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単位単層ラチスドームの載荷試験および弾塑性座屈荷重

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(1)

1

論   文 】    日本建築学 会 構 造系論文 報 告 集 第 452

,

号

・

1993年 10 月

Journa

]of 

Struc

し

CQnstr

.

 

Engng

,

 

AIJ

,

 

Ne

、

452

,

0c

し

.

,

1993

単位 単

層

ラ

チ

ス

ド

ー ム の

載

荷

試 験

お よ

び

弾塑 性

座

屈 荷 重

   

LOADING

 

TEST

 

AND

 

ELASTO

−PLASTIC

 

BUCKLING

 

LOAD

         

OF

 

UNIT

 

SINGLE

 

LAYER

 

LATTICED

 

DOMES

  

植

木 隆

司

*

,

松

栄 泰

男

**

,

加 藤 史 郎

* **

, 山 田 聖 志

** * *

、

7

操

α

ψ

UEKI

, 

Yaseco

 

MA

 

TSUE

, 

Shiro

 

’

 

KA

 

TO

砌

4

觀

3

乃ガ

YAMADA

 

The

 present 

paper

 examilles  

the

 strength of a single  

layer

 

latticed

 

dome

 with  semi

−

rigid 

j

 

ints

by

 the 

fol

]owing  

loading

 

test

 and  elasto

−

plastic

 

buckling

 analysis ρ

f

 unit  single  

layer

 

latticed

domes.

 

Elght

 

kinds

 of 

domes

 are 

IQaded

 to 

know

 

the

 effects  of 

bending

 rigidity  of connection

,

subtended  

half

 angle  of member  and  

the

 slenderness  ratio

.

 

Applied

 method  

for

 mechanical  charac

.

teristic

 

Qf

.

joint

 

to

 estimate  

buckling

 

behaviors

 of  

domes

 composed  of  semi

.

rigid  

joints

 

fQr

 a  

prac

.

tical 

qse

 

is

 

discussed

 

by

 comparing  with  

the

 

geometrically

 and  materially  non

−

linear

 analysis  of

dome

 

based

 on the rigidity  and  strength  

decided

 

by

 the tests of 

joints

.

 

KeywordS

:

latticed

 shell

, 

frame

 exPeriment ,

.

non

・

tineal

・

analysis

,

 

bending

 rigidity ef connection

,

 

half

       

angle (of member

,

 slenderness  ratio

      

ラ チス シェ ル

,

骨 組 試 験

,

非 線 形 解 析

,

接 合 部 曲 げ岡

1

」

性

,部

材半

開

角

,

部

材

細 長 比

1.

序   論

 

単

層 ラ チス ド

ー

ム の

座

屈

耐 力

は,

接 合 部

の

曲 げ剛性

や

部 材 半 開 角

な

ど

に

大

き く

影 響

さ れる

。

接 合 部

に ボ

ー

ル ジョ

イ

ン ト

等

を 用

い ると,

接 合 部

ば

明

ら か にピン

接 合

と

剛 接 合

の

中 間 的

な

接 合

,

、

いわ ゆ る

半 剛接 合

にな る。 こ の

半

剛 接 合

の

重

要 性

に

焦

点

を あてた

,

単

層

ラ チス ド

ー

ムあ るいは

立 体 骨 組

の

接 合 部

の

曲

げ 剛

性

と

耐 力

の

関

連に注 目 し た

研 究

が

,

解 析

ll

『

L3 )お

よ

び

実 験

2}

・

1栴 191を と お して

実

施

さ れて いる

。

筆 者

も

,

両 端

に回

転

ば

ね の あ る

部

材

で

構

成

さ れ る

裁 断 球 殻 状

の

単 層

ラチス ド

ー

ムの

解 析

を

行

い

,

座 屈 荷 重

お

よ

び

座 屈 性 状

に

対

す る

接

合

部

の

曲

げ

剛

性 等

の

影 響

を 分

析

し

,

座 屈 荷 重

の

推 定 方 法

牽考

察

し た4)

・

Tl

・

9 ]

。

ま た

,

半

剛

接 合 的

で ある ね じ込み

式

の

接 合 部

で

構 成

さ れ る

単 層

ラチス ド

ー

ム の

実 大 載 荷

試

験

を

行

い

,

両 端

に回

転

ば ねの あ る

部 材

で

構 成

さ れ る

骨 組

の

弾

塑 性 解 析

と 比

較

し

,

接 合 部

の

曲

げ 剛

性

の

大 小

だ けでな く

,

部 材

の

降 伏

,

材 料

非

線

形

性

が 単 層 ラ チス ド

ー

ム の

耐

力に

大

きく

影 響

す るこ

と

,

接

合 部

の

載 荷 試験

で

設 定

し た

接 合 部

の

剛 性

お

よ

び

耐 力 を用

いた

解 析

に よ り

座 屈 挙 動

を

推 定

で きる こと

等

を示

した14 )

。

しか しな がら

,

こ の

実 験 的 研 究

で

用

い た

試

験 体

は

,

部 材 半 開 角 が

3

°

の

接 合 部

が

比 較 的 剛 接 合

に

近

い

1

体

だ けで あ り, ま た,

他

の

実 験 的 研 究

におい て も

,

接 合部

の

曲 げ 剛性

,蔀

材 半 開 角

,

部 材 細 長 比

の

大 小 等

が

単

層

ラ チス ド

ー

ムの

耐 力

に

及

ぼ す

影 響

につ いて

統轄

的

に 論 じ た 実 験 的 研 究はない

。

 

そこで,

本

研

究

で は,

半 剛 接 合 的

で ある ね じ込み

式

の

接 合 部

で

構 成

さ れ る

単 層

ラ

チ

ス

ド

ー

ム の

耐 力 特 性 を

さ ら に

検

討 す る た め

,

接 合部

の

曲 げ

剛

性

,

部 材 半

開

角

,

部 材

細 長

比 をパ ラメ

ー

タとする

8 体

の

単位単

層 ラ チス ド

ー

ム の

載 荷

試 験

を

実

施

し た

。

単 位

ド

ー

ム は

,

多 グ

リッ ドの ド

ー

ム に比べ て

,

軸

力

に

対

す

.

る

曲

げモ

ー

メ ン トの

割 合

が

大

き く

曲

げ 剛

性

の

影 響

が

顕 著

である

。

また,

本

研

究

で は

,

実 験 結

果

を分 析

し その

変 形 特 性 等 を 明 瞭

にす ると と も に

,

両

端

に回

転

ばね のある

部 材

で

構 成

さ れ る

単 層

ド

ー

ム の

実 用 的

な

弾

塑

性 解

析L

’

1) か ら

得

られ る

挙

動 との 比

較

か ら

,

耐 力

の

数 値 解 析

に よ る

推

定

に あ たっ て の

接 合 部

の

扱

い

方

に

関

す る 問

題 点 を 指 摘

す る

。

2.

