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角形鋼管柱に接合されるH形鋼はり端部の曲げ耐力の評価

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UDC :624

078

014

27:539

3B4 日本 建 築学会構 造系論文報告集 第 3S9号

昭和 63 年7月

角 形 鋼 管 柱

接 合

H

形 鋼

は り

端 部

耐 力

評 価

員 正 会 員 員 員 員 会 会 会 正 正 正

_

* *

* * *

* * * *

* * ** *

 

L

  鋼 管柱 と

H

形 鋼

メ ン

接 合 部

におい て は

接 合

部鋼

の フ ラン

ジ部 分

面 外 曲 げ剛 性

た め

部 では

平 面 保 持

仮 定

成 立

は り ウェ

は ほ と ん

ど 曲 げ 応 力 を 負 担

し ない こと が

指 摘

さ れて い る1)

4}。 このた

鋼 管 柱 を用

いた

架 構

で は

保 有 水 平 耐 力 算 出

など

は り

全 塑 性

メ ン トを

算 出

す る

には

ウェ

ブ 断 面

無 視

す る

法 あ るい はウェ ブせいの

2

3

す る ウェ

を無 視

し,

下 の フ ラン

ジ部

と ウェ

せいの

1

6

の ウェ

ブ部 分 が 有 効

と し て

計 算

す る

as)

が し ば し ば

られ て い る

し か し

鋼 管 柱

さ れ た

H

形 鋼

は りの

曲 げ耐 力

評 価

につ い て は これ

で に

十 分

研 究 が 行

ている

わ け

で は

な く

上 述

設 計方法

は り

端応力

実験値

るいは

要素

に よ る

弾性

析 結

よ り

判 断

し て

処 置

と し て

さ れ た もの と

え ら れ るe

 

は り

曲 げ耐 力

影 響 す

因 子

い。 はり

応 力 分 布

当 然 鋼 管 幅 厚 比

影 響 を 受 け

る は

で あ る し

はりウェ

の スカラ ッ

存 在

断 面 欠 損

に よ る

性 能

低 下

を も た ら し、 ま た

局 部 的

応 力 分 布

の乱 れ の

因 と も な る

さ ら に, は り

面 の

ショ ン お よ

は り

材 料 特 性 も

は り

曲 げ耐 力

影 響

する は

で ある

 

最 近

になっ て

角 形 鋼 管

接 合

さ れた

H

形 鋼

は り

ェ ブの

曲 げ

メ ン

ト伝 達

につ いて

興 味 あ

研 究 結 果

さ れ て い る

十 嵐

立 山

杉 本

12L13}

角 形 鋼 管 幅 厚 比

影 響

につ い て

実 験

解 析 を行

降 伏 線 理 論

づ く

解 析 結 果

実 験 結 果

対 応

す る こ と

を 示

し てい る

寺 本

佐 藤

14) は は

ウェ

幅 厚 比

影 響

着 目

し た

実 験 を 行

本 研 究の 1 部は昭 和 62 年 度日本建築学 会 近畿 支部 研究 報 告 集に発表

   寧 神 戸大 学   助 教 授

工 博   鎚 神 戸大 学   大 学 院 生 (現 清 水 建 設 )

 

1# 神 戸大 学

 

t# 1 神 戸大 学   助 教 授 t*lt“ 神 戸大 学   助手

工 修     (昭和62年5月 11日原 稿 受 理 } い

は り ウ ェ

が すべて

曲 げ

し て

有 効

抵 抗

すると は

考 え

ら れ ない こ

と を報 告

し てい る

し か し

こ れ ら の

実 験

では

対象

と し た

お よ

はり の

断面寸法

ら れて い る た め, は り端 部の

げ 耐 力の

般 的 な

評 価 方

法 と は なっ て いない と

え ら れ る。

 

では

角 形 鋼 管 柱

接 合

さ れ る

H

形 鋼

は り

を対

と して

は りの

耐 力

影 響

え る

子の う ち,

鋼 管 幅 厚 比

お よ びは り ウェ ブス カ ラッ

がは り ウェ ブの

応 力 分 布

曲 げ 応 力 負 担

え る

影 響

著 者

ら の

実 験 結 果

7)

