Architectural Institute of Japan
NII-Electronic Library Service Arohiteotural エnstitute of Japan
【論 文】 1
・
，
F、
日本建築学会構造 系論文 報告 集．
第 448 号・
1993 年6月Journal
of Struct．
Constr．
Engng，
AIJ，
No．
448，
Jun尹．
，
1993ト
ト
ラ
ス
構 造
の
靱 性 性 能 改
善
に
関
す る
縮 小 模 型 実 験
EXPERIMENTAL
STUDY
FOR
THE
鹽
SMALL
SCALE
・
TRUSS
STRUCTURES
WITH
NON
．
BUCKLING
MEMBERS
「・ 」
卜
・
‘
・
．
・
tt
’
“1 ，
．
・’
層
」
、
，
1
、
1・
1・・
．
L 噛
・
．
一．
．
ト
，
ド’
レ
，
向
・ 秀
元＊ ，渡
辺辱
＊ ＊ ；岩
田衛
＊＊t
，和
田章
＊ ＊ 井、
HideniOto
MUKA
’
1
，
Atsashi
’IVA
TANABE
，MamOru
LI
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TA
4η4
勲 諏WADA
・
dt
」
」
、
’
唱
．
．
1且 the
・
seismicdesign
of general buildings，
plasticdeformations
』
ih somebarts
of the structures are permitted to absorb the epergy oflarge
earthquakes．
A，
s there are many members with a slen−
de
； rati．
o over lOO in thei
teel truss structures・
，
the buckling of these members easilyPcgurs・
Afterthe occurrence of
buckling，
the．
mechanical pr6perties of the きteel members w6uld not
be
ductil6．
For this reason
，・
it is quit6 diI正icult to perform the’
seismicdesign
by
permitting the plasticde．
forlnation
ρf
the steel truss stmctures．
，
In
this pqper，
by
using spqcial pipes with apother pipe insidefor
cgmpressive members of trusss壟ructures
、
it iS
「
possible
to protecし
buckling
．
and erflargethe
abilities
fo
ピtheres
’
istan
’
ceagainst
loading
forces
anddeformation
capabili ｛’
y．
・
1
／
・
・
．
！Three
experimentsfor
about one twentieth scale model of the steel sixgriCls
ρ1anner
truss struc．
、
tures
，
、
namely，
（a）normal t興ss structule，
（b
）truss str．
ucture with the non−buckling
memberi，
n thegenter
6f upper chQrds and （6
）tru＄s structure using the noh・
buckling
membersfor
’
all upperchords
，
were performed to”investigate・