接合部

の

性

状

2

,

1

  接 合 部

の

種 類

 

骨 組の

載 荷 試 験

に

用

い た

3

種 類

の ね じ込み

式

の

ボ

ー

ル ジョ

イ

ン トの

接 合 部 詳 細 図 を 図

一

1

’

に

示

す

。

これ らの

接

 

寧

巴コ

ー

ポ レ

ー

ショ ン技 術 開 発 部

・

工修  # 巴コ

ー

ポ レ

ー

ション技 術 開 発部

・

工 修 * * * 豊 橋 技 術 科 学大 学 建 設 工 学   教 授

・

工博 * * * * 豊 橋 技 術 科 学 大 学建設工学  助 教 授

・

工 博

Technical

 

Developement

 

Dept

,

 

TOMOE

 

CORPORATION

,

 

M

,

Eng

,

Tec卜nical

 Developement  Dept

.

 TOM σE 

CORPORATION

,

 M

.

E囗g

.

Prof

.

,

 

Regional

 

Planning

 

Dept

.

 

Toyohashi

 

Univ

,

  of 

Technology

,

Dr

.

Eng

.

Assoc

.

 

Prof

.

,

 

Regionaj

 

Pjanning

 

Dep

匡

.

 

Toyohashi

 

Univ,

 of 

Teob

.

nology

,

 

Dr

.

 

Eng

.

(2)

合部

は

半 剛接合 的

な

特性

を

持

つ も ので あ る

。

(

a

)

Sl4

は

,

文

献 亅

4 )

で用 いた

接

合 部 と 同 じ もの で

,

ノ

ー

ズコ

ー

ン と ボ

ー

ルの メ タル タッ チの

接 合 面

に より

,

剛 接 合

に

.

近

い

曲 げ剛 性

と

耐 力

を

期 待

で き る

接 合 部

で ある

。

(

b

)

Dl4

,

(

c

)

DO6

は

,

ピン

接 合

を

想 定

し た

接 合 部

で ある

。

接 合 部

名称

の

S

と

D

は そ れ ぞ れの

試 験 体 接 合 部

の

曲 げ 剛 性 特 性

の タ

イ プ

を

示

し

(

以 下

,S

は 剛

接

合 タ

イ プ

,

 

D

は

ピ

ン

接

合 タ イ

プ

と

定 義

す る

)

,

14

と

06

は

試

験 体に 用い た 鋼

管

部材

φ

一

139

.

8

×

4

.

0

と

φ

一

60

.

5

×

2

.

3

の公

称 外径

を

示

す。

表

一

1

に

各 部 品

の

サ イ

ズお よ び

材 料

の

規 格 を

,

表

一2

に

試

験 体 と 同

一

ロ ッ トより切 出し た試 験 片の 引 張 試 験の結

果 を示

す

。

2.2

  接 合 部

の

曲 げ載 荷 試 験 方 法

 

接 合 部

の

曲

げ 剛

性

お よ び

曲

げ 耐 力

等

の

機 械 的 特性

を

把

握 す

る ために

行

っ た

接 合 部

の

載 荷

試 験

概

要 図

を

図

一

2

に

示 す

。

数 種

の

軸 力

に

対

し て

曲 げ

載

荷 試 験

を

行

っ た

文 献

゜

。

ト

 

卜

τ露φ

一

ル

 

1

   

こ

惚

;

鬻

IM

_ ,

.

溶 接 部

幽

一

一

一

_

_

一

_

_

一

o

 

1

冒

1 “ o

 響

山

i

1

.

さ

.

 ■

1 797974   鋼 管 (φ

一

139

,

8図4

,

0) ノ

ー

ズコ

ー

ン 153 (a

)

 

S14

      コ ネ ク タ

ー

7

当

¢

 

 

 

 

 

喬

藩

死

ア

 

ー

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(H35x4PM52x4》 セ ッ トス ク リ

ュ

ウ (閇12x1

.

75)      

_

縮

 

1

’

一

一

一

一

一

一

一

一

を

=

 

 

;

凾

一

…

8585     46 τ7 鋼 管 (φ

一

139

,

8x4

.

0》 208 (

blD14

一

68

一

(c }

DO6

図

一

1 接 合 部 詳 細 図

14

>

と

異

なり

,

本

研 究

で は

,

軸 力

が

0

の

場 合

の

曲 げ載 荷

試

験

の み を

行

っ た。

試 験 体

は

,

2

本

の

鋼 管 部 材 と

その

中

央

の

1

個

の ボ

ー

ル

よ

り

成

る

直線 状

の

接 合 部

で ,

支持 点 間

隔

が 180cm の ロ

ー

ラ

支 承

で

支 持

さ れ る

。

載 荷 前

に

自重

によ る

中 央

点

の

曲

げモ

ー

メ ン

トを

0

と する ため

,

試 験 体

支持 点

の

外 側

の

鋼 管

に

重

り を

取

付

け てい る。

載荷

は

,

試

験

体

中 央

の ボ

ー

ル

上 部

の

10

 tf

油 圧

シ リン

ダ

ー

を

用

い て

鉛 直

下

向

きに

行

っ た

。

荷 重

の

検

出

は,

油

圧シ リン

ダ

ー

と

反 力

フ レ

ー

ム の

間

に

取 付

け たロ

ー

ドセル

を 用

い て

行

っ た

。

接 合 部 中 央

の

曲 げ載 荷 方 向

の

変 位

は

,

ボ

ー

ル

両 側

に 表

一

1

  部

品のサイ ズおよび材 料の規 格 部 品 名 サ  イ  ズ 規   格 種   別 ボ 

ー

 ル (外 径 160φ) 亅【SG3115SPV5D 相当品 ノ

ー

ズコ

ー

ン (SM 用 ) 月SG4051 S25C (D14

,

DO5用 } HSG3101SS400 コ ネ ク タ

ー

M42K4 JIS G 4105SCM440 M35x4

,

荒la翼2

.

5 SCM435 スベ

ー

サ

ー

51φx6

,

30φx3

,

2JIS

’

G4051 S45C 鋼     管 φ

一

139

.

8x4

,

0 φ

一

60

.

5x2

,

331SG $444STK400 表

一

2  材 料の機 械 的性 質 部 品 名 サ  イ ズ 降 伏 点 (tf /cm冒 } 引張 強さ (tf/c皿2} 伸  び く% ) ボ

ー

ル 180φ 5

.

207

.

00 25

   .

ノ

ー

ス コ

ー

ン (Sl4 用 ) 3

、

止74

.

95 38  14用 ) 3

,

275

.

00 34  05用 ) 3

.

274

.

80 35 コ ネ ク タ

ー

M42π4 9

,

9E1D

.

95 凪 M35x4 9

.

4110

,

23 21 Ml8x2

.

59

.

9310

.

63 21 鋼     管 φ

一

139

.

8x4

.

03

,

314

.

10 35 φ

一

60

.

5翼2

.

窓 4

.

395

.

14 5覧

・

ボ

ー

ル

,

ノ

ー

ズコ

ー

ン

幽

コネク タ

ー

の試 験 片 は JIS Z 2201の 4号

,

鋼 管は12号Bによ る

。

・

ポ

ー

ル

,

コ ネ ク タ

ー.

