【
論文
】
UDC :624.
072.
2.
012 :620.
1 :624.
04 日本建築 学会構造系論文報告 輿 第386
号・
昭和63
年4
月ハ
ー
ド
ボ
ー
ド
1
形組
立
ば
り
の
耐
力
・
変 形挙 動
に
関
す る
実 験 的 研
究
正 会 員定
方
啓
*1.
は じめ
にウェ
ブ
に合 板
を用
い た木 質系
1
形 組 立 ば
りの研 究
は大
径 材
の不 足 等
の要 因
に刺 激
さ れて1950
年
頃 か ら 現れてく
る。
我 国
でも戦 後
の空 白期
をへ て昭 和
30
年 代
の後 半
か ら実 験
およ び理 論 的 研 究
が始
まり,
そ の後
,
間
伐材
の有
効
利
用
の方 策
とし ても 開発 的 研 究
が続
いて い るO
−
4)。
し か し,1
形
ば りの ウェ ブプ
レー
トに は大
き な剪 断
応力
が生 ず
る の で ウェブ
に合
板
を用
い た1
形 組 立 ば
りで は ウェ ブの合 板
に層 間 剪 断 破 壊
(
ロー
リング
,
シャー
)
が生
じて大
き な耐 力
を期 待
す ること は で き ない。
こ れ に対
し て,
ハー
ドボー
ドは面 内 方 向
は等 方 性
で高
い剪 断 耐 力
を持
っ て い るの で ウェ ブプ
レー
トと して優
れ た性 能
を持
っ ている。
し た が っ て, ハー
ドボ
ー
ド
ウェ ブ組 立
ば り の場
合
の耐 力
と変 形 性 状
に は フ ラン ジ材
と ウェ ブプ
レー
トとの接 合
の条 件 (
接 合 面
の剪 断 耐 力
お よびず
れ等
)
が大
き な影 響 を 与
え る。
ハー
ドポ
ー
ドを ウ
ェ ブに用
いた木 造
組立
ば
りの研 究
に はRamarker,
et al.
(
1972
)
,
(
1976
)
5L6 ) お よ びHilson
,
et al が ある。
Ramarker
は ス パ ン40
フ ィー
ト,
は り せ い16
イ
ン チの1
形 組 立
ば りで,厚
1/4
インチのオイ
ルテンパー
ド
ハー
ドボ
ー
ドを ウ
〕〔ブ
に使 用
し,
上 下
フ ランジに は(
2
吋
×4
吋 )
×2
本
の ダ グラ スファー
材
を 用いて組 立
て たは りs ),
お よ び,
ス パ ン12
フ ィー
ト と6
フ ィー
ト
,
はりせいは共
に12
インチ,
厚1
/
4
イ
ンチの オイ
ル テン パー
ドハー
ドボー
ドを
ウェブ
に,
上 下
フ ラ・ジには峠
吋
×2t
吋 )
・2
本
の醐
材
を用
い て組 立
て た は り6〕の2 種類
につ いて等 分 布 単 調 載
荷 実 験
を行
い,
ウェ ブ とフ ラン ジの破 壊状 態
およ び荷 重
変 形 挙 動 を報 告
して い る。Hilson
はハー
ドボ
ー
ドを
は りのウェブ
と して使 用 す
る場
合
の設計
図
表
を
ウェブ
の境
界
条件
を
変
化
させ た は り の剪 断 破 壊 実
験によっ て 求 めて いる7) 。こ れ ら の
研 究
で は荷 重
・
変
形 挙 動
が塑 性 域
に入
り さ ら に破 壊
に近
づい てゆ く場 合
の ウェブ プ
レー
トと フランジ材 間
のず
れに よ る1
形 組 立 ば
りの耐 力
の減 退
お よ び ウェブ プ
レー
ト破 損
後
の フ ランジ材
へ の応 力 再 配 分
の問 題
に つ い ては 明 ら かに さ れて い ない。
本 報 告
は これ ら の問
題 をハー
ドボ
ー
ドウェブ
1
形 組 立
ば りの実 大 実 験 結 果
と そ の解
析
とに よっ て明
らか にす
ること を主
た る目
的
と し て い るQ実験
は第
1
期
と第
ll
期
とに分
か れ て い て,第
1
期
10 〕の ス パ ン168cm
の1
/
2
縮 小
モ デ ルの単調 載荷 実
験
,第
ll
期
ll )“
’
]3) の ス バ ン360
cm,
は りせい30
cm の実 大 組 立
て ば りに単 調
お よ び 正負
繰
り返
し載荷
を加
え た破壊 実
験
と から成
っ て い る。実験 結
果
に基
づ い て,相 当 断面
2
次
モー
メ ン ト(
reduced’
moment ofinertia
)
の概 念
13}を導
入 し, は りの耐
力
の減
退 お よ び1
形 組 立
ば り断 面
で の応
力 の再 配 分
に伴
う挙 動
につ い て説 明
し た。次
に動 的 減
衰 性 状
の指 標
と して履 歴
ルー
プ
か ら変 形
エネ
ルギー
吸
収
ウ
2
∩圓ρ
珍
・2
×40)X2【wood , (。、.
tS、躑 _ 畔 圃 _ 賦 曲 q ゆ tl
Fig
.
