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

应对特大地震的钢结构柱梁节点裂纹预防方法及断裂寿命诊断方法的开发

基本信息

批准号：
22H01633
负责人：
中野達也
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Utsunomiya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

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．

这项研究旨在通过系统的实验和分析来量化裂纹入射敏感性与累积损伤和累积损伤和变形性能之间的关系。在研究的第一年，我们首先重新审查了与预算规模相匹配的方案。接下来，进行了各种研究，以评估连接处的裂纹启动灵敏度，重点是应变浓度系数，这是裂纹启动点处局部应变的比率与假定在平面上维持的平均应变的比率。关于光束末端接头，创建了梁端端法兰接头中焊接缺陷的先前实验数据库，并确定了由于缺陷而引起的变形容量降低速率与裂纹特性尺寸的关系之间的关系，考虑到WES2808的应变浓度系数。从研究的结果来看，通过结合先前的变形能力预测方法和应变浓度系数，我们能够获得结果，使我们能够在总通用大小梁的安全方面评估实验值，并具有预测值的80％。 However, when numerical analysis was performed using parameters such as the presence or absence of scallop and the strength ratio between beam and panel members, it was found that the quadratic bending properties acting on the beam end flange plate elements differed significantly depending on the presence or absence of scallop, and results suggest that a complex evaluation is necessary for the effects of scalloping and the end tab type (solid/steel) on the strain concentration coefficient.关于柱端接头，我们对过去的加载实验进行了再现分析，并确认了分析模型的可重复性，这准确反映了焊缝的形状尺寸和材料属性分布。接下来，我们使用基本材料和焊缝截面的强度比，焊缝截面的脚趾形状以及柱尺寸和形状（Poisson效应）作为参数进行了数值分析，并制定了这些因子与应变浓度系数之间的关系，并成功地构建了一种基于Ductile Crack Intifience Inifuction Inifucion Inifucion Inifucion的焊接金属的方法。