．

〉につ い て はま だ明 確で は な い。 　しか し

，

α rの値は通 常O

−

1

．

0

の_{範 囲}にあるの で

，

α． をO

，

1

．

0 と し た も の は

，

そ れ ぞ れパ ネル_部分抵 抗 力の 上界

・

下 界に相 当す ることにな る

。

　し か し

，

下 界を求め る場合

，

ar を1

．

0と仮 定する こ と はパ _ネル部 分の剛性を 過少評価し す ぎ てい る もの ど考 え ら れ る

。

　すな わ ち

，

α，

＝1．0

というこ と は残留応 力に よっ て パ ネル部 分が全 面的に降伏してい る場合で あっ て

，

実際上 は考え ら れ ない状態であ る か らで あ る

。

　そこ でパ _ネル 部 分の 抵 抗 力の下 界 を求める場 合

，

α． をこ こ で は

，

0

，

8と仮 定す る が

，

こ の値は はっ き り し た 裏 付け デ

ー

タ より仮 定し た もの で は な く

，

残 留 応 力の影 響は最 大でもこ の_{程 度}まであ る と 想定して_設定して み た もの であ る。 　こ の よ うに して求め た上

・

下界 変 形モ デル は

，

既応の 代 表 的な実験結果と と もに Fig

，

9に示す。

　

同図の 中に は

，Fielding

　et　al に よ る提 案モ デル1）_， H

．

Krawinker らの 提 案モ デルz｝

，

加藤

・

中尾博士によ る提案モ デル4〕， 佐 藤 博 士 ら に よ る提 案モ デル 7］ も それ ぞれ ユ点 鎖線で示し てある

。

　

こ こ では_， 紙 面の_関係か ら代 表 的な実 験結果だ け を示 し た が

，

この図か ら も明ら か な よ う に， 既 往の提 案モ デ ルは

，

弾性か ら塑 性 全 域にわ たっ て， 実 験 結 果 を必 ずし も的確に_評価してい るとは い え ない こ と が わ か る

。

　これ に対 し て， 実 験 結 果は い ずれも本 論で導 入 した 上

・

下 界の変 形モ デル の ほぼ中 間に位 置して い て

，

上

・

下界の_変形モ デ ル の_平均 値で考える な らば実 験 結 果に良 く対 応し ていることが 認め られる

。

し た がっ て

，

本 論で 導入 し た抵 抗モデル は柱

・

は り接 合 部の せ ん断 変 形 挙 動 に_対す る実用的な評価方 法 を導く た めの モ デ ル とし て有 効で あ る と考え ら れ る

。

　

5．

結 　び 　骨組が_水平力 を受ける とき に生 じ る柱

・

は り接 合 部の せ ん断 変 形 挙 動に対 する実 用 的な評 価 方 法を導く た め に

，

柱

・

は り接 合 部を構 成す る柱フランジ とダ イアフ ラ ム か ら な る接 合 部の わ く部 分と

，

わ く部 分で囲 ま れ たパ ネル部 分の_{抵 抗 力}の_{力 学 的 特 性}につ いて考 察を行い ， パ ネル_部分 につ い て は せ ん断場と仮 定し て その抵 抗 力 をモ デル化 し

，

わ く 部 分の抵 抗 力につ い て は

，

わ く部分 隅角 部の_抵抗モ

ー

メン トの_考え_方を導入 してその抵 抗機構を モ デル化し た

。

そ し て

，

本論で はこ の モデル に上

・

下界 の_考え 方 を 導 入 し

，

既往の実 験 結果 を基に本 論で導入 す る抵抗モデル の妥 当性につ い て検 討を行っ た

。

　その_結果

，

既往の実験で_得ら れ た代表 的な弾

・

塑性せ ん断 変形挙動 はい ず れ も 全 体 的 に本 論で導 入 し た 上

・

下 界変形モデルの間にあ り， 本 論で導入 した抵 抗モデル は 柱

・

は り接 合 部のせん 断 変 形 挙 動に対する実 用 的 な 結 果 を導く ための モ デル と し て有 効で ある こと が確め ら れ た。 　し か し

，

こ こ で設定し た上

・

下 界変形 モ デルの抵 抗力 の間には ま だ大き な開き が あ り

，

こ のま まで は ま だ実用 的な もの と はい い難 く

，

実 用 的 な結果 を導く た めに は_， 柱

・

は り接合部の耐 力に与え る要因を 的 確に把 握し， 変 形モ デル に取り入 れ る必 要 が ある

。

　 Appendix

−1

わ く部分 隅角 部の開 き角 度 （の と 　 　　 　 　　 　補 強す み肉溶接の サイ ズ （

S

） 　

Fig．

　