1
General
ferm
of
ha
【dboard
web
I
.
beam
specimens (
length
unit・
is
mm ) 本 論 文の実 験の概
要は文献
10
)
一
】3
)
に発表
した。
寧 豊 橋 技 術 科 学 大学 教 授
・
工博 (昭和 61 年 6 月9
日原 稿 受 理 }:
塾
H 鵬 d3e Fla珂∈
−
mu 〔a) 工.
Type Cb)Fig
.
2
Section
oftwo
types
H
.
B
.
W
.
ments (
length
unitis
mm)
8
冨
6
BOXT 工TyPeI
−beam
second experi・
性
状
を示 す
Ed
−
A
。マ ップ
を
求
め た。
2.
試 験体
試
験 体 (
第
1
期
,
第
II
期 )
の形 状
を 図一1
(
a)
お よ び(
b
)
に,
種 別 寸 法 を表
一
1
にそ れ ぞ れ示
す。
第
1
期
は シング
ル ウェブ
の1
形
ば り,
第
H
期
は シ ングル ウェブ
の1
形 ば
り(
IHB
) と ダ ブ
ル ウェブ
のB
。x−
1
形
ば り(
IWHB
)
の2
つ の種
類
か ら成
っ てい る。 その断 面 形 状 を 図
一2
に示
す。要 素 材
の材
料
強
度
お よ び釘 剪 断 耐 力
,
接 着 強 度
は表
一
2
に 小す
。
瀕
Caster−
ball a且db Er配 f6r 解hc
d
切 【α ヨd
oe1L4
1
.
■
1
●
i一
.
.
.
Fe 晦 nに )画
貞 美「
{ 1「
艚
置
1S 卿 r鹽
device
l
for cyc 鳳 c 廟1
臨’
200
こ600
へ
R潟iti(m of I ユa 蹴 al s駟 rt幽
1
〔b, 〆 融 亘 b瓠 』 5 辷Se如Fiq
.
3Arrange
t
of spe⊂血 aηd 臨 t 舘 ゆlaterral smp )rt
SystetU
#
Fig
.
3
Arrangement
of specimen andtest
set−
upTable
l
Specmen
andTest
Sumrnary
晦b
−
PlateFlangPla
セes
七iffen
肛 踟 圃 跏Spar1
勵tD
Flang
Comec
廿 皸pen
囲S
町 項Grt1 ρad↓DqForm 肥Oi1
−
1
啝 Ha皿丑x避d
田 工一
皿 照A
〔40
メ40
) n=
2
71280 自 〔 1
∫
←2
侃 }1800
πm ( L )1680rm
4ref
∈疋tD
F
工G
ユ 〔a} )to
−
r匡C 工侮
0PBP
加 oodt
=
4
羨)indess
Nai1 ((N65
)and 細hesive
“in
◎コ由ination
.
四ail280
/3
2
NNail
(CN
65
)200e
2
moil
一
恥d
−t
巧.
O
nニ
エS
−
P
−
F204
{38
×89
) nF2 即Nai1
(CN
65
)100e
1
工工 ’82
BE
工一
(40
メ4Q
)600e
弓00
@HNNaill
65
)&A
曲e5鳶ives
蜜3refer
tom つnot ひF
niccyclic reversa3150mn360
〔NNail
(C
圓65
)200
@2F
工G
.
1
(bl
■
lt 犀6
.
On
=
2
「
,
〔38
×89
} 聾=
3
刪Nail
100
((聾@65
)1
田Nail
(CN
65
)&Adhesrlves
鼠3
★Adhesives
oonsist of
glue
−
rUbberb
・nding agentsNail
act 己s abinder
of adhesj 」vsTable2
Basic
Strength
andElastic
Properties
,
kgf
/cm2Ft
粘
Fc
EtE
』
,EcAdhesive
B
【)ndStreng
ヒh
Nail
Shearinq
s
缸 enqthρ
《9f
廊
)
BEI
一
皿K
ヨA
(heterq
⊇yl
ユa)830
一
4131
.
2x1050
.
8xlO5
(cBEITUGA
+Hard
−
bo
己工d
l2
(9
)★Nai1
(
CN
65
)BE
工TU
卩 △ +Ha
エdbo
エd
124
204
(S
−
P
−
F
)900
655
464
.
1
51
×101
.
25x105
(b
)Ply
d
500
一
■
一
0
.
55
乂105
(c)Plyw
d
+.
Hardb
Nail
(CN
65
}BE
エwqA
+P
⊥yw
(x
ロ73
一217
噛
■
0
.
5
メユ050
.
60
質↓05
b
1
11
{一
)Ft
=tensile
st
エength
,Fb
=
cαmpresive
strerlg 廿 lt t
)
strength at mesh
face
Fc
=
bending
strength1
雄
十
、+
埀
Fig
,
4 Arrangement
Qf straingage
,
measure of straindistribu
・
tions3.
