極大地震を受ける冷間成形角形鋼管柱部材の不安定挙動の解明と座屈設計法の合理化

本研究の目的は，鋼構造建築物の柱材として広く使用される冷間成形角形鋼管部材などの正方形中空断面部材の不安定挙動を解明し，局部座屈に対する設計法を合理化することである．平成27年度では，以下の2つを検討した．1.　軸圧縮力を受ける正方形中空断面部材の局部座屈性状に及ぼす初期不整の影響実部材が有する初期不整を測定した上で，本年度では正方形中空断面部材の大変形挙動に及ぼす材料的初期不整と幾何学的初期不整の影響を解析によって詳細に検討した．その結果，大変形挙動に及ぼす板要素の元たわみの影響は大きく，材料特性の断面内変化と残留応力と角部曲率半径の影響は大きくないことを明らかにしている．さらに，初期不整の影響に対する知見を踏まえ，最大耐力と塑性変形能力を解析によって検討し，これまでの実験結果も用いて，現在の幅厚比制限値が製造方法と鋼種が異なる正方形中空断面部材に対して妥当であることを示している．2.　曲げせん断力を受ける正方形中空断面部材の局部座屈性状まず，最大耐力と塑性変形能力の評価のために，部材形状である辺長比と荷重条件である加力角度や曲げモーメント勾配などに応じた弾性局部座屈耐力と全塑性耐力に基づく基準化幅厚比を提案している．また，曲げせん断力を受ける場合の大変形挙動に及ぼす初期不整の影響と荷重条件の影響を理解した上で，最大耐力と塑性変形能力を解析によって検討し弾性局部座屈耐力による基準化幅厚比を用いて評価している．さらに，これまでの実験結果を用いて，最大耐力と塑性変形能力に及ぼす繰返し荷重の影響を示している．曲げせん断力と軸圧縮力を受ける場合の大変形挙動を検討していないものの，以上の成果は正方形中空断面部材の局部座屈性状の決定要因を明らかにしたものであり，本研究によって曲げせん断力を受ける場合の構造性能を部材形状や荷重条件などに応じた形で合理的に予測することが可能になる．

本研究の目的は，鋼構造建築物の柱材として広く使用される冷間成形角形鋼管部材などの正方形中空断面部材の不安定挙動を解明し，局部座屈に対する設計法を合理化することである．平成27年度では，以下の2つを検討した．1.　軸圧縮力を受ける正方形中空断面部材の局部座屈性状に及ぼす初期不整の影響実部材が有する初期不整を測定した上で，本年度では正方形中空断面部材の大変形挙動に及ぼす材料的初期不整と幾何学的初期不整の影響を解析によって詳細に検討した．その結果，大変形挙動に及ぼす板要素の元たわみの影響は大きく，材料特性の断面内変化と残留応力と角部曲率半径の影響は大きくないことを明らかにしている．さらに，初期不整の影響に対する知見を踏まえ，最大耐力と塑性変形能力を解析によって検討し，これまでの実験結果も用いて，現在の幅厚比制限値が製造方法と鋼種が異なる正方形中空断面部材に対して妥当であることを示している．2.　曲げせん断力を受ける正方形中空断面部材の局部座屈性状まず，最大耐力と塑性変形能力の評価のために，部材形状である辺長比と荷重条件である加力角度や曲げモーメント勾配などに応じた弾性局部座屈耐力と全塑性耐力に基づく基準化幅厚比を提案している．また，曲げせん断力を受ける場合の大変形挙動に及ぼす初期不整の影響と荷重条件の影響を理解した上で，最大耐力と塑性変形能力を解析によって検討し弾性局部座屈耐力による基準化幅厚比を用いて評価している．さらに，これまでの実験結果を用いて，最大耐力と塑性変形能力に及ぼす繰返し荷重の影響を示している．曲げせん断力と軸圧縮力を受ける場合の大変形挙動を検討していないものの，以上の成果は正方形中空断面部材の局部座屈性状の決定要因を明らかにしたものであり，本研究によって曲げせん断力を受ける場合の構造性能を部材形状や荷重条件などに応じた形で合理的に予測することが可能になる．