Evaluation of weld defects in steel buildings

钢结构建筑焊缝缺陷的评估

• 批准号: 20H02297
• 负责人: 田中 剛
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02297/
• 关键词: 溶接欠陥; 梁端接合部; 載荷実験; 超音波探傷試験; 合否判定基準; 梁端溶接接合部; 欠陥寸法; 塑性変形能力; 亀裂進展; フェーズドアレイ探傷; 寸法効果; 工場溶接形式; 柱梁接合部; 溶接施工; 超音波探傷検査; 実大実験

本研究の目的は，溶接欠陥が構造性能に与える影響を構造実験により把握した上で力学的に解明し，合理的な判定ルールに基づいた検査規準を構築することである。2020～2021年度では，梁にH-500×200×10×16（SN490B），柱に350×350×16（BCR295）を用い，梁と柱を通しダイアフラム形式で接合したT字形試験体（中型断面）を対象として，溶接欠陥の寸法形状および開先形状を実験因子とて18体の載荷実験を実施した。2022年度では，破壊現象を検討する上で必要不可欠となるスケールエフェクトを実験的に確認するため，梁にH-800×300×16×28（SN490B），柱に550×550×25（BCP325）を用いた大型断面に対する載荷実験を計画した。これまでの中型断面試験体に対する寸法比は，約1.6である。工場溶接形式を想定した外開先の溶接部の始終端に，鋼片を挿入することにより人工的な欠陥を設けた。実験因子は，溶接欠陥の寸法（欠陥高さh，欠陥長さL）である。①欠陥無し，②h=8mm,L=8mm，③h=16mm,L=8mm，④h=24mm,L=8mm，⑤h=31mm,L=8mm，⑥h=8mm,L=24mm，の6体の試験体を製作した。欠陥寸法については，中型試験体の欠陥寸法に対する寸法比を1.6とした。また，同時に溶接部の機械的性質を調べるために，溶接継手試験体も製作した。溶接はCO2ガスシールドアーク溶接（YGW11）により行い，積層方法は7層10パスである。溶接施工時には，電流，電圧，溶接速度およびパス間温度を計測した。載荷は，梁の全塑性モーメントbMpに対する弾性変形角bθpを基準とし，変位振幅3bθpによる一定振幅の正負交番繰返し載荷とし，梁端接合部が破断するまで載荷した。溶接部に発生する亀裂の発生個所および亀裂の進展状況に着目して，詳細な記録を残した。

The purpose of this study is to understand the structural behavior and the influence of solution defects on structural performance, and to determine the reasonable basis for the construction of inspection criteria. In 2020~2021, the beam H-500×200×10×16 (SN 490B) and column 350×350×16 (BCR295) were used, and the beam and column were connected in the form of T-shaped test body (medium section). In 2022, it is necessary to confirm the load of beam H-800×300×16×28 (SN 490B) and column 550×550×25 (BCP325) for large section. The ratio of the medium section test specimen to the normal section is about 1.6. The welding mode of the workshop should be determined according to the design of the welding part of the outer opening, and the steel sheet should be inserted manually. In fact, the solution is short of size (short of height, short of length).① No defect, ②h=8mm,L=8 mm, ③h=16mm,L=8mm, ④h=24mm,L =8mm, ③ h=8 mm,L=24mm, 6 h=8mm, 6 h=8mm,L=24 mm. In the middle of the test, there is a difference of 1.6%. At the same time, the mechanical properties of the fusion part are adjusted. CO2 solution solution (YGW11) is in the middle of the line, and the lamination method is 7 layers and 10 layers. During welding, current, voltage, welding speed and temperature shall be measured. The load is equal to the total plastic deformation angle bθp of the beam. The amplitude of the beam is equal to 3b θp. The negative amplitude of the beam is equal to the load. The joint of the beam ends is broken. The development and progress of cracks in the welding part shall be noted and recorded in detail.

项目成果

H形断面梁端溶接部の亀裂進展に及ぼす溶接欠陥の影響 その4：現場溶接形式；亀裂進展状況および塑性変形能力

焊接缺陷对H形截面梁端部焊缝裂纹扩展的影响第4部分：现场焊接裂纹扩展状态和塑性变形能力；

• 发表时间: 2023
• 作者: Shehani Sharadha Maheepala;Shunji Fuchigami;Masashi Hatamoto;Takumi Akashi;Takahiro Watari;Takashi Yamaguchi;山本 涼，田中 剛，上田 遼，畔上 進，塚大 空哉
• 通讯作者: 山本 涼，田中 剛，上田 遼，畔上 進，塚大 空哉

H形断面梁端溶接部の亀裂進展に及ぼす溶接欠陥の影響－その1：工場溶接形式；欠陥高さを因子とした載荷実験－

焊接缺陷对H形截面梁端部焊缝裂纹扩展的影响第1部分：以缺陷高度为因素的加载试验

• 发表时间: 2022
• 作者: 坂田宙斗;古川陽;山本 涼，田中 剛，上田 遼，前田 涼太，畔上 進，的場 耕， 塚大 空哉
• 通讯作者: 山本 涼，田中 剛，上田 遼，前田 涼太，畔上 進，的場 耕， 塚大 空哉

Ｈ形断面梁端溶接部の亀裂進展に及ぼす溶接欠陥の影響－工場溶接形式の場合－

焊接缺陷对H形截面梁端部焊缝裂纹扩展的影响 - 以工厂焊接为例 -

• 发表时间: 2023
• 期刊: 溶接技術
• 作者: Sabar Muhammad Adnan;Honda Ryo;Haramoto Eiji;田中 剛
• 通讯作者: 田中 剛

H形断面 梁端溶接部の亀裂進展に及ぼす溶接欠陥の影響 その 3：現場 溶接形式；欠陥高さを因子とした載荷実験

焊接缺陷对H型截面梁端部焊缝裂纹扩展的影响第3部分：现场焊接类型：以缺陷高度为因素的加载试验

• 发表时间: 2023
• 作者: Takahiro Watari;Kenya Asano;Takanori Omine;Masashi Hatamoto;Nobuo Araki;Kazuhisa Mimura;Akihiro Nagano & Takashi Yamaguchi;上田 遼，田中 剛，山本 涼，畔上 進，塚大 空哉
• 通讯作者: 上田 遼，田中 剛，山本 涼，畔上 進，塚大 空哉

H形断面梁端溶接部の亀裂進展に及ぼす溶接欠陥の影響－その 2：工場溶接形式；亀裂進展 状況および塑性変形能力－

焊接缺陷对H型截面梁端部焊缝裂纹扩展的影响第2部分：工厂焊接类型和塑性变形能力

• 发表时间: 2022
• 作者: Mitsui Kazuya;Sato Atsushi;Ikarashi Kikuo;前田 涼太，田中 剛，上田 遼，山本 涼，畔上 進，的場 耕， 塚大 空哉
• 通讯作者: 前田 涼太，田中 剛，上田 遼，山本 涼，畔上 進，的場 耕， 塚大 空哉