実 験 装 置
お よび 方 法
図
一
3
に第 皿期
のう
ちの正負 交
番
載 荷
の試 験 装 置
を示
す
。 なお,
支 持 条 件
は第
1
期 (
単 調 載 荷 )
で は焼
入 れ鋼
製 円筒
と平 鋼 板
と を組
み合
わ せ た上 向
き単 純 支 持
。第
ll
期
(
正負 繰
り返
し載 荷
)
では図
の よう
に は りの両 端
に鋼
製
の沓
を履
か せ て垂 直 面 内
の上下 方 向
に回 転
でき るピ
ン支 持 構 成 と した
。ま た
,載 荷 点 も繰
り返 し荷 重 を伝 達
で きる機 構 と
し た。
は りの横 倒
れ防 止 装 置
は図
一
3
(
b
>
の よ うに試 験 体
の載 荷 点 付 近
の上下
フ ラ ンジ材
の両 側
に取
り付
け た球 状
のキ
ャ スタ
ー
ボ
;
ルを
みぞ形 鋼
で外 側
から
は さ み,
は り の面 内 方 向
は自由
であ る が面 外 方 向
の移 動
の みを拘 束
する機 構
とし た。.
載 荷
は,
は り中 央 点
にお け る た わ み を制 御 変 数
と し,
正方 向
(
下 向
き)
か ら始
め て変 位 (
中央 点
た わ み〉
が5,10,20,30,40
お よび
50
mm につ い て各1
サ イ クル の正負 繰
り 返 し荷 重 を 加え た。は りの た わ み は
,
は り下 側
の各
スチフナ
ー
の位 置
に変
位 計
を設
置L.
て測 定
し た。
なお,1
形 断 面
の ひず
み分 布
は図一
4
の よ うに上 下
フ ラン ジ材
(
204
材
)
の そ れ ぞ れ上
側
,
下 側
お よび
ウェブ板
(
ハー
ドボ
ー
ド)
の フランジ
材
との接 合 部
分 に ひず
みゲ
ー
ジ を貼 付
し,
前 述
の特 定 中
央
た わ み値
につ いて断 面
の ひず
み分布
の相 対 的 変
化 を求
め た。
こ れ は相 当 断 面
2
次
モー
メン トの算 出
に利
用 し た。
4.
実 験 結 果
第
1
期 (
L
=168cm )
の実 験 結 果 を 表一3
に示 す。
終局 破 壊 状 態
はHB
80
は ウェブ
板
の剪 断破 壊
,PB
80
で は合 板
(
ウェブ
)
の ロー
リング
シャー
破 壊
が先
行
す る。
(
写真
一1
参
照)
。
な お,HB
80−2
の場 合
は載 荷 点 部 分
の下 側
フ ランジ材
に節
(
ふ し)
が あっ た のでフ ランジ の曲
げ破 壊
が最
初
に起
こ り,
続
い てウェブ
の剪 断 破 壊
が誘
発 された。
第
匹期
(
L =360cm
)
の実
験
結 果
を表
一4
に示
す。
終
局 状 態
で は上 下
フランジ材
が それぞ れ独 立
の曲 げ 材
にな る と 仮 定 して計 算 し た 終 局 保有
モー
メン トcMuit.
の値
を(
10
)
に,
実 験 値
の最 大 荷 重
P
.ltに対 応
す るM 。
thの値
を (
9
)
に示 し
た。 こ の(
9
)
のBN
試 験 体
の値
は(
10
)
に近
い値 (
IH
で0
.
88
,
IWH
で はLO3
)
を示
し て い る。
こ れ は,終
局
状 態
では上 下
フランジ材
が, それぞれ,分
離 独 立 曲 げ機 構
i2
切 段 階
に入
ると
いう仮 定
の妥 当性 を示
す資 料
で ある。
終
局荷 重
P 。
it,
のP
,。。(
中 央
たわ みL
/
300
時
の荷 重
)
お よび
P
,。。(
中 央
た わ みL
/
200
時
の荷 重
)
にPhoto
l
RolLing
shearfailure
in
plywood
webbedI
・
beam
Table3
Experimental
Results
(
1st
.
Experiment
’
80
)勵
一
Plate
(ガ
and 「じ★ ★)卜
Descrlpt
一
s
岬 血 nP30♂
) 〔kgf
)P200
(kgf
)Pult
.
(
kgf
}Pu
工t
。
/
P300Pu
!t
.
/P
200
δ
=
L
/300
δ
=
L
/200tion
ofFailure 鼎 倉)爵
,/ ・げ
) 娵03
}てい 冫 γ’
ウ1980
1240
20502
.
091
.
6569
.
45
.
3986
.
16
.
75T
.
s
.
21040
ユ450
22002
ユ21
.
5273
.
67
.
2997
.
28
.
93BE
困D
.
駐803950
1260
22002
.
321
.
7566
,
05
.
8687
.
58
.
50C
.
B
.
AV
.
990
1316
21502
.
171
.
6369
.
7
一
■
一
一
ユ350
440
8502
.
431
.
9324
.
36
.
7930
.
610
.