A

は_著者の試験体1s｝

，

並 びに著 者が製 品 検 査に立 会っ た際ラ ンダム に抽 出して調 査し たわ く部 分 隅 角 部の 開き角度 （の と補 強す み肉 溶 接のサ イズ （

S

） を 示し た もの である

。

こ の著 者の謂 査 結果に よる と

，

τ継 手 部の開き角 度 （e）は 120度 前 後に あり

，

補 強す み肉 溶 接は概 略 次ぎの範 囲にあ る。 　 　 　 t＞30m 　

S＝

13

．

0±5

．

Omm

　　　

t≦30m

　S

＝ ＝（4

．

6十 〇

．

24t

＞士

5．

Omm

　

Appendix

−

n

　の の推定値 　

Fig．

　

B

は著者の 実験で得ら れ た結 果fi｝

・

10L］］）

_rs

よび

，

既 往の_文献22屡 示 さ れてい る σr の値を 示 し た もの であ る

。

同 図には最 少二乗法よ り求め た回帰直線 も記入 してあ る が

，

回帰 直線か ら推定し た応力と破 断時真応 力 （af_）と

160e 　tDeg

＝

ee）

1

・‘・ 120 lOO 80 ユ0 oO

。

　  

_。

 

蠱

響

曇

OOOOOO 　 D 　 8 　 38 　 00 　 　 　 　 　

_。

。

ー

。 δ

。

8 印

。

8 。 § 88 号 8 　

蠡

蘯

Qg 　 　 o 　 　 o 　 ＆ o 　 o 　 　 　 　 　 　 　 　

_ロ

O 0 Tltnqe

　

of

　

columfi 00 　 o 　 　 　　 　 　A

　　 奏

E e　　o §88

。

　　

9

　 　 0

　　　

・

l

l

。

　　　　　

q e 200 ：

麗

：

1

：：

ll

、

。

）

t、

、

〕

O 　i　By 　m曲ual 　and 　5c 皿

一

auヒomati

［

　

冊

しding b 　

：

　By 　cons 岫 上e　ne

［

zle 　elec 【roglag 　veldin

，

謁

＿

・

1

… o

　　　　　　　

o

　　　　　　∴

〆

　　　　

一

　

゜

_ン

_、；乳で

’

．．

　　

選

曳

一 ／ 。

＿

∵

… ＿ p 　

．

・

　 　 　 　f 急t9

_．

　

・

　 ．

■

　・

　　　　　　　●

■

20020 　 　 　　 ］0　 　　 　 　40　　 　 　5D　　 　　 　60　　 　 　　70　　 　 　SD　 　　 　 　90₁

σ

y 　【kq

’

f！mm

　

l 　 OE 　

’

　 21kq E ／m 】 20 3040 5ゆ

Fig

．

　A（1_）Relation　betweenθand 　TT6

？m

［

）

：

霊；

蠶

誼 蠶

1

灘

：

凱

1

：

；

二

：

1

：

1

：

：

100 20 5 Σ m

ー

S 10 O

’

’

’

・

’

・

’

　

_・

●

！

》 　 f “

’

鞠 、

．

／ ’

°．

イ 　 　 　 4 　 　 　 ●

_ノ

●

・

01a 岶 仕 恥 965 矼 3925P σ 　 　

’

．

°

　 ●

ノ

　 　 　 4

・

°

測 身 ゜

．

　 　   夕 　 　

・

■

’

　 　 　 　

’

　 　 　 　

・

’

　

●

　 　 　 　 　   σ

．

O

・

●

　 　 　 1D　 　 　 　20　 　 　 3q　 　 　 　4e　 　 　 　5e　 　 　 　　 fio 　 　 　 T　l

 

〕

Fig

．

　A_（2_）Relation　between　size　of　reinfo【ced　fillet　weld

　 　 　 　 and　thickness　of　

flange

_（T_）

　 　 　 0

　 　 　 40　　　　50　　　　　60　　　　　7D　　　　80　　　　　90　　　　100　　　　110

　　　　　　

2

　 　 　

σ

u　〔kg

・

f ノ

 

　，

Fig

_．

　BTrue　maximum 　stress _（σノ｝at 山e 　fracture　versus 　yield 　 　　point〔σ_v）

，

　tensile　stre皿gth　_（ffu）

af

＝− 92，2

十

1，

72σu十168φ

・

・

一…

　

一・

・

・

・

・

・

…

　 （a3 ） 　 　 　　 　 　　 　 　 　　 　 　　 　（r

＝

0

．

967 ） σノ＝

13．

0

_{十 〇}

．

132 σ u十 〇

．

056σ uφ

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　（a4 _） 　 　 　　 　 　　 　 　 　　 　 　　 　（r

；

o

．

961 ）

　