the mechanica1．
properties of the structures，
ThelQading
Was
perfor edby
rotatingLthe
warm−
gearby
using stepping motor through the round steelbar
attac 耳ed t（！
、
the 旦od 拿l point Qn the lower choFd members．
Five IQa中
ng systeMsWere
．
controlled si皿ultaneous ｝yby
personal computer．
’
It was．
’found
out that the i盃provements fo｝’
the
force
−
deflection relation．
sbip were showed withprotecting thb
buckling
bf
the membels．
Numerical
analysisfor
these specirnens were also per−
．
formed
and the results could expla 三n the mechanical behaviour gf experimentS，
・
勘
噸繼
伽 囎璽
幗
卿
肌 ゐ銑呻
解
騨
伽鯉
擁勉
翩 ゜ 〃 蜘．
トラ ス構 造
，
座 屈 拘 束 部材，
・
耐荷
能 力，
変 形 性 能 L 序論
都 市
中の
声層
ビル1≒
付陣
した ア ト，
リ ウムや屋根付 き 野 球 場な ど，大空 間 構造
の建 設 要求は高ま6
て き ているb
大 空 間 構 造．
の構 造形式に は， 鉄 筋 コ ンク リー
ト構 造 の シェ ル構 造， 空 気 膜 構 造などがあ る が，
鉄 骨の トラス構 造に よる場命
が 最 も．
多
し わが 国の よ う・
な地震国では，
鉄骨の トラ ス構 造の設 計に おい ？も ；一
般の建 物 と 同穣
に耐震
安傘
性夸確
保する こ4
が重 要で ある。、
．
一・
般の建 築 構 造 物におい て は，
大 地 震に対して構 造 物 を弾性範囲に収める の で な く，構
造 物の一
部に塑 性 変 形 が生じ ること を 許 容 し，
その こ とに より弛震エ ネルギー
を 吸 収す る耐 震 設 計 法が 用い ら れ ている。 トラス構 造の 耐 震 設 計に おいて も同 様に，
構 造 物の塑性化を許 容す る こと が出来れ ば．
より合 理 的な耐 震 設 計が可 能と なる。
そ の tg．
めには，
大きな巾
や変 形を受け牟
構 造 部 材が靱性1
ρ
ある性 質 を持っ てい な ければな ら ない。
実際にト ラス構，
ド t 造に 使わ れ て い る部 材の細 長 比 は 100以 上の もの も あ り・Hi
縮
力 を畳
け た揚倉
1
こ隼
じ筒
座屈後の 力学
的
性
質は雛
的
莇 るど賠 えず・
厚
ズ髄
の耐灘
計に構
造・
物塑 性
化
を許
容 し た 設 計 法 を 用い る「
こ．
と は 難 しい 。ト ラス
構
造の耐 荷 能 力， 変 形性能の改菩
の方法と して は．
今 まで．
に，
重 要 圧 縮 材 を 過 大 設 計し指 定 し た引 張 材 を過 小 設 計 す ることによっ て引 張 降 伏 を先 行させ耐 荷能 力・
靱 性を 高め る方 法「，・
2i，
斜 材を取り外し た り3偏 心の あ る斜 材を 用いる4に と で弾
性 域で の部 材 力を分 散させ部季
詐
（？
利用性
を高め耐荷 能 力を高／
ab
る1
，．
法，
．
部
材に 71レ 事 神 奈 川 大学 助 手：工博 （当時 東 京 二1二業 大 学 大 学 院 生 〉林 L 新Ei本製鐵 株 式 会 社
掛 長
・
工 修 ＊ ＊1 新 日本 製 鐵 株 式 会 社 室長・
工博 ＊ ＊ ＊ ＃ 東 京 工 業 大学 教 授・
．
T一
博．