7
R
.
PB
−
802380
540
U5
3
.
032
.
1326
.
46
.
9637
.
510
.
8
D
.
R
.
A
▽.
365
490
10002
.
742
.
74
■
一
卩
一
一
★P300
,
P200
,
a
「e
「espectlyr1
。ad
δ耳L
/
300
・ε=L
/
200
・
☆ ★T
・
S
・
ISIe
・ ・i
。・Shearing
Fa
±ユur・ 。f
舳・
・
夛 囲 ゴF
・il
騰 。f
Fl
・.
C
.
B
.
F 購 ressi ・eBu
(ikl
助Failure
・f
舳.
R
.
尸 恥llinq
働 ear.
Table4
Experimental
Results
(2nd
.
ExperimerL
ピ82
) Sp嘩 n ω (2
} P300 (kgf
,P200
‘kgf
) 〔31
【4
)P
岨tkq ξ) 300 (51
(ω δu 〔7
} 廟(8
ナ
青★)Fail
‘
9
亨
} 嘔 ヒ.
〔lD亨
★)M
工108G134030502
.
822
.
2883
ず
.
IHB旨N2950118028503.
002.
4294.
CYCI
」
.
BE
囚D
.
詑L
/2
酬115126029502
.
912
.
33
一
一
一
885
.
O
竃
’82
n
正ト 梱1
ユ50152035403.
082
.
33100
.
CY
α」
.
1062
.
0
11430195035502
.
481.
82
49
0
.
1323
.
O
工HD騨
日N21400205042002.
741
.
80
77
.
CY
α」
.
31350195038502
.
85L97
50
.
CYCL.
f
監3
.
toB 団D.
V.
工39019BO3B702
.
691
.
26
1151
.
O
1
⊥480193048003
.
242
.
49
70
.
.
f
BE囚DtO TS.
1
冊N21100145045504
.
143
.
14
ユ24
呷
V
.
1290169046753
.
692
.
82
1402
.
0
躍
7821
冊RN
1500200053003
.
5
コ2
.
65
77
.
CY(工.
1590
.
011970302075004
.
692.
娼67
.
o
.
1984
.
6
工WHB−
BN21600248059503.
722
.
4060
,
CYCL
.
B
園D
.
QrS
,
a七L
〆2
31770258066503
.
762
.
58
70
。
CYCL
.
解17BO269367004
.
062
.
49
2010.
0;
1
.隴
驢
盡
len
圃 卿 域 暉 瓢緬
L
燭 皿・
Mur・…航
・鰤 ・5
… /emP’
・ .・
5
… ・・
Rg
.
5
Safety
factor
for
ult 量mate亘Qad β3。D
,
βroo圉
3 .
o
伽扁
ー
甲
N
n
RN
y
BN
EbX
一
工Fig
.
7
Coeflcie
【Lt ofbonding
effect(
BE
)
and areaeffect (AE
)Fig
.
6
Ductility
factor
I
andBai
−
I
beams
対
す る比 を
, それぞれ,β
300 および β
2。o で表
す。
こ の値
は終
局荷 重
に対
する一
種
の安 全 率
である。
実
用設 計
で はβ
2。。が指 標 と
な り,
2
.
2
を 中 央 値 と
して1
,
8
か ら2
,
8
の範 囲
にあ る。図
一
5
に示
す よ うに β はIHB
(
1
形 〉
グルー
プ
は中
央値
より低
く,IWH
(
Bax−1
)
グ
ルー
プ
は高
い。
表
一
4
の(6
)
a
.tt と δ,=Lf200
との比 をこ の組
立
ば
りの曲 げ靭 性 係 数
とよ
びμ で表 す
。図
一
6
に接 合
種別
ご との μの値
を 示
す。
図一
7
に は釘 接 合 ば
りの終 局 強 度
NPutt に対
す る各 種
別
の終
局
強
度
の比
を示
し た。 い ま,釘
接着
併 用 ば
り の終
局 強
度
BNP 。ttの NP 。、tに対
す る比 を
接 着 効 果 係 数
と よ びBE
で表
す
。BE
は1
形 ば
り で1
,
31
,
B
。r−
1
ばり
で1
、
44
,
平 均 し
て1
.
38
であ
る。次
に,
B
。。
−1
ば
りの終 局 強 度
の1
形
ば りの終 局 強 度
に対 す
る比
を断
面効
果係 数
と よ びAE
で表
す。
AE
は釘 接 合
の場 合
で1
.
58
,釘 接 着 併 用 接 合
の場 合
で1
.
73
,
平 均
して1
.