有 限 要 素 法

よ る

弾 性 解 析

性 的

定 量 的

調

べ る。

は りの

曲 げ破 壊

最 大 耐

し た

既 往

3}

15 ) の

範 囲

角 形 鋼 管

・H

形 鋼

は り

接 合 部

実 験

調 査

検討

はり の

壊 耐 力

影 響 を与

え る

因 子 を 明 ら

かに し

そ れ

影 響

定 性

定 量 的

評 価

し た は

曲 げ 耐 力 評 価 式 を回 帰 分析

手 法

を 用い て

誘 導

し て い る

さ ら に

H

形 鋼 柱

・H

形 鋼

は り

接 合 部 実 験

の う

, は りの

曲 げ破 壊

最 大 耐 力

し た

既 往

2n

実 験 結 果 と も比 較

角 形 鋼 管 柱

接 合

され る

H

形 鋼

は りの

曲 げ破 壊 耐 力

全 塑 性

メ ン トの

関 係 を明

らか にする。

 

2.

は り

応 力分 布

 2

1 

角 形 鋼 管

比の

影 響

  図

1

面 外 曲 げ

考 慮

し た

平 面 要 素

い た

有 限 要

以 下

FEM

th) に よ る

に よ り

め た

角 形

管柱

接 合

さ れ た

H

形 鋼

は りの

各 断 面

け るは り ウェ

軸 方 向応

σ お よ

せ ん

断応 力

rの

分 布

る。

析対 象

一2

ダ イ

ア フ ラム

剛 形 式

の十

架構 供

ls】

STX

 

9− 0.

75

鋼 管 幅 厚 比

B

T =

17 )

で あ る。

対称 性

考 慮

3

示 す 分 割

モ デル

を 用

い て

っ た。

ユ の σ

布 中

は は り

理 論 値 を

, τ

分 布 中

破 線

平 均

せ ん

断 応 力

値 を示

す。

鋼 管 面

より は り せ い

30cm

) 程

度 離

れ た

位 置

で は

σ は は り理

τ は

平 均

せ ん

応 力

し て いる が

鋼 管 面

づ くにつ

応 力

注} 計 算は神戸 大学 情 報処 理 セン タ

の ACOS

6の アプリ

   

ショ ン

ログ ラム

ISAP

6を用い て行っ た

 

122

(2)

山司 cm アcm 10cm17cm26cm   σ

   !

  !

  〆

 ノ

  〆

1

   !

  !

  

i

  /

 

tt

〆    〆

  !

  ノ

 

ノ !

   !

   !

   !

  

1   /

 !

6 

4 

2  0  2   

2  0  2   

2  Q  2    

2  0  2    

2  0  2  4  6       匸x覃σ2 レcm2,      STX9

O

75

     

「Beam theo「y       024602

460245024   024       Cxld2t/cm   。

  煮

1

角形鋼 管 柱に接 合さ

れ たは り ウェ ブの

応 力

分 布

FEM

      解 析 値 )

3

§

紲2

1 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F「

轟 2

  十        の 1H

°

300菖1ヨ)瓢65異9L 「

π

「 て フ 

_

1

0

20D

2QO

12

μ

   0    

8

_

_

2

  柱

は り接 合 部の寸 法諸 元 (

STX

 9

O

75

3

 要素分割モデル は

鋼 管 面 近

く で は

σ は は り 理 論 値 と 大 き く

なっ ており

ェ ブの

曲 げ応 力

は り理

に よ る も の

小 さ

中 立 軸 近 傍

ではほ

ど曲 げ応 力 を

し て い な

こ の こ と カ

 

前 述

のよ うに

形 鋼 管に接 合 さ れ る は りの

曲 げ

力 を

評 価

す る

に ウェ

1

あ る いは

を無 視

す ることの

根 拠 と

なっ て いる と

え る

しか し, こ のは り

応 力

O

れ は

接 合 部 鋼 管 部

分 管 壁

面 外 変 形

起 因

して

生 じ

る た め

鋼 管 幅 厚 比

BIT

影 響

ける

 

4

1

対 象

と し た

供 試 体

元 を

鋼管 幅厚

比 を

B /T − 8− 44

まで

さ せ た

の は り ウェ

軸 方

応 力

σ 分

FEM

析 結

であ る

4

a

は りが

破 壊

す る 場 合の破 壊 断 面であ る6}

7] ス カ ラッ

プ先 端 位 置

鋼 管 面

よ り

60mm

け る

応 力 分 布

。B

7

が 大

な る

σ

分 布

は は り 理

か ら

れ て いき

B

T

25

で は

は り 理

え られ る

応 力

逆 符 号

応 力

じて いる

 