Research Associate，
Kanagawa University．
11
）r，
Eng．
NipP・ ・Sしee【ρ・φ
d・ail・・ ，幽
M
，．
E・島
』∴
・
『
：、
卜
Nippon Steel Cρrpora 巨on ジDr
・
Eng．
・
「
．
Prof
．
，
Tokyo 夏nstitute Qf Technology，
Dr，
Eng：．
．
．
一 141一
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ス ト レス を導入 す ること で耐 荷 能 力を高め る方法5）
−
S） ，重 要 圧 縮 材に鋼 管コ ン クリ
ー
トを用い る方tag
〕・
］e），
弦材 の近 傍に水 平な中 間 部 材 を導入 する方 法11 ）”
13｝，
力 制限 装 置 （Force−
Limiting Device＞に より圧 縮 材に靱 性 を 持た せる方 法14 ，
一
置8 ｝が 行わ れて きて い る。Hanaor
ら 19 〕は 上 記 方 法につ い て詳 細に レビュー
を行っ て お り，
力 制 限 装 置 を用いる方 法 が最 も有 効であると 指 摘し てい る。
本 研 究で は， トラス構 造の圧 縮 部 材 とし て中心に心 棒 と なる鋼 管 （以 降， 心材と 記 す）を挿入 し， 心材の弾 性 座 屈 荷 重 を母材の 降伏 軸 力よ り大き く し座 屈を防止す るこ とによっ て圧 縮 部 材の靱 性 を向 上さ せ，
トラス構 造の耐 荷 能 力の向上・
変 形 性 能の改 善 を計る ことを考え る。
本 方 法で は容 易に圧 縮 部 材に引 張 部 材と同 様の応 カー
歪 関 係が得ら れ，
部 材が持つ 本 来の力 学 的 性 状を十 分に発 揮 さ せ ること が可能で あ る。 この考え方は，PC
版の中に 平 鋼の ブレー
ス を挿入 し た り，
鋼 材の ブレー
スの周 囲を 鋼 管コ ンク リー
トや鉄 筋コ ン ク リー
トで お おい座 屈を防 止 したブレー
スの考 え 方 と 同じである。
圧 縮 材の中 心に 心 材 を挿入 す る 方法 に つ い て は， 多田 らa°｝一
’
12｝，
Sridhara23
） も実験研究を行っ てい る。 本 論 文では，
圧 縮 力 を受けて も座 屈し ない部材を用い た トラス構造の縮小 模 型実験を行い，
その力 学 的 性 質を 調べる 。 そ の際，
模型 実験では縮尺が大き く な る ほ ど耐 力が小さ く な り，
よ り高精 度な加 力制御が要求さ れ る た め， 本 実験では， 変位 制御が容易で高精度で あ るステッ 5 単 位： （a）標準 ト ラ ス（Noユ） 座屈拘 束 部材 （b）上弦材 中央の座 屈 を防い だ トラス〔No．
2） 座屈 拘束 部 材 （φ＝
5・
0．
t→・
5） （φ皐
5．
0，
tζ ｝．
5）＿
（c）上弦材 全体の座屈を 防い だ トラ ス（No．
3） ※No．
2お よ びNo．
3で注記の ない 部材はNo．
1に記した 部 材 と 同 寸 法 図一
1 試 験 体 表一
1 ステン レ ス部 材の断 面 性 能お よ び素 材試験 結 果 素 材 試 験 体 種 類 記 号 外径 肉厚 〔m而 〔m而 断面 積 〔mm21 弾性剛性 0．
鋭 耐力 ｛t虍mり ｛悔m弓 引張強度 ｛ 21 CW−
17，
0 0．
3652050 7、
289．
72 焼き な ま し前 CW・
27．
1 0．
3652088 7．
289，
？1 CW−
37．
1 0，
36．
52050 7η 96B AN・
17，
0 0，
36．
52273 2．
327，
12 焼 き な ま し使 AN・
27，
0 0．
36．
52381 2．
407，
L6 AN・
37，
0 0．
36．
5230 ＆ 2．
40726一 142一
ピングモー