66
一 52 一
である
。
終
局
状
態
にお け る は り耐 力
は 上下
フ ランジ材
そ れ ぞ れの曲
げ抵 抗
の和
で あ る という 仮 定
によ
れ ば,
B
。ゴ1
ば りのAE
はフ ラ ンジ数
の増
えた割 合
, す な わ ちL5
であ る。釘 接 合
はこ の値
に近
いけ
れど も釘 接 着 接 合
のAE
は1.73
で約
15
%高
く なっ て い る。
その理 由
の1
つ と して フ ラン ジ材
と ウェ ブ板
との接 着 面
の数
の増 加
の ウェブ
協力効
果
へ の影 響
が あ る。履 歴 グ
ルー
プ
お よび等価 粘性 減衰定
数
1
形 (
IHB
)
お よび
Ba=
−1
(
IWHB
)
の履
歴ルー
プ
を,
そ れぞれ, 図
一
8
お よ び 図一9
に示
す。 な お,
点 線
は単
4
皿斈
∠
工呼
N23
日血n
》
1
20nD
ノ6
∠1
剛 ゐ.
8L
剛
ち040
⊃02
?050
甜 励鹿
亀tF4b50
2
鵬k3
誓3
!5
皿9
ノ ノエ
W
−BN3
(,
蝴
壷
t
a
l
飛
ii
?
fim
,a
tDDO
4u
う日s
(inm )5040
跚 tmco 与囗ロn
Rl
し=
的
5D
k31
Fig
.
8
HysteTesis
bops
use Q{Fig
.
9
Hysteres
正s 且oops use efnai 】
connection
only
nail & adhesive
in
combina しion
b
D
£ 』 ;)
誰
5 15 旧5
口 囗 to 20 5【〕 4D 10 20 30 4囗Fig
.
10
Re
】ationbetween
he
and δcent調 載 荷 試 験
のP 一
δ曲
線
であ
る。履
歴
ルー
プ
は緩
い ス リップ形
であ
る。
等 価 粘 性 減
衰
定
数
he
と は りの中 央
点
た わ み量 δCENT と の関
係
を図
一
10
に示
す。 δCENT=
40
mm(
L
/
90
) を
こえると
1,Bar−1
と も
he=O.
09
に近
づ く。
釘 接 合
ば り(
N
,
RN
)
は1
およ
びBax−1
と も
δCENT =10
mm付
近 で最 大 値
とな り, そ の後 減
少
し て,上 方
か らhe=
0
.
09
に近
づ く。これに対
し て,
釘 接 着 併 用
ば り(
BN
)
は剛
性
が高
く,
初期 状
態
に お け る減 衰
が小
さい の で下 方
か ら漸
近 的にh
。≡O.
09
に近づ く.Bax−
1
の釘 接 着 併 用
の場 合
はhe
は δCENr=
10
mm付 近
まで は急 激
に増 加
し て最 大 値 を示
す が全 体 的傾 向
は1
形(
IH
)
と同
じであ る。
5、
考 察
5
.
1
耐 力
機構
の転 移
と変
形 挙 動
1
形 複 合 組 立 ば
りの場合
は ウェブ プ
レー
トとフランジ材
との相 対 的 ず
れ庄’〕 に よ る組
立 ば り の一
体 性
の減 少
が耐 力
お よ び耐 力機構
の変動
の大
き な因 子
と な る。本 論
文
で はこの一
体 性
の減 少過 程
を 追跡
す る た めに組 立
ば り断
面の 各 構 成素
材 に つ い て の ひずみ分布
の変 化
を測 定
し た。
そ して載荷
の初 期
か ら終 局 状
態 まで に図
一
11
の よ う な転
移
の過 程 を示
すことを
実
験
か ら推定
す ること が で き たaz)。
釘 接 合
1
形
ば り(
IHB −N
)(
P
。置尸2950
kgf
,平 均
値 )
の場 合
で は図
一
11
(
1
>
の状 態 を保
っ ているの は極
め て初 期
の段 階
まで であ
っ て,
P
≒O
.
14
P
。
it,
δ ≒L
/
48
で す で に次
の段 階 (
2
)
slip に 入 っ て い る。
こ れ に対
し て釘
・
接 着 併 用
1
形
ばり(
IHB −BN
) (
P
。
tt≒3870
kgf,
平 均 値
)
で は段 階
(2 )
に入
る の は荷 重
が終 局 荷 重
の約
57
% をこえてか ら である。
投 階 (
3 )
分 離 点
SP13
)は フ ラ ンジ材
の上 下 内 側 面
,
の ひ
ず
みが零
にな る点 を示
す。
こ の点
を過
ぎれ ば,
そ れ まで ウェ ブプ
レー
トと 同 じ圧 縮 (
引 張 )状 態
であ
っ た上 (
下
)
フランジ材
の中 立 軸
側
の内 側 面
が引 張 (あ
るい は圧 縮 )状 態
へ移
る。
こ の後
は フ ラ ンジ材
は ウェ ブプ
レー
トと分離
し て独 立
の曲 げ材
の機 構
へ 近 づ く と仮 定
する。 こ の状 態
が進 展 す
れ ば段 階
(
4
)完
全 分
離
段 階
,FS
に到
達
し,
フランジ材
は ウェブ プ
レー
トと協 働 作
用無
しに完 全
に独 立
し た は り と して働
ら くことにな る。
単 調 載 荷 時
の1
お よび
B 。
x−
1
形 ば
りの モ デ ル化
し たP
一
δ曲 線 を 図
一
12
に示
す。 こ こ で点 線
お よび 実 線
は, そ れ ぞ れ,
釘 接 合
およ び釘 接 着 併
用接 合
ば りの場合
を示
r
一
f
−
Yi13Y ⊥ Yi=
d
/2
#
’
.