5

4

の σ

分 布 よ

め た は り

負 担

する

曲 げ

メ ン ト

Mweb

とは り

全 断 面

曲 げ

メ ン ト

M

B

T

関 係 を 示

し てい る

図 中

B

T =0

は は り

理 論

に よ るス カ ラッ

プ先 端 位 置

で の

B

T

き く な るに し た がい ウェ

応 力

さ く な る

こ こで

対象

し た

接合部

で は は り

えば

ス カ ラッ

プ先 端 位

置 に おけ る ウェ

曲 げ応 力

負 担

16

%で あ る の に

,B

T

44

の場

3

で, ウェ ブの

曲 げ応 力 負 担

は ほ

と ん ど期 待

で き な い。

,BIT =

8

では は り

理 論

60

% 程 度

曲 げ応

 

20Mwgb

●    

註 識 函 距

O

   ;ス カラ ップ 先 鞭 置     : ノン ス カ ラッァ 形 式

M1

%1  

10

   

5

θ

o

●   byFEMo

→・

B!T

44H    25

 →艦

   17H

    8

Memth

rr s了xg

a75        

     

     

   

  〆

8    

4       4     

ε    

4      0      4      8        σ【

10Qtrcm2,

       

cr

lottrcm2 レ       〔a)      (

b

)       図

4

  鋼 管 幅 厚 比の影 響 (FEM 解 析 値 )

       

0

  

10

  

20

  

30

  

40

  

50

       

B

T

5

 

は リウェ ブの曲げモ

メ ン ト負 担 率 と鋼 管 幅 厚 比の関係   byFE 団 HIS τ6俳20 躍

ST6研20隠

B

ε

 

 罵 

y   eノT

17       

       

 

     

  ’

 

F

i

卩      ■ I      P

1

11

1

s

4 ・ ・ σ。1。・

T

      (e       

b

   

d6

 

は り ウェ ブスカラ ップの影 響 (FEM 解 析 値 )

123

(3)

B酬駐m

H

ヨ⊃0凋80匡9メ9

Beam

H

己◎Ox130xgx9 E嚠gm :H

300xSOxgx9

rimet  Theory

α

22

       

N

B

1

 

  

       

20

\ \

  耗

15

     

C

1

 

s

  、

  、

   、

_騨

__

_

L

_

_

L

_呷

__

_

_

 

_

__

__

L

__

L

_

__

L

__

 

_

__

L

__

L

__

L

       

40Q

    

O

     

400

  

−’

400

   

0

     

400

  

400

     

0

400

       

ε

(篤

1

σ6[

      

ε

(xlO6  )

      

Sfxl

(∫S )          

Ca

)                     (

b

)                     〔c)

   

 

H

形 鋼 柱に接 合さ れたはりウェ ブの弾 性域軸 方 向ひずみ 分 布

実 験

力 負 担

 2

2 

ス カ ラッ

影 響

 

6

はスカ ラッ

影 響

を 調べ る た め

文 献

6

した

B /T

17

ST

 

60−

20 (

200

×

200

×

12

は り :

H

−300

×

150

×

6

×

9

ス カ ラ ッ

:rs

35 )

お よ びス カラッ

く し た もの

ST

 

60

20

 

NS

に っ いて

FEM

より

め た σ お よ

τ

分 布

る。 ス カ ラッ

先 端 位 置

に おい ては

ス カ ラッ

場 合

比 較 的 は

理 論

応 力状 態

に なっ ている が, スカ ラッ

のある場

は ス カ ラッ

プ近

しい

応 力 分 布

の 乱れ が

じ て い る

そ の

結 果

一5

す よ うに はり ウェ

曲 げ応 力

負 担

はスカ ラッ

方 が 無

べ て

さ い。

 

7

17

で報 告 され てい る

H

形 鋼 柱

・H

は り

A

は り :

H −300

×

180

×

9

×

9

匸鰤   

1跏    囎   司OCO  Cy O  Cy 4       eCOO   1       1         ε国σ5’

B

1 (

は り :

H −

300

×

130

×

9

×

9

C −1

は り :

H −300

×

90

×

9

×

9 )

荷 重 形 式 実 験

にお け る は り ウェ

の ス カ ラッ

プ 先

端位

柱 面

よ り

20mm

材 軸

みの

測 定 値 を示

破 線

は は り

理 論 値

る。

立 軸 近

くで の ひ

分 布

はは り

理 論 値

に ほ ぼ

し て い る が,

H

形 鋼柱

され た

場 合

ス カラッ

プ 近

で は ひ

分布

れ ている

こ の

一8

性 域

に お け る

に おいて さ らに

で あ りス カ ラッ

プ近 傍

の ひ

みは

さい

 