鋼 管の降 伏 点は0

.

2 %オ フ セ ッ ト法による

。

       載 荷 板        10tf油 圧シ リンダ

ー

ロ

ー

ラ

ー

支 承    試 験体     ロ

ー

ドセ ル

紅

17 17B 重り 600            反力 台 支 持 点 間 隔 1

,

800         600 3

.

000 図

一

2

 

接合 部 載 荷 試 験 概 要 図

(3)

対 称

に

設 置

し た

2

台

の

変 位 計

の

平 均 測 定 値

とし た

。

 

な お

,

Sl4

の

試 験 体

の

組 立

におい て

,

コ

ネ

クタ

ー

の

導 入 軸 力

が

4

/

3tf

(

ノ

ー

ズ

コ

ー

ンと ボ

ー

ル の

接 合 面

の

平

.

均 応 力 度

が

0

.

1tf

/

cm2

)

とな るよ

う

に

,

トル ク レ ンチ を

用

いて

2

 

800

 

kgl

・

cm の

ト

ル クをコ

ネ

ク タ

ー

に

.

導 入

し た。

Dl4 ,

 

DO6

の

試 験 体

の

組 立

は

,

コ

ネ

ク タ

ー

の ボ

ー

ル

側

ね じ をス パ ナ を

用

い て

500

〜

1000kgf

・

cm

程 度

の トル ク で

締 付

け た が

,

ノ

ー

ズ コ

ー

ン

側

ね じ は その ま ま と し た。

2

.

3

 

接 合

部

試 験

結

果

  接 合 部

の

曲

げ

載 荷 試 験 結

果 を

,

図

一

3

に

示

す

。

縦 軸

の

接 合 部 中 央

の

曲

げモ

ー

メ ン ト

M

。は,

単 純 梁

の

中 央

に

集

中 荷 重

が

加

えられたと して

求

め た。 また

,

横 軸

の

接 合 部

中

央の回

転 角

φ。は

,

ボ

ー

ル

,

ノ

ー

ズ

コ

ー

ン

,

コ ネク タ

ー

等

の

曲

げモ

ー・

メ ン トに よ る

変

形 を すべ て ま と めて評 価 し,

長

ざ

0

の

回 転 ば

ね が

部材

端

に あ る と

仮

定

し て

求

め た

。

す なわ ち

,

接 合 部 中 央

の

曲 げ 載 荷 方 向

の

変 位 測 定 値

か ら

,

鋼 管 部 材

が

弾 性 変

形 すると

仮 定

して

求

め た

接 合 部 中央

の

鋼

管

の

曲 げ

に よ る

変

位

(

全

体

が

1

本

の

鋼 管

で あ る

場 合

に,

等

しい

荷 重 を 受

け る と きの

変 位 ) を差 引

いて,

接 合 部 中

央

の回

転

ばね による

変 位

と し

,

こ れ よ り

接 合部 中 央

の回

転 角 φ

。

を求

め た 14)

.

 

Sl4

で は

,

接 合 部 形 状

とコ

ネ

ク

タ

ー

の

導 入 軸 力

に

よ

り

,

載

荷 開 始 時

か ら

接 合 部

の

曲

げ

剛性

により

曲

げモ

ー

メ ン トが 生 じて

,M

。

一

φ。曲

線

は

線

形

性

を

示

す。 そ れに

対

し て,

D

]

4

と

DO6

は

接 合部

のね じの

遊 び

に よ り,

曲 げ

モ

ー

メ ン

ト

がほぼ

0

の

領 域 (

以 下

,

こ の

領 域

の

回転 角 を遊

び

回 転 角 φ

。

と い う

)

が

認

め られ るiSl)

。

ま た

,

 

Mo

−

ilo

曲 線

  350 曲げ モ

ー

メ7十   3DOMD (tf

・

cm)   250 200 150 100 50

.

oD

,

.

OO   O

,

ti2

図

一

3

  接 合 部 試 験

     

φ。の関

係

0

.

04   0

、

06  0

、

Oa   O

.

】

.

0  0

.

12  0

.

14       回 転角 φo (rad } 接 合 部 中 央の

曲

げモ

ー

メ ン ト

M

。と 回転 角 注1) 本 研 究の接 合 部 試 験で は

,

載 荷 前に試 験 体の 自重によ

   

る

中央

点の曲げモ

ー

メ ン トが

0

と な る よ うに調整 して い    る が

,

片 振りで載 荷して い る

。

し た がっ て

,

本 研 究の接

  

合 部 試

験

で

得

ら れ た遊

び

回 転

角

は

,

両

振

りの

載

荷

試

験で     得ら れ る 遊 び厠

.

転 角の 正確に半 分の値では ない

。

表

一

3

 接 合部試 験 に よ る曲げ剛 性 K”お よ び降 伏 曲げモ

ー

メ ン       トMs 接 合 部 試 験 体 曲げ 剛 性    KB (tf

・

c面/rad ) 降伏 曲 げ モ

ー

〃 卜My (tf

・

cm ) 遊び回 転 角   φs 這】}   (rad )

.

降 伏

蒔

回 転角 φy   (rad} S142

,

0麗104200O

.

OOOO

 .

0

.

D100 Pl43

.

8x103100O

.

OO25

・

O

.

0288 DO65

,

8x102130

.

0108

・

0

,

0332 の載 荷 初 期の

線

形

部

分の勾 配で

定 義

す

.

る

接

合

部

の

曲

げ

剛

性

KB

は, 

S14

に比べ て

Dl4

と

DO6

は か な り

小

さ い 。 す な わ ち

、

S14

は

剛 接 合 的

で

,

 

D

ユ

4

と

DO6

は ピン

接 合

的 な

接 合 部

で ある。

各 接 合 部

と もに

,

M

。の

増 加

に伴い

非

線 形 性

を

増 す

が

,.

S14

で は

鋼 管

とノ

ー

ズ

コ

ー

ン の

接

合部

近

傍

の

鋼

管部

材

が

降

伏

す る

.

こ

と

に よ り

非線

形

性

が

生

.

じ るの に対 して

,Dl4

と

DO6

で はコネ ク タ

ー

が

降 伏

す るこ とに よ り

非

線

形

性

が

生

じ た。

接 合

部

の

降 伏

曲

げモ

ー

メン ト

蛎

は

,

班「

φ

。

曲 線

よ り

,

図 中

に

.

記

し た

点

と

定

め た

。

各 試

験 体の

K

,

,My

等

を,

表

一

3

に示 す

。.

3.

骨組

の

試 験体

お よ び

載 荷 装 置

 

骨

組

の

試

験 体

は

図

一

4

に

示

す よ うに

,

平 面 形

状

が 正

六

.

角 形 を し た 単 位 単 層 ラ チス ド

ー

ム であ る。

3

種 類

の

接 合

.