:
上
.
一 ・
n−一
一
.
Y・
ノ一
’
T67
→一
1
Yi9
.
一
Yi}
fd
/2
・… エ・・
醤
蹣
e (1
盗
農
,lepa
「ateFig
.
11
Change
Qf straindistributions
withth
巳sl弖ppage
andy
‘
す
。
こ の図
にお
い て1
形
(
IH
)
お よ びB
.−
1 (
IWH
)
の
2
つ のグ
ルー
プ
と も,P 一
δ曲 線
は接 合 種
別
に か か わら
ず
ほぼ一
定
の荷
重 点(
IH
≒gOO
kgf,
IWH
≒1
OOO
kgf
)
まで は
同
一
の径 路 を描
く。 この点 を過
ぎると釘 接
合
ばり の曲線
は釘 接 着 併 用 ば
りのP 一
δ曲 線
と分
岐
す る。
そ し て釘
接
合
ばり は分
離 独 立曲
げ機 構
へ移
る。
す な わち
,
釘
接 合
ば り(
N
,RN
)
はこ の点
がSP
(
N ,
RN
}
で あ る。一
方
,
釘 接 着
併
用 接 合 (
BN
)
は そ の ま ま上 昇
してゆ
き,
SP
はPutt
の近 くで発生
する。 こ の場 合
はSP
(
BN
)
通 過 後
に ウェブ板
の剪 断 破 壊
が 生 じて荷 重
P
は急 激に低 下
し,
そ れ ぞ れのN ,RN
曲線 (
点 線
)
へ移
る と推
定
さ
れ る。 その後
,応 力
の再
配 分が ウェブ
か らフランジ
へと行
わ れ てP
は一
定 値
か ら や や上 昇
に移
る。 こ れ らのP
一
δ曲 線
モ デル を 図一
13 (
a)
,
(
b
)
に接 合
種 別
ご と に示
した。図
一
13 (
c
)
は図 (
a)
と(
b
)
と を統 合
し て表
しδ
SP
(
BN )
7
皿ロ
〜
覧 、二
鰤 、鹽
ヤ
」
1 、傷
」蝦
賎
レ
岬
ら鵬
御
高
.
/
ノ
2
囗
皿
訂
皿
h
_
譲
爆
1
!少イ
3P
(
BN >
・
/・
)
1 、
》
ノ !(
N7R
国)
’
5P
!!
/
! /ア
9
£
P
(
N
,RH
)
帚・
δ
く
肌 通o
?
o
4U
6D
80
Fig
.
12
Rela
ヒion
between
load
anddeflec
口on at centerof span,
The
behav
玉Qrin
SP
P
匿
彡
SP‘N
,
R剛 δ {己工Naf1 ◎ :vrection 〔mly ‘N,
團 )Fig
,
13
一
54
一
? SP{EN)雇
矯
δ 〔b}睡 1 & adn 巳siVe$
eanibination 〔 }P
S 以 躑 〕、
D ご 胆PthragA
εPこN,
蜘 さ (G}α旧FSqlid 贈 ua 〕t5 騨乱
te typeBehaviol
mQdelsin
RSP
た概 念 図
で ある。
図 (
c)
に おいて曲
線
OABE
はフ ラ ンジ と ウェブ とが
一
体
の場
合
の は りの径
路で あ り,
こ の径 路
を通
っ て破 壊
に至
る もの を一
体 型 (
solid
type
>
とよ
ぶ。次
にOACD
はOA
まで は一
体 型 挙 動
を す るが
.
座
標
点
A
のSP
(
N )
を 過 ぎる と組 立
ば りの フ ランジ 材
の内 側 面 と
ウェブ板
との接
合 線
に おい て相 対
的
に,逆 方
向
にず
れ始
め,
はり の一
体 性
は崩
れる。
こ のOACD
の よ う な径 路 を示
す は り を 分離 型 (
separatetype
)
と よぶ。
釘 接 着 併 用
接合 (
BN
)
の場 合
は一
体型
に属
し,図 (
b
)
の よ うにOABE
径路 を
たどりPuit
に近
づ く。 そ し て,
Puit
に近
づ くにつ れ て ウェ ブ板
の状
態が不 安 定
に な りABE
上 の あ る点
,
例
えば点
B
でウェブ板 が破 壊 (
座 屈
ま た は剪 断 }
し て ウェブ断 面
の応力
が
フ ランジ材
に再 配
分 さ れ
る。 そ し てフ ラ ンジ材
は 独 立の曲
げ材
とし て挙
動
し始 め
る。 この点 が
一
体 型
のSP
であ る。一
体 型
はSP
(
BN
)
で分 離
型OACD
上 のC
点
へ移
る。 こ れ はOABE
安 定 状 態
か らOACD
安 定 状
態
へ 飛移
り(
snapthrow
)
が生
じ た と解
釈
する
ことも
で き る。
点
C
に飛 移
っ た後
はC
−
D
の径 路を
たどる1D〕−
12 )。
5
.