ター
を用い た 自動 加 力システム を構築す る。 ま た，
数値解析により実 験の現 象 を明らか にする こ とに よ り，
本 加力 シス テムに よ る縮 小 模 型 実 験の妥 当 性 を示 す。
2．
実 験 方 法 2。
1 試 験体実 験は
，
図一
1に示す よ うに，
通常の トラ ス（No ．
1）， 上 弦 材 中 央の部 材 に 心材を有す る鋼 管を用い た トラス （No．
2＞お よ び すべ て の 上弦 材に心材 を有する鋼 管 を用 い た トラス （No ．3
）の 3 種類につ い て行っ た。
各 トラス の 形 状 は同一
で あ り， 弦 材 節 点間 距 離 20cm，
ス パ ン 120cm，
高さ12．
5cm の平 面 静 定 トラス構 造で あ る。 ト ラス部 材には，
弦 材に直 径 7．
Omm ， 肉 厚0．
3mm，
斜 材に直ge
5．
O mm，
肉厚 0．
3mm の ステン レス鋼 管を 用い， 端 部で 直 径20．
O
mm，
長 さ16．
Omm の ステン レ ス の 円 柱に銀ろ う付け に よ り接 合し た。 ［写 真一
1（d
）］。 し かし，
試 験 体No 、
3
では，
No ．
1，
No ．
2の実 験より，
座屈 拘 束 部 材が十分に働く以前に両端の斜 材が座 屈 する 可 能 性 が あること が分かっ た た め，
十 分な強 度 を 持 たせ る ために直径 5．
Omm ， 肉厚 O．
5m 皿 の鋼管を使 用し たe 表一
1， 図一
2に使用し たス テン レ ス部 材の素 材 試 験 結 果 を示す。
表 中の肉厚は，
外径および重量の 測定 値 よ りステン レ ス の密 度を8．
03 g／cm3 2・
｛］とし て求め た値で あ る。 こ れ らに示 すように，
ス テ ン レ ス部 材は冷 間 引き 抜き加工 さ れ て お り，0．
2
％耐力が通 常の約3．
1倍と高 く，
銀ろ う付け部 分の強 度不 足に より母材の降 伏に よる 構 造 物の弾 塑 性 挙 動 を把 握 するこ と ができな くなっ て し ま う た め，
1050°C
で約5
分 間 加 熱 後 自 然空冷し焼き な ま しをし たZ5）｝
27］。
12 108
6 4 2 00 48
12 16 図一2
ステン レ ス部 材の応 カー
歪 関 係 20肱
一一 一一一一一
175一 一 一一 一 一
樹
単位： 図一
3 座 屈拘 束 部 材 N工 工一
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［− ］［］ ニコ［］［］＝ ］
面 外 方 向 座 屈 止 め 試 験 体 ニー
ドルペア リ ング ニー
ドルベアリング口
1
ロー
ドセ ル■
リ ン クボー
ル ロー
ドセ ル 軸 受 s φ丸 棒 リンク ボー
ル ロー
ドセ ル リニ ァ ボー
ル スラ イ ド口
軸受 se シャフ［コ
テ フロ
ン ス ラ ス ト ロー
ラ ペア リング ステッピングモー
クー
ウ オー
ムギア、
］
［
］
］
口
日
1口
尸
テ フ ロ ン 試 験体 面外 方向座屈 止め ロー
ドセ ル．
厂
’
．
F
ロー
ド セ ル1
ウオー
ムギ ア1
ス テッビング モー
ター
図一
4 加 力 装 置 試 験．
体No ．
2，
No ．
3に使用 し た 心材を 有 し 座 屈 を拘 束し た部 材 を図一3
に示す。
ト ラス部 材の座 屈を防ぎ 圧 縮力にも安定 し た軸 降 伏 性 状 を得る た め，
トラ ス部 材の 降 伏 荷 重 （P。）と心 材の オ イ ラー
の 座 屈 荷 重 （P
。。＝
・
π 2E ∬／1t
）と が，P 。
r＞uPy （y＝
1．
5 ：安 全 率）と な る よ う 心材を選 定した。 心 材は，
軸 力が流れ ない よ う トラス 部 材との間に わずか に隙 間を設け両 端の節 点と は接 合して い ない。 ま た，