部

,

外

周

部 材

の

長

さ

(

接 合 部

の大

き

さ を

無

視

し た

節 点 間

距 離 )

‘お よ

び部 材 半 開 角

e

,の

組

み

合

わ せに より

,

表

一

4

に

示

す

8

種 類

の

試 験 体 を 設 定

し た

。

試 験 体

記

号

の

見

方 を欄 外

に

示

す が

,

左 側

は

接 合

タ

イ プ

お よ

び 鋼

管

サ

1

イ

ズ

を

,

中 央

は

部 材

の

長

さ

1

を

,

右 側

は

部 材 半 開角

砧

を表

す

。

岑

區

蕈

支 持 台

.

H

−

300s300xlOx151         鋼 板         鋼球 節 点 4:載 荷点       (鉛 直変 位 測 定 点 ) 支 持 部 詳 細 図 △ ;ひずみゲ

ー

ジ貼 付 点     (2枚 また は 4 枚 〉

  

O

   

o

.

図

一

4

 

骨 組載 荷 試 験 概 要図

(4)

表

一4

に は, ド

ー

ム の ラ

イ

ズ

H

,

中 央

部

材

の

長

さ

1

。お よ

び

t

。に

対

す る

鋼 管 部 材

の

細 長 比

λ。

を

と

も

に

示

す

。

 

各 試 験 体

の

接 合

部

は

7

節 点

,

部

材

は

12 本

である。

中

央 部

の

節 点

4

は

自由

であ り

,

外

周

部

の

6

節

点

の

内

,

節

点

3

,

5

は

,

2 枚

の

鋼 板

の

間

に フラッ

ト

ロ

ー

ラ

ー

を挟

むこ

と

に

よ

り

X

方 向

に

自 由

の ロ

ー

ラ

ー

支

持

と し,

他

の

4

節

点

は

,

鋼 板

の

間

に

鋼 球

を

挟

むことに よ り

水 平 方 向 自 由

の ロ

ー

ラ

ー

支 持

と し た

。

ま

た

,

支 持 部

の

鉛 直 方 向

の

反 力 が

ボ

ー

ルの

中

心に

向

くよ うに,

支 持 部

の ボ

ー

ル の

下 側

は

丸

く

加 工

し た。

 

なお

,Sl4

の

試 験 体

の

組

立 は

,

中

央

の

節 点

にサ ポ

ー

ト を

用

い て

仮 組

した

後

,

接

合

部 試 験 と 同

様

に

,

コネ ク タ

ー

の

導 入 軸 力

が

4

.

3tf

と な る よ うに

,

トル ク レンチ を

用

い て

2

 

800

 

kgf・

cm の トル ク をコ

ネ

ク タ

ー

に

導

入 し た

。

D14

,

 

DO6

の試

験 体

の

組 立

も

,

接 合 部 試 験

と 同

様

に

,

コ

ネ

ク タ

ー

の ボ

ー

ル

側

ね じ をス パ ナ

を

用

い て

500

 

一

 

1

 

000

kgf

・

c皿

程 度

の トル ク で

締

付

け た が

,

ノ

ー

ズコ

ー

ン

側

ね じは その ま ま と し た

。

 

荷 重

は

,

反 力 床

に

取 付

け た

20tf

油

圧

シ リンダ

ー

を 用

い て

,

中央部

の ボ

ー

ル

中

心 を

鉛

直

下 片

に

引

張 載

荷

で

加

え た

。

載 荷は

,

塑 性

変

形 を 確 認 す る た め 原 則 的に載

荷

・

除

荷

を

数

回

繰

り

返

し ながら,

載 荷 節 点

の

鉛 直

下

向

き

変

位

表

一

4

  骨 組 試 験 体 形 状 諸元 骨   組 試 験 体 外   周 部 材 長 ‘(ζ面) 部   材 半 開 角 θQ (

’

} ラ イズ  H (c囗》 中  央 部 材 長 εo(cロ} 細 長 比  λo S14

−

30

−

1300

.

D0

.

8042300

.

0362 S14

−

30

−

33DO

.

02

.

8815

.

1300

.

3852 D14

−

30

−

1300

.

oo

.

864

,

5300

.

0362 Dl4

−

30

一

臼 300』 2

.

8815

.

1300

.

3862 DO5

−

30

−

1300

.

0o

.

844

.

4300

.

0314E De5

−

30

−

a300

.

02

.

8815

.

1300

、

38146 DOE

−

15

−

1150

.

00

.

a42

.

2150

,

0273 DO6

−

15

−

3150

.

02

.

a27

,

4150

,

1873

・

骨 組 試 験 体 記 号    S   14  

−

  30  

−

 !                         :接 合タイブ

ー

S:剛 接合タ イ プ

,

D:ピン接合タ イプ   :鋼 管サ ィ ズ

ー

14:φ

一

139

.

8x4

.

0

,

05:φ

一

60

.

5x2

.

3   :外 周 部 材 長

一

30

:1

.

300cm

,

15

; t

=

’

15ecm

  :部 材 半 開 角

一

! :θq ≒1

’

,

』7θD≒3

’

δ。

が ド

ー

ム の ラ

イ

ズ

H

を超

え る

ま

で

行

っ た

。

 

荷 重

は

油 圧

シ

リ

ンダ

ー

に

取 付

けたロ

ー

ドセルで

,

載

荷

点

の

鉛 直

変

位

は

変 位 計

で

測 定

し た

。

ま た,

応 力

は図

一

4 に

示

す よ うに

,

部 材

A

,

B

,

 

C

の

3

本

の

鋼 管 両 端

に

貼

付

し たひ

ず

み

ゲ

ー

ジ

で

測 定

し

た

。

ひ

ず

み

ゲ

ー

ジ

は

,

鋼

管

と ノ

ー

ズコ

ー

ンの

溶 接 部

か ら

鋼 管 径

の

2

倍

の

位

置

に

貼 付

し た

。

4.

解 析

に よ る

骨 組

の

座 屈 挙 動

の

推 定 方 法

 

骨 組

を

構 成

す る

部 材

モ デル は

,

図

一

5

に

示

す よ

う

に, 剛

域

・

接 合 部

の

ば

ね

・3

個

の

弾 塑 性 域

を

含

む

梁 要 素

か ら

成

る もの と し

,

部 材

の ね じ り 剛

性

は無

視

し

得

る もの と す るη測 。

梁 要 素

の

剛 性

マ ト リッ クスは

,

個 材

の

弾 性 座 屈

を

骨 組

の座

屈

性状

に

含

め る た め

,

座

屈

擁

角 法

を

用

い て

定

式

化 す る

。

た だ し

,

接 合 部 試 験で の

曲

げ 剛 性の実 用 的 扱 い との

関

・

連

か ら

,

ばねお よ び

剛

域

の

長

さ ‘1 は

0

と す る。

本 解 析

で は

,

有 限 変 形 理 論

に

基

づ

き

Total

 

Lagrangian

approach によ り,

幾何 学 的

非 線 形 性

を

考 慮

す る。 また,

前 述

し た よ うに

,

そ れ ぞ れの

梁 要

素

の

部 材 端 と部 材 中央

部

に

弾

.