2
相 当断
面
2
次
モー
メ ン ト(中立 軸
の分 離
と移
動
)
実 験結
果
はフ ランジ と ウェブ
との接 合 方 法
が1
形
複 合
組
立ば
りの耐 力
・
変 形 性
状
に大
き く影 響
す ること を示
し てい る。
し たがっ て,
フラン ジ材
とウェブ 板 と
の一
体 性
の度 合
は こ の複 合 組 立 ば
りの強 度
と剛
性
と を規
定
する重
要
な 因 子であ
る。一
体性
の減 少
がフ ランジ と ウェブ と
の相対的
ず
れによっ て生 ず
ると仮 定
す れば
,
組 立
ば り が一
体性
を 失
っ てゆ き耐
力
の上 昇 率 が低 下
す る な か で, フ ラ ンジ材
が単 独
で曲
げ力
に抵 抗 す
る割 合
いが高
ま
っ てゆ
く。いまt
著 者
は断 面 各 部
の ひず
み分 布
の測 定 結 果
注2, か ら次の よ うに仮 定
する。初 期 段 階
で は前 掲
の図
一11
(
1
)
の一
体
(
solid) 状
態で あ り,組 立
ば り の一
体性
は完 全
に満
たさ
れて いる。 この場
合
には 中 立軸
は組
立
ば り全 断
面
の重
心 を通
り唯
1
っ である。荷 重
の上
昇に伴
っ て段 階
(
2
)
へ 移 り , フ ラン ジ材
と ウェブ プ
レー
ト間
にず
れ が発 生
す る。
フランジ材
には独 立
し た曲
げ材
の役 割
が 加 わ り機 能
し始
め,
仮 想
の中 立 軸
を持
つ よ うに な る。す
な わ ち,
中 立 軸
が2
つに分 裂
し てそ れ ぞれ上
,
下
へ分
れ て ゆ く と考
え る。
いま
,組 立 ば
りの外
縁
か ら分 裂
し た そ れぞ れ の中
立 軸 ま
での距 離
をY
‘と す る(
ここ で は,
断 面
は上 下 対
称
と考
えy
、上=
Y
,・
ド)
。 さ らに荷 重
が上 昇
す れば
2
つ に分
れ た中
立 軸
は, そ れ ぞ れ 上,下
縁
へ向
っ て移
動 し て ゆき段 階 (
3
)
に達
し た と き上
部
フ ランジ材
の内 側
卞
縁
お よ び下 部
フ ランジ材
の内 側
上縁
を 通る
。
こ の とき
y
‘=d
(
d
はフ ランジのせい)
で ある。
荷 重
が増 加
す れば
2
つの中立 軸
は さ ら に外側
へ向
っ て移 動 し
てゆ
きフラン ジ
材 断 面
の重
心軸
に一
致
す る。
これ が図
一
11
での段 階 (
4 )
完 全 分
離
,FS
で ある。
これ以 降,
上,
下
フラ ンジ
材
は,
そ れ ぞ れ,
独立
の曲
げ材
と して機
能
する と考
え る。いま
,
1 形組
立 ば
り が一
体性
を保
っ て い る段 階
で は断
面
2
次
モー
メン トは次式
で表
す
ζ と がで き る。.
∬
=lw
+lr・
………・
……・
…tt…
(
1
)
こ こ に
fw
:ウェブ
板
の断 面
2 次
モー
メ ン ト,
tHe
/
12
,
乃
: フ ランジ材
の断 面
2
次
モー
メン ト,2n
(
lg
+AV
)
一
般
にJw
《ル なの で(
1
}式
で1
≒ル
と お け ば1
≒2n
(
lg
十ノ4pt
)
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
(
2
>
こ こ に
Jg
:フ ラン ジ素材
の重
心を
通 る軸
にっ いて の断 面
2
次
モー
メ ン トA
:フ ランジ素
材
の断 面 積
歹:
組 立 ば
りの外縁
か ら中 立 軸 ま
で の距 離
n
:フ ラン ジの数
荷
重
の増
加
に伴
っ てt組 立 ば
りの フ ランジ と
ウェ ブ間
にず
れ が生
じ,
一
体
(
solid)状 態
か ら分 離 (
separate)
状 態
へ と移
行
し て ゆ く 。 こ の想定 に
も と ついて フ ランジ材
が ウェブ
板
と分 離
す ること に よっ て, フ ランジ材
の仮
想中
立 軸
か らの距離
が減
少
してゆ くと仮 定
し, そ れによ
る実 質 的
な断 面
2
次
モー
メ ン トの減
少
を組 立
ば りの耐 力
低 下
の指
標
と す る。 こ の減
少
し た断 面
2
次
モー
メ ントを
相
当 断
面 2
次
モー
メ ント (
teduced
moment ofinertia
)
と よ び1
,で表
す。1
姦
は(2 )
式
の万
の代
りにy
‘を
入 れ て次 式
で表
すことが
でき
る。
1
,=
2n
(
1
』十A
。
Y
葦
)
・
・
・
・
・
・
…
一・
・
一
・
9…
777
・
・
・
・
・
・
・
・
…
(
3 )
こ こ に
y
、: フ ラ ンジ材
の外 縁
か ら仮
想中
立 軸 までの距 離 (
H
‘2Y
,≦(幻
H
:は り全
せいy
‘は, は り の任 意 点
の断 面
の各 荷
重(
変 位 ) 段 階
に つ い て の ひず
み分 布
の形 状
か ら求 め
る。本 報 告
で はス パ ン中 央 点 断面
の ひず
み分 布
の測 定 値
か ら算 出
し た(図
一
14.