一9

献 7)

し た

直荷

形式

H

形 鋼

は り

接 合 部

供 試

ST

 

9

0

75

 

NS ,

 

ST

 

12

O

75

ST

 

12−

1

0

B

T

17

表 1

参 照

鋼 管 面

よ り

120mm

にお け る は り ウェ

材 軸 方 向

み の

実 験 測 定 値 を 示

図 中

破 線

は ウェ ブ

素 材

降 伏

みεv を

す。 こ の

位 置

に おけるウェ ブの

担 曲

1

SI9く175NS :3 : :3 M 〆Np : 1 ;

 1

}5

1

穿

1

旨 ゆ7 嘶 065

 

 

1

 

 

1

 

1 嫻 ε

匸r  卩 姻  ε‘ハび6P衂

 

11 跏

    

4eoo £y  o  eγ4000   麒       ε【

,o

5,

     

ISODO  

聯2000 

eeOO  頑DOO     D     4COO   eOOO  12000  }60eD

       

Et

TO

E臼 図

8  

H 形 鋼 柱に接合 されたはり ウェ ブの塑 性域軸 方 向ひずみ

     

分 布

実 験

  が

い 恥 幽

働 図

9

角 形 鋼管 柱に接 合され た は り ウェ ブの塑

域 軸

方向

ひず      み分 布 (実 験 結 果 )

124

 

(4)

メ ン トは

終 的

ス カ ラッ

ST

 

9

0

75

NS

で は ウェ

ブ部 分

全 塑

メン ト

1

 

M

ω

3

)式 参

し く

ス カ ラッ

の あ る 1ST12

− 0,75,

 

STI2

1

0

中立軸

応力

さ く,

Mw

約 90

% に なっ てい る

。・

 

10

鋼 管 面

よ り

60mm

ス カラッ

先 端 )

にお ける はり ウェ

材 軸 方 向

分 布

験 値 を示

す。 スカ ラッ

場 合

一10

づ く

曲 げ

      t

評 価

で は

最 終 状 態

に おい ては り ウェ

Mw

80

% の

げモ

メ ン トを

負 担

し てい る。

,ス カ ラッ

の あ る

の ひ

み 分

は は り理

し1く

な り

中 立 軸

では はり理

と 逆

符 号

のひ

分 布

と なっ て お り

ウェ

抵 抗

は は りフ ランジ

近 傍

ら れて い る

       

、、

     

L

 

文 献

19

H

形 鋼

は り

合 部

は り :

H −

506

×

201

×

11

×

19 )

お よ

文献 13 )

鋼管柱

は り

接 合 部 実 験 (

は り :

H −

350x150

×

6

×

9

t

では ス カ ラッ

を 無 く

こと によ りは りの

破 壊 耐 力

は そ れ ぞ れ

5

およ び

10

し て い る

  以 上

検 討 結 果

か ら

も 明

らか な

1

は り

端 曲

げ破

壊 耐 力

評 価

し て は ウェ

ス カ ラ ッ

当 然 断 面 欠

とし て

わ れ るべ き である

.’

3

ド は り

曲 げ耐 力

    

 

は り

曲 げ耐 力

評 価

に は

鋼 管 幅 厚 比

ス カ ラッ

外 に

1

より

材料特性

はり

シ ョ ン

影 響

す ること が 予

さ れ る

こ こで は

りの

曲 げ

最 大 耐 力

た 既 往

角 形 鋼

管柱

・H

は り

接 合

部実

3)

]5) つ い て

検 討

し, は り

げ破

壊 耐 力

評 価 を 試 み る

 対象

と す る

供 試

25

で そ れ らの

寸 法 諸 元

お よ

1 1rtl :10

 

St

“odip ST,2

1

O :

: ;

lo

脚 飼  

81

29 馬

 

  

 

 

 

 

 ト

11

: :

 

l

 

 

 

 

 

 

 

I

囎  

8Qoo

 嚠

40Cゆ εy δεγ

 

 

 

 

 

1 娜 ε,、1

10

角 形鋼 管 柱に接 合さ れt は

リ ウェ ブの ス カラッ

先 端

     

位 置における軸 方 向ひずみ分 布

(実 験 結 果

1

 

供 試

σ7 , σ7”

BXBXT

’.

dXbXt

 

Xt

Yf

Ref

供 試 体

  

  

 

  

 

m而   

t

cm2

B

T

  

  唱

5

50

   

350X

   

X

99

56

75

T

 

 

h

OX

 

OO

30x

     

3.9

710

7

76

S9 ・.5

ST

 

12・

0.