塑 性 域 を設 定

し

,

接 合 部

お よ び

鋼 管

の

非 線 形 性 を

近 似 的

に

含

める

。

ただし

、

弾 塑 性 域

を

除

いた

梁 要 素

は

弾

性

とし て

扱 う

。

弾 塑 性 域

は

,

降 伏 前

は

弾 性

で

降 伏 後

は

式

(1 )

の

降 伏 条 件

を

満

た し な が ら 塑

性

流 動

す る と

仮 定

す る

。

  

f

= (

N

/

Ny

)2+

M

/

My

一

ユ==

O

………・

・

…

〔

1

)

ここで

,N

:

軸 力

       

M

:

曲 げ

モ

ー

メ ン

ト (

=

 

Mv

: +

M

ノ )

  

Mv ,

 

Mz

:

Y

軸

, 

Z

軸

回り

曲 げ

モ

ー

メ ン ト

    

Ny

:

降

伏

軸

力 Z 接合 部 ばね

ブ

弾 塑性 領域

∠

K闘 K肌 十  

一一

一

一〉 ε【 E

.

A

,

【P         己 z

ヨ

E :ヤン グ係 数 (

・

2

,

100tf/cm2 > A :断面 稜

,

匸p:断 面2次モ

ー

メン ト HEV

,

Kez:Y軸

,

Z軸 回り回 転ば ね定 数 1 :部材長さ

,

tl;剛 域 艮さ 図

一

5

骨組 載 荷 試 験の解 析 部 材モデル 表

一

5

 

骨 組 載 荷 試 験の解 析 部

材諸

元 接 合 部 試 験 体 鋼管実測 板 厚   t   (nm) 曲 げ 剛 性 Kβ

=

K留

=

KBZ {tf

・

cm /ra の 鋼管 断面積    A  (cm2 ) 鍋管断面 2 次モづント 【P (cm41KB 】 E52KB3K 恥 降伏軸力   Ny   (しf) 降 伏 曲 げ モ

ー

メ跡 My 〔tf

・

c田) SM 3

,

6715

,

70363

,

a0

.

11

,

0Nlo42

,

DKIO41

.

Ox重oo52

.

020D

D143

,

6715

,

70363

,

80

.

11

,

9x1033

,

8Kloヨ 1

,

0xio852

,

0

ユ00

DO52

、

224

.

065 皇7

.

280

.

12

.

9x1025

.

呂麗102LOklo817

,

3 13

(5)

         

My

:降 伏 曲 げモ

ー

メ ン ト

 

各試 験 体

におい て

,

解

析

に 用い た

梁

要素

の

部 材 諸

元 を

,

表

一5

に

示

す。

鋼 管

の

断 面 積

乃

,

断 面

2

次

モ

ー

メ

・

ン

ト

Jp

は

,

鋼

管

の 公

称

サ

イ

ズ を

用

いずに

,

表

一

5

に

示

し た

実 際

の

板 厚

t

よ り

求

め た

。

接 合

部

の

曲 げ

剛

性

K

,は, 図

一3

で

示

し た よ うに

曲 げ

モ

ー

メ ン トの

大

き さ

,

お よ

び

,

軸 力

に よ

.

り

変 化

する剛 が

,

本 報

で は

荷 重

の

大

き さ

,

軸 力

の

向

きに か かわ ら

ず全 部 材

におい て

一

定

と す る

。

解 析

に用い た

Ke

は

,

表

一

3

に

示

し た

接 合 部 試 験

か ら

得

られ た

曲 げ

.

剛

性 KBa

の

他

に

,

そ の

半 分

KR2

(

=

K

,,

/

2

)

,

ピ

ン

接 合

を

想 定

し た

Kb

,=

0.

ユtf

・

cm

/

rad

,

完 全 剛 接 合 を想 定

し た

KE

、〒

1

×ユ

08

 tf

・

cm

/

rad と す る。

降 伏 軸

力

Ny

は,

鋼 管

の

降 伏 軸 力 が

コ

ネ

ク タ

ー

の

降 伏軸 力

よ り

小

さい の で

,

表

一

2

に

示

し た

鋼 管 材 料

の

降

伏 強 度

σy に,

実 際

の

板 厚

t

よ り

求

め た

断 面

nc

 

A

を

乗

じ た

値

Ny

=

σジ 湾 と

す

る

。

また

,

降伏曲

げモ

ー

メ ン ト

M

ン

ば

,

表

一

3

に

示

し た

接 合 部 試 験

よ り 設 定 し た

値

を

用

い る。

5

.

骨

組

の

載

荷 試 験 結 果

お よ び

考 察

 

図

一

6

,

7

に

,

骨

組

の

載 荷 試 験

よ り

得

られ た

荷 重

P 一

載

荷

節

点

鉛

直変

位

δ,

曲 線

の

実 測 値 を

,

解 析 値 と

と も に

示

す

。

実

測 値

に は

,

極 限 点

と して

定

ま る

最

大

荷

重

P

. 。。 を ▽ で

,

載 荷 節 点

鉛

直 変 位

δz が ラ イ ズ

H

に

等

し く な り

,

試 験 体

の

全 接 合 部

が 「司

一

水

平

面 上

に な る

点 動

=H

を

破

線

で

示 す

。

部 材 半 開 角

e

,≒

1

°

の

場 合

は

,

DO6

−

30

−

1

を 除

い て

極 限

点

に よ り

最 大 荷 重

PMax

が

決

ま らずに ド

ー

ム が     9 荷 重 P  B (tf }     T554321D

一

1   0    2    4    6    810   12   14  16   18  20 載 荷 節 点 鉛 直 変 位 δ1 (cm} (a ) 

S

]

4

−

30

−

]     9 荷 重 P   8 (tf )     765432 ユ 0

一

l  o   2   4   

q

  s10   12   14   16  1a  20 載 荷 節 点 鉛 直 変 位 δL 〔cm) (b) 

Sl4

−

30

−

3     5 荷重 P (tf>     4 3 2 1 o

一

1   0    2    4    5 〔c ) 8101214161820     載荷節 点 鉛直変位 δz (cm)

Dl4

−

30

−

1     5 荷重 P 

.

(tf )4 3 2 1 o

一

1   0   z    4    6 (d ) 8   10   i2    1く   i6    18    20     載 荷節点鉛直変位 δz (cの Dユ4

−

30

−

3 図

一

一

6

 

骨 組 載 荷 試 験

.

荷 重

P

と載荷 節 点 鉛 直 変位δ,の関係

 

(6)

表

一

6

 

骨

組 載荷

試 験による最 大 荷 重

PM

。x および最 大 荷 重 時の       載 荷 節点 鉛 直 変 位δ,。 骨   組 試 験 体 最 大 荷 重  P隙   (tf ) P献 時 鉛 直 変 位 δヱF (cm) ライ ズ  H (cm ) δZP/H δ乙

;

2cm 時荷 重 P2 (tの δ乙

=

H 時 荷 重 PH (tf} Sl4

一

詔0

−

1

一

一

4

.

2

一

1

.

122

.

18 S14

−

30

−

35

.

919

,

32 工5

.

10

.

622

.

395

、

37 D14

−

3D

−

1

一

一

4

.