部 材の圧縮 変 形に伴い心 材が節 点と接 触 し ないよ う，
節点と の 間 に も．
．
卜分 に 隙間を設けて い る。 本 実験で は，
弾 性 係 数が想 定し た値よ り も や や高めであ る た め，
ン≒1．
9
と なっ て い る。
2．
2 加 力 装 置 図一
4，
写 真一
1に加 力 装 置 を示す。
試 験体は，
下弦 材節点の両端の中心に通した ピン をニー
ドル ベア リング を介し て反 力フレー
ム上に 固定し て お り，一
方の支 点で 反 力フ レー
ム との 問に リニ アボー
ル ス ライ．
ド（ロー
ラー
） を取 付け ることで単純 支 持と して いる。 また，
土 弦 材 各 節点で面外 方 向の ト ラス構 造の全体座 屈を防い で い る。 載 荷は，
下 弦 材の各 節 点と加 力フ レー
ム に取付け たス テッピングモー
ター
をウォー
ム ギア， シ ャフ トを利用し て丸 棒 （以 下，
軸 棒と記 す ）でつ なぎ，
テ テッピングモー
ター
を稼 動し ウォー
ムギ ア を回 転さ せ ることに より，
軸 棒に引 張 力 を 与 えて行 う。
シャ7
トにお ね じ，
ウォー
ム フ ォ イー
ルの中心に めね じ を 切 ることで，
軸 棒に 引 張 力 【加 力 装 置】 試 験体 変 形一
変位 形 ロー
ド セ ル1
トi
l
i
I
Pl P2 力 P3．
P4 P5 0 O O．
O ス テ ッピングモー
ター
o 独 立 2 軸 NCユ ニ ット 購 照 鰤茄
嚇
33 ドライバ モー
ター
コン トロー
ラー
スイツ チ ボックス RS232C GP【B パー
ソナル コ ンピュー
ター
静 歪測 定 器 【モー
ター
制 御 部】 図一
5 加 力シス テム を与え ること が可 能で あ る。
ま た，
シャフ トに は軸 方 向 に溝 を設け，
上 下に取 付けた軸 受けに よ りベ ア リングを 溝に は め込む ことで，
ウ ォー
ム ギア の回 転に よ る軸 棒の 「とも回り」を防いでい る。・
−
143
一
N工 工一
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コ
鎚
欟
鬮
驪
罵 懸 躅 璽驫
（a ）全 体 （C ＞モー
ター
加 力部 （b）ロー
ラー
部 分 （d）下 弦 材 節 点 写 真一
1 加 力 装置全景お よ び部分詳細 軸 棒の両端に は リンク ボー
ル を取付け ることで トラス 節 点の 上下左 右の 変形に 追 従で き る よ うに し，
軸 棒お よ び 中 央に取付け たロー
ドセルに偏心に よ る曲げモー
メ ン トが働か ない よ う に し てい る。
2．
3 載 荷 履 歴お よ び測 定 方 法 加 力は，
下方向の一
方 向載荷と し，
各軸 棒に取 付け た ロー
ドセ ルが等 荷 重と な る よ うに ス テッ ピン グモー
ター
を制 御し な が ら，
下弦 材の節点の鉛直変位の最 大が 3．
O crn にな る まで行っ た。
トラス構 造の変 形は下 弦 材の各 節 点に取 付け た変 位 計 に よ り測 定し，
ト ラ ス部 材の軸 方 向歪は各 部 材 中央に貼 付し た歪ゲー
ジに より測 定 し た。
ま た，
構 造 物の耐 力は 左 右 両 支 点に取 付け たロー
ドセルの和に より求め た。 2．
4 モー
ター
の制 御方 法 本 実 験の加 力シ ス テム の概 念 図 を 図一
5に示す。
パー
ソナル コ ン ピュー
ター
に RS 232C
を 通 し て多軸モー
ター
コ ン トロー
ラー
，GPIB
を通して測 定 器 をっ なぎ，
荷 重・
変 位 等の 測定と と もに多 数の ス テッ ピングモー
一
一144一
N工 工一
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START モ