75

ST

 

12−

0

88

ST

 

12

1

0

       

    

 

200

×

200

×

12

 

  

 

r

 

 

301506

×

300

×

150

×

9

×

12

300

×

175

×

9

×

12

300

×

200

×

9

×

12

300

×

50

×

9

×

6

3

2.

752

752

752

55

  

3

 

3.

38

 

3.

38 ・

 

3

38

3

38

 

20

630

630

630

6116

7

    

 

7

 

 「

OX

 

OO

3001

   

73

30

6533

38

A

50

×

550

×

5850

 

0

   

36

.53

89

0

67.

1.

9

X

   

X

OX

.03

10

0

F。.

 

380

×

30

×

50600

×

25

×

22

×

363

50

58

」 0.6

7

8

レ 正

 

8.

1、

−2

    

  

−3

   

250

×

250

×

6

 

250

×

250

×

12

250

×

5

350

×

150

×

6

×

9

3

103

103

03

043

04 ,

040

700

700

70.

qlb720

8

 

 .

12

B1.

6SB1

−9S

  

12S

 

250

×

250

×

6

250

×

250

×

9

15

×

50

  

  

 

 r

350XI50

×

6

×

9

3.

63.

3.

633

.3,

3.

103

103

0.

76

・0。76

  

7641

27.

820

813

NO

1NO

2NO

3N

6

300

×

300

×

19

   

I

   

I

524Xl50

×

10

×

12

564

×

150

×

9

×

12

584

×

150

×

8

×

12

50

 

5

×

6

×

12

3.

55

3.

5533

55

5

3

64

3

79

3 .

68

4 .

 象

0 .

660

660

660

6615

8

14

0

800

×

800

×

80

OOX

 

50

×

22X

3.63

 

6510

O5

  

2s

500

×

500

×

25

・ 800

 

  

×

 ,

300

×

16

×

22

3

   

36

7

3

884

 尊

0

6qO

7220

03

XB2

is

300

×

300

×

12400

×

200

×

9

×

12

2.

712

750

6025

04

 

 

 

  の

の  

 

  ン

ン   ラ エ ラ

フ ウ フ

50

り り

門 ま

S

し し

  f  

 

脚   セ  

 

ワ   サ * σ σ

Y

1

25

(5)

はり

機 械 的 性 質

1

BIT

=7.

6

− 41.

7

は り

断 面 寸 法

H −

270

 × 

100

×

6

×

9

H −

1

200

×

450x22

×

40

鋼 種

SS

 

41

SM

 

50

 

鋼 管 壁

の局

部 変

形に対 す る 補 剛 方 法 は

し ダ

ア フ ラム

形 式

あ るい は

内 ダ

イ ア フ ラム

形 式

で あ り

お よ び はり

と も実 用 さ

れ る

寸 法 範 囲 を対 象

と して いる

 

実 験 結 果

お よ びは りの

2

M

、、ax は は り

曲 げ

メン

表 示

し てい る

 

は りの

計 算

次 式

に より

めた

(図

11

  

: フランジ

の全

塑 性

メ ン

       

= 

btas

d −

 

t

………・

………・

………・

1

 

Mus

:スカ ラッ

プ部

断 面 欠 損

えた ウェ ブ

部 分

       全 塑 性

メ ン ト

    

tw

d −

2

 

t− 2

 rs)

a.w/

4

………・

一 …・

2 )

 

M

. :

ェ ブ

全 断 面

全 塑 性

メン ト

     

tw

1

2 

t

2σyw

4

 

 (3 )

 

M

. :ス カラ ッ

断 面 欠 損 を 考

え た は り

断 面

       塑 性

メ ン ト

     

1

レ歪ノ十〃四8

−一・

 

一・

 

7・

rr

 

(4 )

 

Mp

: はり

全 断 面

の全

塑 性

メ ン ト

       

=11

ノ十

1

fw・

 

5

 

Mlv

 :は りフランジの

最大 曲

     

=bt

σノ(

d −

t

 

一・

 

6 )

 

MPF

:は り

全 断 面

の 公

称 全

メ ン ト

     