5

皿

o

.

皇丁 0

.

33 D14

−

30

−

33

.

109

、

0115

.

10

.

601

,

332

.

,D DO5

−

3D

−

10

.

032

.

oo4

.

4o

.

450

,

03o

.

oo

DO5

−

30

−

3o

.

585

.

2515

.

1o

,

4LO

.

380

.

09 DO5

−

15

−

1

一

一

2

,

2

一

O

,

130

.

14 DO5

−

15

−

3o

.

594

,

207

.

4G

.

560

.

660

,

54 重 p の 荷 α 1

,

0 o

.

8 o

,

6 0

.

4 o

,

2 O

,

0

一

〇

.

20    2   4   5   8   10  12  14  15  1巳  20       職荷節 点 鉛 直変 位 δ1 くcm}       (a) 

DO6

−

30

−

1

反 転

し てい る

。

表

一6

に

,

最

大 荷

重

PM

。x

,

最

大

荷

重

時

の

載 荷 節 点 鉛 直

変

位

δzp

,

ラ イ ズ

H ,

δzp の

H

に

対

す る

割 合

δzp

/

H

, δz

=

2cm

時

の

荷

重

R

お よび δz

冨

遅

時

の

荷 重

P

”

を示

す

。

最 大 荷 重

PMax

が

決

ま ら ない

場

合

は

,

耐 力

を

P

,お よ

び

P

” で

評 価

す る

。

ま た

,

図

一8,9

に

,

ある

荷

重 時

の

軸

V

コ 

N

分 布

お よ び

y 軸

回

りの

曲

げモ

ー

メ ン ト

Mv

分 布

の

実

V

.

i

」

値 を

,

 

S

 

14

−

30

−

1

,−3

は

曲

げ 岡1

]

性

K

。 , を 用いた 解

析 値

と と もに

,

Dl4 −

30

−

1

,−3,DO6 −30−

1

,−

3

,

DO6 一

ユ

5

−

1

,−

3

は

KSi

を用

い た

解

析 値

と と もに

示

す。

1

) 接 合 部

タ

イ プ

の

影 響 (

Sl4

系 と

D14

系

の

比 較

)

 

Dl4

系

の

耐 力

は

,

 

S14

系

の

耐 力

に

比

べ て

極

め て

小

さ い

。

Dl4

−

30

−

1

の δ2

=

2cm

時

の

荷 重

P

, はt 

S14 −

30

−

1

の

P

,に

対

して

0

,

15

倍

で あ る。

S14 −

30

−

1

は

,

載 荷 時

の

P

一

δ2

曲 線

は ほ ぼ

直線

的

で あるの に

対

し て

,

D14

−

30

−

1

荷 重 P (tf ) 1

、

0 o

,

8 o

.

6 O

.

4 0

.

2

・

G

,

0

一

e

,

20     2    4    5 (b) 8   10  12  14  15  1a  20     載荷 節点鉛 直変位 δz (cm)

DO6

−

30

−

3

荷 雷 P (tf} 1

.

5 1

.

2 0

.

8 o

.

4 0

,

0

一

〇

.

4

一

〇

.

80     2   4    6   8    10  12   r4   16  18  20       載 荷 節 点 鉛 直 変 位  δz (cm}       〔c) 

DO6

−

15

−

1

      図

一

7

 骨 組 載 荷 試験 荷 重 P (tf ) 1

,

6 1

.

2 e

.

8 D

.

4 0

,

0

一

〇

.

4

一

〇

,

呂 0   2   4   5   8   10  12  14  15  1呂  20       載 荷節点 鉛直変 位 δz (em) (

d

)

 

DO6

−

15

−

3 荷重

P

と載荷 節 点 鉛

直変

位δ。の関 係  

一 72 一

(7)

は

,

ド

ー

ム が 反

転

す

る δz

=

H

後

に

剛 性

が

増

す

挙 動 を 示

す

。

・S14 −

30

−

3

は

,

ひ

ず

み の

実 測 値

か ら

判

断 して

,

荷

重の 増 加に伴 う 部 材 降 伏 と

幾 何 学 的 非 線 形 性

に よ り

極

限

点

を

示

すの に

対

して,

.Dl4 −30−

3

.

は

,

幾 何 学 的 非 線

形

性

に よ り

極 限 点 を 示

す

。

D14 −

30

−

3

の

極

限 点

に よっ て

決

ま る

最

       1

・

5S

.

一

噛

「 解 析 値  

.

     24  24

    

軸力N

分

布(tf

}

    

曲 げモ

ー

メン トMY分 布 〔tf

・

cm)

(

a

>

 Sl4

−

30

−

1

〔

荷重

P 〒1

.

96 tf時

,

解 析 値

Km

=

2

×

10A

し

f

・

     cm /rad )

大 荷 重 馬

ax は, 

S

 

l4

−30−3

の

PMa

、 に

対

し て

0.52

倍

で

あ

る

。P

. 。 x

時

の

載

荷 節

点 鉛 直 変 位

δxp の ラ

イ

ズ

H

に

対

する

割 合

δ

gp

/

H

は

,

 

Sl4 −

30

−

3

は

0

.

62

, 

D14

−

30

−

3

は

0

.

60

で ほ ぼ

等

しい 。

 

図

一

8

の

軸 力

1V

分

布

お よ び

y

軸 回

りの

曲 げ

モ

ー

メン ト

Mr

分 布

か らも

,

 

S

 

14

−

30

−

1 は

D

 

14

−

30

−

1

に

比

べ て

,

       9

,

09

← 一

一

解析殖   

’

     28   28        軸 力N分 布 (tf}   

.

  曲げモ

ー

メン トM

・

t分布(tf

・

em} (

b

)

 Sl4

−

30

−

3

〔荷重

P

=

4

.

15tf

時

,

解 析値

Ks3

=

2x10

‘

tf・

     cm 〆rad)

      

1

.

14

辱

一一一

解折 値

      

3

  

3

      

4:93

・

卜一一

解 析 傴

   .

  

3

  

3

   

軸 力N分 布(tf)

.

.

   

曲 げモ

ー

メン トMy分 布 (tf

・

cm )

       

軸 力N

』

分 布 (tf>

    

曲 げモ

ー

メ ン ト 玲 分 布 (tf

・

cm) (c

)

D

 

14

−

30

−

1

(荷 重

P

=

・

O

.

30tf

時

,

解

析

値

Kfit

=

工

.

9xlOl

.

 

〔

d

)

 

D

 14

−

30

−

3 〔荷 重 P = 1

.

56  tf時

,

解 析

填

.

KB2

=

L9 ×103

   

tf

・

cm /rad)

       

,

      

tf

・

cm /rad )

      

鹵

一

8 骨組 載 荷 試 験

 

軸

力

N 分 布

わ

よ び y軸 回り曲 げモ

ー

メン ト

Mr

分布

 

 

 

       

0

・

18

噂『一一

解 析 値       軸 力N

.

分 布 (tf )

.