2 参
照
)
。
図
一
14
に各 種
別
の試 験 体
につ い て各 荷 重
ご とのY
‘を
実
験 値
か ら算 出
し てプ
ロ ット
し た。釘 接 合 (
N
,
RN
)
はP
≡1
ooo
kgf
付 近
でSP
に達
し,
さ らにy
,〈d
t5
.
1a
.
5
SO且d
上 曲 15.
o 丶 \ ■x
『
x 丶 ?丶 丶 ●
N,
RNxBN
o 丶 ■x
丶 S2 ■・
一 ・
・
一一
し =長一
一
N・
・
一・
・
一・
』
.
809
● 丶ト
L
● xlx
●
τ麕 ■ 9 恥
11y
sep 餌 ate 1 e14
.
4IH
に一
)一一一
→脚
P
(剛 ) 囗la
晒92
躙NO
皿曦
19
(
§
ご
ンム
ー
4
伽5
の領 域
に入
り,Ys
=
d /2
に まで減 少
する。
y
済
d
/2
の線
が完 全 分 離 線
,
F
.
S ,
line
で あ る。
釘 接 着 併 用 接 合
(
BN
)
は終 局 状 態
に近
づく ま
でSP
に到 達
し ない。
Y
, は次 式
に測 定 値
ε。
, ε。を代
入し て求
める。
Y
‘;
εu/
eu一
εe こ こに ε。
お よび
ε。
は,
そ れ ぞ れ,
測 定 点
あ るい は
お よ
び
あ るい は
に お け る ひ
ず
みの値
で あ る。(
図
一
14.
2 参
照)
図
一
14
か らY
,を,
各 断 面
様
式
(
∬,
Ba
=
−
1 )
お よ び接 合
種
別
(
N
,
RN
あ るい はBN
)
ご とに載 荷 荷 重
P
の 凾数
と し て次
の実験
式
で表
す。す
な わ ち.
} = α
P
β…・
…・
・
・
・
・
……・
・
………・
・
…・
・
…・
…・
・
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こ こ に, a,β
は実 験
値
か ら求
め た定 数
(
表
一
5
参 照 )
いま
,1
形 組 立 ば
り に荷 重
P
が作
用 し た と き の た わ みあ を
1
,の凾数 と
して次 式
で表 す
。
尉
聶
……・
・
・
……・
・
……・
……・
……・
…
(
・)
Table5
The
Value
of α and β 医 工HB
−
Nr
RN
157
.
一
〇。
41
工HB
−
BN
123
.
一
〇.
33
1
四HB
−
N
,RN
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.
一
〇.
31
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14
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Calculation
formula
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丼
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δ
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40
Fig
.
15
Relation
be
ヒween [oad anddeflectiol1
6D
δ
0
1Ull
こ こ に
Le
:はり の有 効
スパ ン(
本 報 告
ではL
。≒L
)
f
:支 持
お よ び載 荷 条 件
で定
ま る定
数(
本 報
告 では
18
×10
”
3)
E
:フ ラン ジ材
の曲
げ弾 性 係 数
(5
)式
に(
3
)
お よび
(4 )
式
を代
入す れば,
・・一
擺
・
々.瓷
。P
、)
,・
一 …・
………・
・
一
(
・)
ある い はδ」= κ
一
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P
)
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鹽
鹽
・
・
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・
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・
・
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…
一・
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・
…
一・
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・
・
・
・
・
・
…
(
7 )
こ こ にK −
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;
12
nE
,φ〔
P
)
=P
/
ilg
十!4
〔
αP
β)
2}
(6 )
式
から特 定
の荷 重
に対
す る変 位 (
た わ み)
量
を求
めて1
形 組 立 ば
りのP 一
δ,曲線
を描
くこと がで き る。
各
種 別
・
様 式
につ い て求
め たP 一
δ,曲 線
を図
一
15
に点 線
で示
す。
な お,
実
線
は単 調 載 荷 実 験
の荷 重
た わ み曲 線 を
,一
点 鎖 線
は(
1
)
式
,
1
=lw
+乃の場 合
の荷 重
た わ み曲
線
を示
す。
6.
変 形
エネ
ルギ
ー
吸 収 性
能
非 線 形 性 状
が顕 著
で あ り,
かつ 減 衰の 割 合の 大 きい構
造物
の場 合
には履 歴 減 衰 性 状 を 示
す指
標
と し て特 定
減 衰
容 量
(
specificdamping
capacity)
16)が