鋼コンクリートサンドイッチ構造部材におけるシアコネクタの変形性状に関する研究

钢混凝土夹芯结构构件剪力连接件变形性能研究

基本信息

批准号：
09750533
负责人：
古内仁
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

鋼コンクリートサンドイッチ構造部材における形鋼シアコネクタの変形性状にについて、実験的に調査を行った。実験供試体は、はり部材の引張鋼板および圧縮鋼板に適当な間隔で同形状・同サイズのシアコネクタを等間隔に配置したものを用いた。各シアコネクタに作用する伝達せん断力はフランジの引張力分布から算出し、拘束圧縮力は同位置に配置されたタイプレートに作用する力を測定して求めた。なお、本年度の実験では、フランジ厚をパラメータにとり、シアコネクタ基部での局所的な変形を重点的に調べた。シアコネクタにせん断力が作用すると、シアコネク自身の変形の他に、その基部のフランジが局所的な曲げモーメントを受け回転することとなる。シアコネクタの頂部の水平変位(鋼板とコアコンクリートの間におけるすべり変位量を表す)は、この両者によって表現することができることから、フランジ剛性によって大きく影響するものと予想される。実験における測定結果から、両者の影響によるすべり変位量を算出したところ、基部の回転によって生じるすべり変位量はフランジ鋼板の厚さが小さくなる程、大きいことが明らかとなった。また、シアコネクタ自身の変形によるすべり変位量に比べれば、基部回転の影響によるすべり変位量は相対的に小さく、両者の影響を足し合わせたすべり変位量にはそれほど大きな差が無いことが明らかとなった。なお、これまでに、シアコネクタの厚さ・高さ、コンクリートの圧縮強度、伝達せん断力と拘束力(上方からの圧縮力)の比をパラメータとした実験を行っており、それらの影響を全て取り入れた力学モデルを構築する予定である。力学モデルでは、シアコネクタの伝達せん断力-すべり関係を降伏時までとらえ、サンドイッチ構造のFEM解析にコンクリートと鋼板の界面に接合要素として取り入れることができるよう配慮する。また、シアコネクタの降伏によるせん断伝達耐力も、この力学モデルから与えることができるものである。

通过实验研究了钢质混凝土三明治结构成员中钢剪切连接器的变形特性。通过使用相同的形状和尺寸的剪切连接器在拉伸钢板和梁成员的压缩钢板上以相等的间隔，相等的间隔布置的相同形状和尺寸的剪切连接器进行实验。用法兰的拉伸力分布计算出作用于每个剪切连接器的透射剪切力，并通过测量作用在排列在同一位置的绑带板上的力来确定约束压缩力。在今年的实验中，我们使用法兰厚度作为参数，以专注于剪切连接器底部的局部变形。当将剪切力施加到剪切连接器上时，除了变形剪切连接器本身外，其底部的法兰还会经历局部弯曲矩并旋转。剪切连接器顶部的水平位移（表示钢板和芯混凝土之间的滑移位移量）可以通过两者表示，并且可以预期法兰刚度将产生重大效果。根据实验的结果，计算了由两者的影响引起的滑移位移量，并且很明显，随着法兰钢板的厚度的减小，底座旋转引起的滑移位移量变得更大。此外，已经揭示了，与剪切连接器本身的变形引起的滑移位移量相比，由于基本旋转影响而引起的滑移位移量相对较小，并且通过添加两者的影响而获得的滑移位移量没有太大差异。此外，我们已经使用剪切连接器的厚度和高度，混凝土的抗压强度以及透射剪切力和约束力（来自上方的压缩力）进行了实验，我们计划构建一种结合所有这些影响的机械模型。在力学模型中，捕获剪切连接器的剪切力滑移关系直到产量为止，并考虑到它可以在混凝土和钢板的界面上作为联合元件（在三明治结构分析）中将其掺入。此外，还可以通过此机械模型提供由于剪切连接器产生的剪切传输电阻。