=btF

d

ttO

d − 2

 

t>

F

/4

 (7 )

 

M

。u :ス カ ラッ

プ部

断 面 欠

損 を 考えたは り端 溶

接 部

       

最 大 曲 げ強 度

     

=btFu

d − t

2

>く

0

78

d − 2

 

t

− 27s

1

      

Fu

4V

 

r・

 

 

8

      衂

f

    

b

1

11

 

はりの

断面

寸 法

r

, 工

rs

 こ こ で

  

σyf :は りフ ラン

ジ材

降 伏 点

 

σytV :は り

ェ ブ

降 伏 点

  

σUt : は り フ ラ ンジ

引 張 強

   

F

公 称 降伏 応 力 度

 

Fu

公 称 引張 強

  

s :ウェ

す み

サ イ

さ れて い な い

     

,tw

6

s=

tw

, 

t

6

s=

0

8

     

tw

と す る

 

3

1

 

は りの

曲 げ破 壊 耐 力 と各 因

子の

関係

 

角 形 鋼

管柱

され る

H

は りの

大 曲

耐 力

影 響 を与

え る

因 子 と

し て は, は り フ ランジ

降伏

Yr,

幅厚

BIT ,

ス カ ラッ

断 面 欠 損

え た は り

ブ部 分

全 塑 性

メ ン

と は

り断 面

塑 性

メ ン

Mws

Mps

を考

え る。 こ こ で

 

Yt

は はり フ ラ ンジの

応 力

とし て

Mw

Mas

は は り

断面

ショ ン

ス カ ラッ

断 面 欠

お よ び は り フ ランジ

ウェ

降 伏 点

い を

指 標

と して用い た

 

12

14

に こ れ らの因 子 と

実 験 最 大

Mmax

M

. の

関 係 を 示

各 図

横 軸

っ た

因 子 以

因 子

がほ ぼ

し い

の につ い て の

結 果 を プ

ロ ッ ト し 表

2

 は り耐 力の実 験 値と計 算 値 ト ン メ

モ 性 全 の み の 分 邪 プ エ ウ ト ン メ

モ 性 全 の 面 断 り ト 匂 は ン は た メ た ) し

d 杖 U σ し b

  匿   げ   曲 ト 大 ン 最 メ の

り モ は 性 た   え

え ト   さ 塑 え   考 モ 考 ン 度 強 全 考   と 性 ヒ メ 強 張 の と   損 醍 掻

げ 引 面 損   欠 全 欠 モ 曲 の 断 欠   薗 の 面 性 天 ジ 全 面   断 面 断 塑 邑 ン リ 断   を 断 を 全 の ラ は を 力 祁 全 邸 の ヅ フ だ 部 耐 ブ ブ プ 面 ン リ い ブ 大 ツ エ ツ 断 ラ は 用 ツ 蔽 ラ ウ ラ 全 フ ; 痊 ラ 駅 力 り カ り り

履 力 輿 ス ぱ ス は は σ F ス

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MMMMMM   MM

126

(6)

 1

6

Mps

 1

4

1

2

81

・ ・ …

 

Yt

・S 図

12

 は り フ ラ ンジ材の降 伏 比の影 響 B!T

17Hws /Hp5

0

O

18 且/T

42Hw5 !HR5

Oj&嶼 D  

1

6

MPs

 

1

4

12

1

0   0  

10

   

20

  

30

  40   50      

B

T

 

13

 

鋼管 幅 厚 比の影響

o

α   /Hp5

18くL24 つ o  

1

6

MPs

 1

4 1

2

       

Mn 図

14 は りウェ ブの曲げ応 力 負 担 割 合の       影 響 て い

6 .

。Yr,

 

B

T ,

 

Mws

M

.s が

き く な る に し た

Mm

Mp

。は

低 下 す

傾 向

に あ る。

各 図 中

実 線

線 形

回 帰 分 析

め た

実 験 最

耐 力

各 因 子

関 係

し て い る

Mma

Mps

γ

0

853〜

O

999

る。

 

3−2

  耐 力 式

誘 導

 角

鋼管

接 合

さ れ た は り

が 曲 げ破 壊

す る

場 合

無 次

元 化 最 大

Mmax

M

” に

して,

無 次

元 因 子

Y

BIT

, 

Mw

M

ρs

が 互

い に

独 立 で

あ る

み な す こ

り,

最 大 耐 力

関 す

数 式

して

9

)式

形 を

ぶ ことが で き る

 

Mm

。x

Mpa

xi 

 

Y

F

B

Tff

Mas

Mp

F

ε

    

     

・…

 

t・

 

tt

 

t・

 

 

9

 

こ こ で εは

誤 差 項

である

 

上 式

係 数 お よ

by

 Xi 

7

 x4

最 小

2

され る

対 象 と

し たの は

は りの

曲 げ破 壊

最 大 耐 力

  1

6 坦凹

Mp雪   14 1

2 tD 0

B

O

6  0

6

15

ρ

 !