ー
ター
の初期 設 定 モー
クー
の台 数（n）・
基 準と なる モー
タ（lP）の選 択 基準 となる モー
ター
に対 する各モー
ター
の荷重の剖 合・
rヒ（k＝
1．
n） 荷 重、
変 位等の初期化 YES モー
ター
の設定を行うか ？ N 荷重制御、
変位 制 御の選 択 荷 重（Pヒ）、
変位〔δk）等の測 定 基 準 点の制 御 値設定 〔NらPま た はNδ［P） 各モー
ター
に 対 し て （k＝
1，
n） 基凖点の誤 差設 定 （△Hpま た は△δ匸の N モー
ター
停 止 モー
ター
作動 モー
ター
の動 作 判 定・
荷 重 制御 Pr≧ NPlP−
△PIP Pk≧rrm 田（PIPlM町P−
△P匸P）（k≠且Pl 変位 蘭御 δIP≧ N δr−
△ δIP Pk≧rK・
Pp 〔k≠IP） 全モー
ター
終 了か ？ END 実 験 終 了 か ？ YES 図一6
モー
ター
制 御フロー
チャー
ト ター
を 同時に 自動 制 御する シ ス テ ム であ る。 各ス テッ ビ ングモー
ター
に対し変 位 計およびロー
ドセル を対 応させ るこ とで， 測 定 器 を通し て パー
ソナル コ ン ピュー
ター
に 取 り入 れ られ た荷 重 値また は変位 値とパー
ソナル コ ン ピュー
ター
よ り 入力し た制 御 値 を 比 較 するこ とで モー
ター
の作動 制 御 を行う。
図一
6に モー
ター
の 制 御 方 法の フ ロー
チャー
トを示 す。
加力は，
基 準と な るモー
ター
に対 応 するロー
ドセル の荷 重 値に対 し その他の加 力 点の荷 重 値を 比で与え て行 う。
モー
ター
の制 御は，
弾 性 範囲内では基準点の 荷 重 制 御， 最 大 耐 力 付 近な ら びに塑 性 域で は基 準 点の変位 制 御 で行 う。一
モー
ター
の作動・
停 止は，
各 軸 棒の移 動に伴いお 互い の ロー
ドセル の荷重値に影 響 を及ぼ し含う た め次の よ う に制御す る。
基 準 点の モー
ター
に対し て は，
対応 す る荷 重 または変 位が ［制 御 値一
許 容 誤 差 ］ 以上 に な る と停 止 す る よ うにする。
そ の他の モー
ター
では，
対応 す る 荷重 が， 荷重制御で は基 準 点の モー
ター
に対 応す るロー
ドセ ル の値ま たは荷 重 制 御 目標 値に基 準点の モー
ター
に対す る荷重割合を乗じ た値 以 上に な ると停止 さ せ，
変位 制 御 で は基準点のモー
ター
に対応す るロー
ドセル の値に基 準 点の モー
ター
に対す る荷 重 割 合を乗じ た値 以一
ヒに な ると一
L
− 一 一
L
L＝
200mm＿
＿＿ ＿＿ ＿＿＿
」 実験に使 用した上弦 材J
中央でレ500の初期た わ み 15分 割 厂7
厂一
ガ ウス積分 点 （この点で、
断 面分 y 割を行い 応カー
歪関係 を追 跡 ）・
◎
騨 蝣匿
i
劃
・肉厚鑼
… 解 析モデル 図一
7 座屈部 材の解 析モ デ ル 停 止さ せ，
その値よ り低く なる と作 動するよ うにす68
こ こ で は，
測定器による測 定に多 少の時 間がか か り，
モー
ター
の 回 り 過 ぎを 防ぐ た め， 測 定 時に は毎 回モー
ター
を 停 止させ て いる。 より高 速 度な測 定 器を利 用す れば， 連 続 的なモー
ター
の作 動が可能で あ る。3．
解 析 方 法 材 料 非 線 形な らびに幾 何 学 的非線形 を考 慮し た分 割 要 素 法に よる任 意 形 鉄 骨 平 面 骨 組の弾 塑 性 解 析 法2S ｝を 用い る。 本 解 析では，5
つ の加 力 点の荷 重 比 を一
定に し て部 材座屈に伴う構 造 物の耐 力 低 下 域まで解 析を行 うた め，
弧 長 増 分 法蹴 3ωを導入 する。
