来るべき巨大地震に対する鋼構造柱梁接合部の亀裂発生予防法と破断寿命診断法の開発

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本研究では，鋼構造柱梁接合部（梁端接合部および柱端接合部）の亀裂発生感度と累積損傷・変形性能の関係を体系的な実験・解析により定量化することを目的としている．研究１年目である令和４年度は，まずは予算規模にあわせたシナリオの再検討を行った．次に，接合部の亀裂発生感度を評価するための指標として，平面保持を仮定した平均歪に対する亀裂発生点の局所歪の比である歪集中係数に着目した種々の検討を行った．梁端接合部については，梁端フランジ接合部に溶接欠陥を有する既往実験のデータベースを作成し，欠陥による変形能力の低下率とWES2808による歪集中係数を考慮した亀裂特性寸法との関係を把握した．検討結果から，既往の変形能力予測法と歪集中係数を組み合わせることで，汎用的なサイズの梁については，予測値の８割で実験値を概ね安全側に評価できる成果が得られた．しかし，スカラップ有無や梁とパネルの部材間耐力比などをパラメータとした数値解析を行ったところ，スカラップ有無により梁端フランジ板要素に作用する二次曲げ性状が大きく異なることが判明し，スカラップ有無とエンドタブ形式（固形／スチール）が歪集中係数に及ぼす影響については，複合的な評価が必要であることを示唆する結果が得られた．柱端接合部については，過去に実施した載荷実験の再現解析を行い，溶接止端部の形状寸法および材料特性分布を精緻に反映した解析モデルの再現性を確認した．次に母材と溶接部の強度比，溶接部の止端形状，コラム寸法・形状（ポアソン効果）をパラメータとした数値解析を行い，それらの因子と歪集中係数の関係を定式化し，延性亀裂発生条件に基づく溶接金属への要求強度評価法を構築することに成功した．