鋼構造部材の塑性変形能力に及ぼす各種鋼素材が有する機械的性質の影響

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鉄骨部材の塑性変形を確保するための規定の一つに幅厚比規定がある。本研究はこの幅厚比規定の中に盛り込まれているF値の適切な定義の仕方に対して考察を加えたものである。特に高張力鋼に対して適切なF値(以後,規定応力度)の定義法を確立することを目的とした。また鉄骨部材の塑性変形能力を決定づける鋼材の機械的性質の中で重要な要因は,降伏応力度にかぎるものではないく,特にひずみ硬化勾配,ひずみ硬化開始ひずみ等は部材の塑性変形能力に大きく影響を及ぼす要因であることに着目して研究を進めてきた。昨年度は590N/mm^2級高張力鋼を対象として簡単な数値解析及び載荷実験を行った。これらを通して通常塑性変形能力が期待できるとされている程度の幅厚比のフランジ板要素における局部座屈発生ひずみに対して考察を加え,材料の引張試験結果から得られる応力ひずみ関係を用いて規定応力度の定義法を決定した。ここで規定応力度は,申請者があらたに定義した材料定数であり,これにより実態ととしてに部材の塑性変形能力を簡便に評価されうる因子である。本年度は,昨年得られた規定応力度定義法を現在建築の分野で使用されている鋼材に対しても適応可能かどうかについて検討を加えた。まず400N/mm^2級から780N/mm^2級の現行使用されている鋼材の引張実験により,それらの材料特性の取りうる範囲を明らかにした。この材料特性の取りうる範囲を踏まえた上でで,載荷実験と数値解析により,現行使用されている鋼材の全種類にわたり本研究で提案する規定応力度を用いることで統一的に部材の塑性変形能力が評価できることを示した。さらに部材の塑性変形能力に影響を及ぼすであろう材料特性のうち,降伏応力度,降伏棚野長さ及びひずみ硬化勾配に注目し,パラメトリックな数値解析を通して,これらの影響を把握し塑性変形能力との関係を明らかにした。