3．
1 解 析モ デル’
図一
ユ の試 験 体に対して，
節点の大き さ を無視し節点 中心間に部材を配し， 材 軸 方 向に 5等 分 割し，
各 分 割 内 の2
点のガ ウス 積分点で断 面 を 円周 方 向へ 40の小 断 面 に分 割し その点に お ける応 カー
歪 関 係を 追 跡 し た。
そ の 他の基本的な解析理論は文 献27）と同 様であ る。 な、
お，
座 屈 部 材 （部 材 内の応 力 変 化が激しい 部 材 〉は， 図一
7に 示 すように応 力が集 中す る部分 が細か く な る よ うユ5分 割し た。
15分 割 し た部 材は，
標 準 トラス （No 、
ユ）で上 弦 材 中 央の部 材，
上弦材 中央の座屈 を防いだ トラ ス（No．
2） で上 弦 材 中 央 部 材の両 隣りの部 材 （以 下，
上弦 材 中 央 隣 接部材と記す ）で ある。
各 部 材に は，
部 材 中央で部 材長の ユ／500
と なる初 期た わみ を与え た。 た だし，
No．
2で は，
実 験 結 果か らもわ か るよ うに，
試 験 体の制 作 誤差等により必ずしも対 称 形 に上 弦 材 中央 隣 接 部 材が同 時に座屈す る と は限ら ないた め，
右 側の上 弦 材 中 央 隣 接 部 材の初 期た わ み は部 材 長の 1／600 と した。
座屈を拘 束した部 材は， 心 材の剛 性を無 視し軸 力を負 担し てい る 母材の み を扱い，
各ス テッ プ増 分 解 析ご とに一
145
−一
・
一
N工 工一
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6 5 4 3 2 1 0 ・（
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ε（％） 01234567 呂 図一
8 解析に用いだ部 材の応 カー
歪 関 係 生じ た曲 げ変 形 を常にゼ ロと 置 き，
両 端の節点 を結ぶ 直 線上に材 軸の分 割 点をの せ るよ うに し な が ら解 析 を 進め た。実験で は試 験 体をセ ッ ト し た時 点で イニ シャ ルを取っ て いるた め
，
あら か じ め試 験 体 をセ ッ ト し た時 点で の初 期 重 量を支 点の ロー
ドセ ルで測 定し て お き，
その重 量 を 各節点に等 分に振り分け て解 析 し た う えで，
加 力 点の荷 重 比 が等 し く な る よう一
方 向 鉛 直力 を下 方 向に作 用させ た。 3．
2 解 析に用い た材料の力学 的 性 質解 析に用い た トラス部 材の 応 カ
ー
歪関 係を部 材の素 材 試 験 結 果 （図一
2）に重ねて 図一8
に 示 す。 各 材 料 定 数は，
弾 性 係 数 （E
）を1966〔ton／cm2 ）25］，
塑性剛 性 （Eρ）を 42，
28 （ton／cm ： ），
降 伏 応 力 度 （σy）を2．
30（ton／cm2 ）とし た。Ep，
ay は歪が 0．
2％−
2．
0％の間で素 材試 荻 結 果 の応 カー
歪 関係に合 うように決 定し た。
4．
実 験 結 果4．
1
モー
ター
制 御 図一
9に標 準 トラ ス につ いて各 軸棒の軸 力と下 弦 材 中 央の 節 点の鉛 直 変 位の関 係 を示す。 試験 体 左 側の軸 棒の ロー
ドセ ル より P1，
P，t…，
P5 の よ うに表す。
P，が制 御の 基準と した モー
ター
に対する軸 棒の力で ある。
「2．
4 モー
ター
の制 御 方 法 』に記し た よ う にP3
の制 御に追 従 し て他の モー
ター
を制 御し て いる ため， 上 弦 材中央の部 材座屈 後（構造物の最 大 耐 力 以 降 ）は P、が 多 少低 く な る が，
5本の軸 棒と も ほ ぼ等しい力が作 用され て いること が わ か る。