ρ

 

 

Oo /

 〆

1

 ’

     

     

 

O

β   10   1

2   1A   1

6       厘       Mps はり曲 げ耐 力の実 験 値 ど推定 値の 比較 の

し た ものの

ts

に スカ ラッ

の あ る

23

実 験 結 果

結 果 と

し て,

力推

たe

 M

,max

〃ρ8=

1

06

Ys

mi

B

7

”t

M

./

Mp

°e

     

1

06

1

y

”11

T

B

°”1

M

。s

Mus

°

°e

                      

………

10)

 

ζこ で, は りフランジ お よ びウェ

ブ 素 材

降 伏 点

と し て

素 材 試 験 結

を用 い

,寸

法 諸 元

べ て

公 称 値

っ てい る

 

Z3

実 験 値 と (

10 )

に よ る

動 係

       表

3

  実験値 と推 定 値

供 試 体 名

h

Mp8M

卩 6Mc 皿o胃

BI25

6AL261

26LOO

ST

0

10

L34L350

99

ST9−0。

751

271

261

01

ST

 

12−0,

751

461

41

01

3T12−0 .

88・ 1.

481

45LO2

ST12

LO1

411

460

97

STl6

0

75L50L510

99

BV

 

1

 

1

39L39LOO

AO

BF

2C

L49

L44LO3

B

1

1

181

15LO3

Bl−

2

1

20L240

97

B

3

1

20L280

94

Bl

−6S

1

07LO61

01

Bl・

9S

LO51

100

95

B

12S

LO61

140

93

NO

1

L25L320

95

NO

2

L24L320

94

0

3

L31L330

98

NO

6

135L35LGO

NO

1

1

431

450

99

S

2

1

471

351

09

SD

−3

L291

19LO8

XB2−1S

 

 

 

 

 

 

 

 

 「 L32L450

91

MmoxMema

:   1

1   1D  

ag

    o 。 ・

1

1

 

O

5

 

06

 

°

7Yf

°

8 図

16

 

Mmx

/M

mu と Y!の関 係 M

  再

晦m ゆ乂    1

1   1

0   Q9

8

コ ・

   

0

  10  20   30  40   

50

       B/T 図

17

 

Mmax

Mciax

B

T

の関 係

Mma

Mena:     1

1     1

O    ag    

O

1   

0

2     0

3     04        

r

Mps

図ヨ

8

 

M

n

M

m

x と

Mu

。/

Mp

の関係

(7)

は γ

=o.e44

実 験 値

推 定 値

一3

15

す。 図の

縦 軸

実 験

10 >

左 辺

tt

 

Mps

無 次

され て い る

図 中の破

誤 差

対 数

規 分 布 す

のと して

め た

95

信 頼 帯

し てい る。

信 頼 帯

Mmai

M

。ma)c

 

O.91−

1

10

で あ る

10)

に なっ た

供 試 体

y

o

60

o,

76

,B

T

7

6

41

7

 

Mws

Mns

O

14

o

35

実 用

さ れ る

H

形 鋼

は り の

材 料特性

接 合 部 寸 法 範 囲 を

カバ

して い る

16

18

は胚職

叫  と

各 因子

してい る。

10

)式

推 定 精 度

高 く

因 子

に よ る

り も

耐 力 評 価 式

と して

有 効

る。

 

4.