     曲 げモ

ー

メ ン FMy 分 布 (tf

・

em )

・

〔a〕

 

DO6

−

30

−

1 (荷 重 P

≡

O

.

027 tf時

,

解 析 値

K

。

2

=

2

,

9X

.

IOz

     tf

・

cm /rad}        0

.

5 0

.

5

   

軸力N分 布 (tf )

 

、

 

』

 

曲げ モ

‘

メン トMy分 布 〔t

・

flcm) (

b

) DO6

−

30

−

3 {荷 重

P

=

0

,

41t[時

,

解 析 値 K,, 

=

・

 2

.

 

9

×102

   

ぽ

・

cm /rad >

       

,

(c )

 

軸 力N分 布 (tf》

 

・

  

曲 げモ

ー

メ ン トMy分 布 (tf

・

cm)

   

.

  

軸 力N

芬

布(tSi

    

、

曲 げモ

ー

メン トMY分布 (tf

・

crn)

.

DO β」15

−

1 (荷重

P

=

0

.

10tf時

,

解析 値

KB

,

=

2

.

9×10z

 

(d> D 06

−

15

・

3 〔荷 重

P

=

O

、

62 tf 時

,

解析値

K

齠

=

2

.

9x

.

]oz

.

t

’

f

・

cm

/

rad

)

       

.

      

tf

・

cm /rad)

            

図

一

9

骨 組 載 荷 試験

 

軸 力N 分 布お よ び y 軸 回り曲げモ

ー

メ ン ト

M

,

分 布

 

(8)

Sl4 −

30

−

3

は

Dl4 −

30

−

3

に

比

べ て

,

接 合 部

の

曲 げ剛 性

に よ り

荷 重

に

抵 抗

して いる

割 合

が

大

きい こ と が

分

か る。

2

) 部 材 半 開

角

e

,

の 影 響 (

e,

≒le と

e,

≒

3e

の比 較 )

 

S

タ

イ プ

お よ び

D

タ

イ プ

ともに,

e

,≒

le

の

耐 力

は,

洗

≒

3

°

の

耐

力

に

比

べ て かな り

小

さい。

 

Sl4 −

30

−

1

の

P2

は

S14

−

30

−

3

の

P2

に

対

し て

O

.

 

47

倍

,

D

ユ

4

−

30

−

1

の

P2

 

Va

 

D

 

14

−

30

−

3

の

P2

に

対

し て

0

.

13

倍

で

あ

り,

部 材 半 開 角

e

,が

小

さ く な るこ とに よ る

耐 力 低 下

は

,

D

タ

イ プ

の ほ う が

S

タ イ

プ

より

顕

著

で あ る。 逆に

,

S

タ

イ

プの

耐 力

に

対

す る

D

タ

・

f

プ

の

耐 力

の

割 合

は

,

1

)

で

示

し た

よ う

に θ。≒

1

°

のほ

う

が

e

,≒

3

°

よ

り

小

さい。

 

図

一

8

の

N

分 布

お よ び

Mv

分 布

からも

,

島≒

1Q

は

e

,≒

3e

に

比

べ て,

接 合 部

の

曲

げ

剛 性

に より

荷 重

に

抵 抗

し て い る

割 合

が

大

き い こと が

分

か る。

3

) 部 材 細 長 比

h

の

影 響

(DO6

−

30

一

と

DO6

−

15

一

の

比

較

}

  表

一

4

に

示

し た よ う に

, DO6 −30一

は λ

。

=

146

,

DO6

−

15

一

はλ。

ニ

72

であ る

。

θ。≒

1D

お よ び

e

,≒

3

°

と もに,

DO6 −

30

一

の

耐 力

は

,

 

DO6 −

15

一

の

耐 力

に

比

べ て

小

さい

。

DO6 −

30

−

1

の

P2

は

DO6

−

15

−

】 の

P2

に

対

し て

O

.

 

23

倍

,

DO6 −

30

−

3

の

P2

と

PMax

は

DO6

−

15

−

3

の

P2

と

PMax

に

対

して そ れ ぞ れ

0

.

58

倍

と

0.

76

倍

で あ り

,

部 材 細 長 比

λ。 が

大

き く な る ことによ る

耐 力 低 下

は

,

0

。≒

1

° の ほ う が

e

, ≒

3

°

よ

り

顕 著

であ る。

 

DO6

−

30

一

ユは

,

ほ ぽ δz

=H

か ら θ。

=2・H

の

間

で

自重

による

飛 移 座 屈

をし ており

,

ピ

ン

接 合

の

部 材

で

構 成

され た

単 位 単 層

ラ

チ

ス

ド

ー

ム に ほぼ

類 似

し た

性 状 を示

し

,

極

限 点

に

よ

り

最 大 荷 重

PMa

. が

決

ま る。 これに

対

して

,

DO6 −

15

−

1

は

,

λ。=

62

の

Dl4

−

30

−

1

と

同

じ

P

一

δz

曲 線

の

性 状

を

示

し

,

最

大 荷 重

PMax

が

決

ま ら ない。

同

じ

接

合 部

を

用いて

も部 材

が

長

い ほ

う

が

ピ

ン

接合 的

な

挙 動 を示

した が

,

骨

組 試 験 体 組 立 時

に

接 合 部

の ね じの

遊

びは

接 合 部

ご

と

に

不 規 則

と なり

,DO6 −

15

−

1

に

比

べ て

D

 

−

06

−

30

−

1

のほ

う

が

載 荷

試

験

において

遊 び 回 転 角

φ8 が

大

き く

影 響

し た もの と 思 わ れ る

。

  DO6 −30−

3

は, δ,の

増 加

に

伴

い δzp  ・・ 

6

.

 2J

「

 cm で最

大

荷

重

PM

。x

=O.68

 

t

.

f

に

達

した

後

,

δz

=9.9cm

で

部

材

の

弾

性

座 屈

によ り

荷 重 が 急 激

に

低 下

して いる。 こ の

点

に

お け

る

実測

さ れ た

部材 A

の

軸 力

N

=

4

.

 

07

 tfお よ び

部 材

B

の

軸 力

N =

4

.

06

 tfは ,

節

点 間 を 座 屈 長

さ と し た

個

材

の

弾

性

座

屈 軸 力

1V 

=

3

.

97

 tfに ほ ぼ

一

致

し た

。

部

材細

長 比

が

DO6

−

30

−

3

よ り さ らに

大

きい

場 合

に は

,

個 材

の

弾 性 座

屈

に よ り

最

大 耐 力

PM

。x が

決

ま る

可 能 性

が あ る。 こ れ に

対

して

,DO6

−

15

−

3

は

,

δ2尸

=

4

.

2cm

で

最 大 荷 重

P

川ax

鬲

0.

89

 tfに

達

した

後

,

部 材

の

弾 性

座

屈

は 発

生

せ

ず

,

測 定

され た

軸 力

N

お よ び

曲

げモ

ー

メ ン ト

M

より

,

δ,

=H

=

7

.