ス テッ ピン グモー
ター
で は油圧式 ポンプとは違っ て変 位 制御が容易で あ り， 加 力装置と しての剛 性 も試 験 体の 約 ユ00
倍 と 高く， ま た部 材の座 屈後の試 験 体の負 勾 配が 弾性 剛性と 同程 度なの で，
構造物が不安定に な っ た後で も簡単に測定が可 能で あ る。 4．
2
荷重一
変位 関 係 図一
10一
図一
12の各 図 （a ｝に実 験に よ る各 ト ラス構 造の全 荷 重と下 弦 材 各 節 点の鉛 直 変 位の関 係 を示す。
鉛一 146 一
16 12 8 4OO s lO l5 20 お 30 35 図
一
9 各軸 棒 軸 カー
下 弦 材 中央 節 点の鉛 直 変 位 関 係（No．
1） 直 変位 は，
試験 体 左 側の 下 弦 材 節 点 より V，，
V，、…
， Vs の よ うに表す。
表一
2に各トラス構造の 最 大 耐 力 値 を示 す。
こ れらの 図表に は，
『F．
解析結果亅での実 験 結 果と の比較の た め， 解 析 結果 を 付 随 してい る。
まk，
表一
2 のNo ．
3の試 験体につ い ては，
実験値で は実 験 終 了 時 （V3
＝
21．
00mm ），
解析値では実験 終 了 時との対 応の ためV3
＝
＝
20．
82（mm ＞で の値 を 示 して い る。 図一
10に示す標 準 ト ラス（No．
1）で は上弦 材 中 央 部 材 が座 屈し急 激に耐 力 が 低 下し てい る。
図一
llに 示す上 弦 材 中 央の 座屈 を 防い だ トラ ス （No ．
2）で は座屈 拘 束 部 材が座 屈 し ない ため 耐 力は NQ．
1 よ り も一
ヒ昇 し て はいる もの の，
そ の後 隣 接 し た上 弦 材が 座 屈 荷 重に達し座 屈す る た め耐力が低 下し て お り，
ト ラ ス構 造 全 体と し て の変形 性 能の改 善 は 計 れ なか っ た、
こ れ は，
図一
ユ3に軸 力分布の 計算値を 示 す ように，
上弦 材 中央 部 材と隣 接 部 材の軸 力比が 7．
2
／6．
4＝
1．
125とほ と ん ど差がな い ため，
上 弦 材 中 央 部 材が 降 伏 す る 全荷 重 と隣 接 部 材が座 屈す る全 荷 重が 近接し て お り，
座 屈を拘 束し た部 材が十 分に安 定し た降伏現象を生じ る以 前に隣 接 部 材が座 屈し た た め，
その変形性 能 向上の機 能を果た せ得な かっ た た めであ る。 こ のよ うに，No ．
1では上 弦 材 中 央 部 材，No ．
2で は上 弦 材 中 央 隣 接 部 材の座 屈によ り最 大 耐 力が決まるた め，No ，
2の No，
1に対 する最大 耐 力比 1．
123 は上 弦 材 中 央 部 材と上 弦 材 中央 隣 接 部 材と の軸力 分布比 1．
125とほ ぼ等しい値と なっ ている。
図一
12 に 示す上 弦 材全体の 座屈を防い だ ト ラス （No．
3）で は， P＝
96 （kg
）付近で剛 性が低 下し て は い る もの の常に耐 力が上 昇しつ つ 十分 に大き な変形 能 力を呈 して いる。 本 試 験 体で は，
P ； 118．
09（kg
）に おい て試験 体左側より 2本 目の下 弦 材と節 点との接 合 部で銀 ろ う付 け が はずれ た ため 実 験 を終 了し た。
4．
3
荷重一
部 材の軸 歪 関 係 図一
14一
図一
ユ6に各 トラ ス構 造の中央よ り左 側の部 材に対して， 全 荷 重と軸 歪の関係を示す。 各 図 中の記 号 ロー
△ は，
口 が 図に示す部材 番号 （左の記 号はU
：上 弦 材，
D ：斜 材，
L ：下 弦 材 を表し， 右の数字は 試験 体 N工 工一
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