は り の

曲 げ耐力

塑性

メ ン トの

関 係

 

4−1

角 形 鋼 管 柱

接 合 され る場 合

  表

r2 お よ び

15

す よ うに こ こで

対 象

と し たい

れの

供試 体

に おい て

Mmax

M

. >

1

0

であ り, ス カ ラッ

プ部

断面 欠 損

え たは り

断 面

全 塑 性

メ ン ト

Mps

し た

最 大 耐 力

して いる。

最 大 耐 力 時

の は り ウェ ブの

曲 げ応 力 負 担

る た め

縦 軸

Mmax

 

 

Mtu

 

 

IMuxs

横 軸

1

Y

)(

T

B

を とっ た

を図

19

縦 軸

Mtu

6

)式

す は り フ ランジの

最 大 曲 げ 強

さで

り,

Mma,

− M

/u

Mws

1

0

場 合

は フランジ

全 断 面

平均

がフ ラン ジ

素材

引 張 強 さ

aUt に

スカ ラッ

プ部 を 除

いた ウェ

ブ部

全 塑 性

メ ン

し ている

状 態

す る

19

(1/y1 )(

TIB

き く な れ ば

Mmax

− M

Mus

き く な る

傾 向

に あ り

は りフ ラ ンジ

降 伏 比

Yr

が 低

鋼 管 幅

B

/T

さ い

縦 軸

1

0

え て お り, は り ウェ

ブ も全 塑 性 状 態

し て い る の

と同 等

耐 力 を

し てい る。

 

本 研 究

対 象

とし た は りフ ラン

ジ 材

降 伏 比 玲

SS

 

4110

種 類

につ き

平 均 値

m

0

67

変 動 係 数

V =

0

073

SM

 

50  5

につ き m

…O,67,

 

V =

o

047

る。 こ の

文 献

22

報 告

さ れてい る

鋼 材

機 械

   1

6 邸

Mr目 o o 晦5   1

2   1

o

  α8   04    0

 O °

  %

o o oo ◎

8

4    8    12   1620

       

Ctl

 

t

9

 

・…

21 図

19

 (

Mmv

 

Mlt

)/

Mws

1

y

)(

T

B

関係

的 性 質

する

統 計値

SS

 

41

:m

0

66

 

V

O

098

SM

 

50

:m

0

69

 

V

0

068

ほ ぼ

し て お り, こ こ で

対 象

と し た

実 験

い ら れて い る

鋼 材

標 準 的

の であ ること が

る。 これ らの

な 巧 の

にすれ ば

B

T

15

程 度 よ り小 さい場 合

実 用 さ れ る

H

は り につ い て, は り フ ラン ジ

全 断 面

平 均

力 が

σnt

ス カ ラッ

プ を 除

い た ウェ

ブ 断 面

平 均 応 力

が σyw に

してい る

状 態

期 待

で きる

。一

, 

B

T

き く,

Y1

も 高

場 合

は,

Mma

− Mre

M

。、s〈

0

で あ る こ

と よ

は りフラン ジの みで

曲 げ応 力 を負 担

す る と

え る

は りフラン

平 均 応 力

が σUt に

す る

以 前

最大 耐力

し ているこ

に な る。

 本

と し た

合 部

に お け る

Mmax

M

、、s の比 は

,B

T

25

で かつ

0

70

場 合

 

SS

 

41

Mmax

Mps 三L32 〜L50

, 

SM

 

50

Mmax

M

L24

− 1.

49

であ る

ま た

,M

、、。

Mp

。≦

0.

33

であ れ

文献 4)

XB

 

2

1

 

S

を 除 き , 

Mma.

M 。

u ≧

1

o

で, 

Mmax

M

。u > α

Mgs

SS

 

41

:α

1

3

, 

SM

 

50

:a

1

2

条 件

を 満 足

して い る。

角 形 鋼 管 柱

・H

形 鋼

は り

接 合 部

ル の せん

断 耐 力

変 形 能 力

す る

著 者

ら の

研 究

24)

4

 

供試 体

覧 (

H

形 鋼

柱 )

は り σyf σり騨

供 試 体

BXDXT

XT

dXbXt

Xt

Yfb

2tRef

mm

t

/cm2

200

×

200

×

9

×

9

300

×

180

×

9

×

93

263

26O

7110

0

B−

1

200Xl40

×

9

×

9

300

×

130

×

9

×

94

15

3.

28O

7572

17

200

×

10

×

9

×

9

OOX90

× 

9

5.3

零 *

3.

280

895

0

A

300

×

30X

 

X15450

×

200

×

9Xl43

093

770

667

1

18

NS

1

350

×

350

×

12

×

19506

×

201XllXl94

104

37

0,

725

3

19

S

4

0

4

37

0

725

3

DH

02C

3.

41

3.

650

623

5

HF

02C

400

×

360

×

50

×

50600

×

250

×

22

×

363

41

3.

65

0

623

5

20

HSN−02C

3

41

3

65

O.

623

5

H

02

3.q1

3.

5

6

5

NO

5

250

×

150

×

4

5

×

92

803

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参照

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