4cm

前 後

で

載 荷 節 点

よ りの

部 材 端

が

降 伏

し て い る。 また

,

DO6

−

15

−

3

の

P 一

δz

曲 線

は

,

δz の

増 加

に

伴

い δ,

=

H

との

交

点

に

対

して ほぼ

逆 対 称

の

形 状

を

示

してい る が

,

一

74

一

除荷

後

に ド

ー

ムが 反

転

し た ま まの

大

き な

残 留 変 位

お よび

残 留 応 力 を生

じた。

 

最 大 荷

重 PM

。x

時

の

載 荷 節 点 鉛 直変 位

δzp の ラ

イ ズ

H

に

対

す る 割 合 δzp/

H

は

,

 

DO6

−

30

−

1

は

o

.

45

,

 

Do6

−

30

−

3 は

O.

41

,

DO −

15

−

3

は

0

.

56

で

,

部 材 細

長 比

h

が

大

きい ほ う が δZP

/

H

は

小 さ

い。

6.

実測 値 と解 析 値

の

比 較

お よ び

解

析方 法

に

関 す

る

考 察

 

解 析 値

の

荷 重

P 一

載荷 節

点 鉛 直 変 位

δz

曲 線

で

急 激

に

折 曲

がる

点

は

,

解

析

で

用

い た

部

材

モ

デ

ルの

弾 塑 性 域

が

降

伏

し た

点 (

以 下

,

部 材 降 伏

とい う

)

を

示

す

。

完 全 剛 接 合

を想 定

した

Ke

、

=・

1×

10Stf

・

cm

/

rad の

場 合

,

全 解 析

で

部

材 降伏

し て い る

。

また

,

e

,≒

3e

で は

部 材 降 伏

,

幾 何 学

的

非 線 形 性 ま

たはその

両 方

の

要 因

によ り

最

大 荷 重

が

決

まる の に

対 し

て

,e

,≒ ]

,

D で は

部

材 降

伏

す る まで

P

一

δx

曲 線

は

線 形 的

で

,

部 材 降 伏

後

も

鉛 直 変 位

δz の

増 加

に

伴

い

荷 重

P

も増 加

して

最

大

荷 重

は

決

ま ら な い

。

い っ ぽ う

,

ピン

接 合

を 想 定

し た

KR

,

=

0

.

1tf

・

cm

/

rad の

場 合

,

部

材 降 伏

せ

ず

に δz=

(

1

−

1

/

V9

’

)

H

=

o

.

42

・

H

で

幾 何 学 的 非 線 形 性

による

極 限 点

で

最 大 荷

重 を 示 す

。

ま た

、

部 材 細 長 比

λ。

が 大 き

い

DO6

−

30

−

3

で は

極 限

点

を

示

し た

後

,

実 測 値

と

同

様

に

個 材

の

弾 性 座 屈

に よ り

,

部

材 降 伏

する

ま

で

荷 重

が

急

激

に

低 下

し て い る

。

た だ し

,

弾 性 座

屈が

発 生

す る

荷

重

P

は

実 測 値 よ

り

大

き く

,

鉛

直

変 位

δz は

実 測 値

より

小

さ い

。

 

載 荷 初 期

の

P

一

δz

曲 線

は

,Sl4

−

30

−

1

,−

3

で は

,

接 合

部 試 験

か ら

得

ら れ る

曲

げ

剛性

KB3

を 用い た

解 析 値

と

実 測

値

はほぽ

・

一

致 す

る

。

い っ ぽ う

,DO6 −30−3,

 

DO6 −15−1,

−

3

で は ,

接 合 部 試 験

から

得

ら れ る

半

分の

値

KB

! を 用い た

解 析 値

と

,Dl4 −

30

−

3

, 

DO6

−

30

−

1

で は, ピン

接 合

を

想 定

し た

KaL=0.

ユtf

・

cm

/

rad

を 用

い た

解 析 値

と

実 測 値

は ほ ぼ

一

致 し

,D14

−

30

−

1

で は

,

 

K

β,と

KB2

を

用

い た

解

析

値

の

間

に

実

測 値

は な る。

載 荷 初 期

の軸 力

N

分 布 お よ び

y

軸 回

りの

曲 げ

モ

ー

メ ン ト

Mr

分

布

も

、

 

D14 −30−1

の

N

お よ び

My

の

解 析

値

と

DO6

−

15

−

1

の

N

の

解 析 値 が

,

実

測 値

に

比

べ て

若 干 小

さいの を

除

け ば

,

実 測 値

と

解 析 値

は

,

ぽ

ぼ 同 様

の

分 布

と

値

を

示

し ている

。

 

S

ユ

4

−

3e

−

1

,

3

の

P

一

δz

曲

線

の

実

測 値

は

,

荷 重

の

増 加

に

伴

い

KB3

を 用

い た

解 析 値

か ら

,

κ、、を

用

い た

解 析

値

に近 づ く

。

ま た

,S14

−

30

−

3

の

最 大 荷

重

PM

。x も

Km

を

用

い た

解 析

値

と ほ ぼ

一

致

する

。

こ の

原 因

と して

,

図

一

3

に

as

した よ うに

実 際

の

接 合 部

の

M

。

一

φ

。

曲 線 は

,

解 析の た め に

設 定

した

接 合 部

の

降 伏 曲

げ モ

ー

メン ト

My =200

 

tf

・

cm より

小

さ い

値

か ら

非

線

形

性

を

有

し

,

完 全 弾 塑 性

で はない こと が 挙 げ られ る

。

ま た

,

接 合 部

は

軸

力の

向

き と

大

き さ によ り

曲

げ

剛 性 が 異

なる

場 合

が あ る が

,

特

に

S

タ

イ プ

の

接合

では

,

ボ

ー

ル

と

ノ

ー

ズ

コ

ー

ンの メ タル タッ チ

部

とコ ネ ク タ

ー

によ り

曲 げ

に

対

し て

抵 抗

す るの で

,

曲

げ

剛

性

に

図

表 一4 に は , ド ー ム の ラ イ ズ H , 中 央 部 材 の 長 さ 1 。 お よ び t 。 に 対 す る 鋼 管 部 材 の 細 長 比 λ 。 を と も に 示 す 。   各 試 験 体 の 接 合 部 は 7 節 点 , 部 材 は 12 本 で あ る 。 中 央 部 の 節 点 4 は 自由 で あ り , 外 周 部 の 6 節 点 の 内 , 節 点 3 , 5 は , 2 枚 の 鋼 板 の 間 に フ ラ ッ ト ロ ー ラ ー を挟 む こ と に よ り X
表 一 6   骨 組 載荷 試 験 に よ る最 大 荷 重 PM 。 x お よ び 最 大 荷 重 時 の       載 荷 節点 鉛 直 変 位 δ ,。 骨   組 試 験 体 最 大 荷 重 P隙   ( tf ) P 献 時 鉛 直 変 位δヱF (cm ) ラ イ ズ H( cm ) δ ZP /H δ 乙 ; 2cm時荷 重P2(t の δ乙 =H時 荷 重PH( tf } Sl4 一詔 0 − 1 一 一 4 .2 一 1 . 122 . 18 S14 − 30 − 35 . 919

参照

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