こ のよ うに

，

ar は絞 り



（φ）と材 料の降 伏 点 （σ y）， ま たは_{引 張 強}さ （σ u）によっ て高 精 度で推 定で き るが_， 建築構 造 物に使用 さ れて いる鋼 材は絞りの値につ い て規 定され て お らず

，

ま た

，

柱

・

は り接合部に対する実 験結 果でも， 絞 りの測定を し てい る もの は見 当ら ない 。 　そこ で

，

前 記デ

ー

タを基に こ の絞 り （φ）を 調べ _{て み} る と

，

低温で生じ る よ う な脆 性 破 換や

，

板 厚 方 向の引張 試 験で生 じ る開 裂 破 壊の ような特 別な破 壊 を別にすれ ば

，Fig．

C

に_示す ように

，

建 築 構 造 物に使 用 される鋼 材の絞り は

一

般に

55〜80

％ の範 囲に あり

，

平 均 的には 70％前後であ ること が分る

。

の_{相 関}係 数 （r_）は 0

．

75

〜O．80

で相 関 度 として は必 ず し も高い もの と は い え な い_。 そこ で_， こ の デ

ー

タを詳 細 に観察し た結果， 絞り （φ）が大きい もの ほど， σ 、が大 き く なっ て い る こと が 認め ら れ たの で

，

av

，

σu と 絞 り （φ）を用い て重 回 帰 解 析を行っ た結 果

，

次の よ う な関 係 式が得ら れ た。 　 　　σ！

；

　

−

49

．

　

7

＋

1．

31

σ，＋

1．

73

φ

・

一 …………

（a1 ） 　 　 　 　（r＝

0．

938） 　 　　σ ノ

；61、

1一 〇

．

61σ_y十 〇

、

03ayiP

…

　

一

一

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　（a2 ） 　 　 　 （r

＝

O

．

910） 100 ψ 　

f

’

1

。 BO 70 60

：：

隻

ll

　

_：

_：

_；

_：

1

_：

_：

▲　5s41

　

Ref

．

上o ｝ △　SM50

　

Ref

．

9）

，

111

亀

 

。

，

写

　 　

●

‘ ▲

．

■ ． ψ OD

■

O 50 　 0　 　　 　　10　　 　　 　20　 　　 　　30　　 　 　　40　　 　 　　50　 　 　　 　60　　 　 　70 　 　 　 2 　 　 　 ay 　〔kg

・

f／

 

l

　そこで， 最も高い相関が得ら れ た （a3 ）式に おいて φ を

55

％

，80

％ と お く と

，

af はそ れ ぞ れ次の よ う に な る

。

　　　

iP

　

＝

80　％ ，　σ！

＝

＝

42

．

2十1

．

7Zσu

・

・

・

・

・

…

　

一・

・

・

・

…

　（a5 ） 　　 　φ

＝

55％

，

　af

＝

＝

0

．

2十L72 　au

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

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田 中 淳 夫

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お よび

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その接 合 部の挙 動につ いて

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（報 告 　その 1＞日本 建 築 学 会 論 文 報 告 集

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第10ユ号

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昭 和 39年8月

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（報 告　その 2_）日本 建築 学会 論 文 報 告 集

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11

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　No

．

ユ10

，

　1975

．

2

一

一

SYNOPSIS

UDC:624.07S.Ol4.5:624.04

RESEARCH

ON

THE

METHOD

OF

PRACTICAL

EVALUATION

FOR

THE

ELASTIC-PLASTIC

BEHAVIOR

OF

BEAM

TO

COLUMN

CONNECTIONS

COMPOSED

OF

WIDE

FLANGES

-PartI

On

the modeling

fer

shearing resistance of

beam

to

column

'

'

by NORIMASA ENOMOTO, Taisei Corpo Technical

ResearchInst., Member of A.I.

J,

Attempts

on the modeling

for

elastic-plastic

behavior

of

beam

tocoLumn connections subjected to ttnsymrhetric-al

beam

moment

have

been

_presentedinReferencesih5j.

However,

the writer

know

that the models _presented iq the References would not always agree with

ex-perimentalresults.

Therefore, the writer examined indetailresistance forceof

beam

tocolurnn connections composed of wide

flanges,

and attempted tomodel itsresistance

force.

It

was assumed thattheshearing resistance of the _panelzone isan average shearing stressand theresistan'ce of

theelements surrounding the_panelzone isthe

bending

moment at the foureorner _points.

･Based

on theconsideration of the

lower

and upper

bound

on the strength of the connection, the comparison with thetestresults was carried out.

The results ofthis comParison are

discussed

and summarized

in'

thispaper, and

it

has

been

concluded that the modeling forresistance, of the _panelzone and the frame action surrounding the

_panel

zone

in't･roduced.in

this pap-er is u$eful to explain theelastic-plastic

behavior

of

bearn

tocolumn connections composed of wide

flanges.