Structural Performance Evaluation of Beam End Connections Subjected to Small Amplitude Cyclic Loading

本研究は、長周期地震動により多数回の繰返し荷重を受ける超高層鉄骨造建物を対象に、塑性率が１程度以下の比較的小さな変位振幅の繰返し荷重を受ける梁端接合部の限界性能を解明しようとするものであり、実験と解析の両面による検討を通じて、超高層建物の鉄骨梁の累積損傷の評価につながる成果を得ることを目的とする。この目的を達成するため、本年度は、試験体の設計、製作を進めると同時に、実験を実施する予定である試験フレームでセットアップなどが同様の鉄骨梁の実験が進行中であったので、この実験を利用して、き裂観察用のカメラの配置、性能および撮影方法の検討を行った。試験体の梁端は空間的な制約が多く、計測機器類も密集するため、理想的な位置にカメラを設置することができないが、試行錯誤の末、き裂の発生および進展状況をある程度の精度で観察できるカメラの配置および撮影方法を決定することができた。これと並行して、実験を模擬するための有限要素解析についても検討を進めた。小振幅の繰返し載荷を扱う場合は汎用プログラムに実装されている材料モデルでは実現象の再現精度に難があるので，材料構成則に関する既往の研究を参照しながら，特に小振幅の繰返し塑性ひずみを受ける場合の鋼材の弾塑性挙動を精度良く表現することのできる材料モデルを新たに考案した。さらに、この材料モデルのパラメータを適切に設定するために、Ｈ形鋼から切り出した丸棒試験片を用いた一軸繰返しの材料試験の計画を立て、当該試験を実施するための試験片、載荷治具、および変位計の設計、製作を行った。

本研究は、長周期地震動により多数回の繰返し荷重を受ける超高層鉄骨造建物を対象に、塑性率が１程度以下の比較的小さな変位振幅の繰返し荷重を受ける梁端接合部の限界性能を解明しようとするものであり、実験と解析の両面による検討を通じて、超高層建物の鉄骨梁の累積損傷の評価につながる成果を得ることを目的とする。この目的を達成するため、本年度は、試験体の設計、製作を進めると同時に、実験を実施する予定である試験フレームでセットアップなどが同様の鉄骨梁の実験が進行中であったので、この実験を利用して、き裂観察用のカメラの配置、性能および撮影方法の検討を行った。試験体の梁端は空間的な制約が多く、計測機器類も密集するため、理想的な位置にカメラを設置することができないが、試行錯誤の末、き裂の発生および進展状況をある程度の精度で観察できるカメラの配置および撮影方法を決定することができた。これと並行して、実験を模擬するための有限要素解析についても検討を進めた。小振幅の繰返し載荷を扱う場合は汎用プログラムに実装されている材料モデルでは実現象の再現精度に難があるので，材料構成則に関する既往の研究を参照しながら，特に小振幅の繰返し塑性ひずみを受ける場合の鋼材の弾塑性挙動を精度良く表現することのできる材料モデルを新たに考案した。さらに、この材料モデルのパラメータを適切に設定するために、Ｈ形鋼から切り出した丸棒試験片を用いた一軸繰返しの材料試験の計画を立て、当該試験を実施するための試験片、載荷治具、および変位計の設計、製作を行った。