載荷振幅が角形鋼管柱の劣化挙動に及ぼす影響の解明と履歴モデルの構築

阐明加载幅值对方钢管柱劣化行为的影响并构建滞后模型

• 批准号: 22K04392
• 负责人: 石田 孝徳
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04392/
• 关键词: 角形鋼管柱; 載荷振幅; 水平外力の作用方向; 局部座屈; 有限要素解析; 劣化挙動

本研究は、載荷振幅が角形鋼管柱の復元力特性の劣化性状に及ぼす影響や繰り返し変形性能の評価法を構築することを主な目的としている。既往研究では、構面内方向の挙動に関する検討は行われているが、地震荷重下のように柱に水平2方向外力が生じる場合において、載荷振幅が劣化挙動や繰り返し変形性能に及ぼす影響は明らかとなっていない。そこで研究初年度である2022年度では、載荷振幅が角形鋼管柱の構面外方向の挙動に及ぼす影響に着目して有限要素解析を行い、2023年度以降に実施する部材実験につながる検討を行った。有限要素解析では、片持ち柱の境界条件として、一定圧縮軸力下で水平方向に強制変形を与えた。解析パラメータは、水平外力の作用方向（構面内方向、構面内方向から22.5°または45°傾けた場合）、載荷振幅、幅厚比、軸力比とした。得られた主な知見として、(1)載荷振幅によらず水平外力の作用方向が構面内方向から45°方向に近づくにつれて、局部座屈の発生に伴う耐力劣化が緩やかとなること、(2)載荷振幅や水平外力の作用方向によらず、耐力劣化の度合いと局部座屈が生じた領域における鋼管板要素の中央での軸縮みとの関係は同様になることがわかった。2023年度以降に実施する実験については、有限要素解析の結果を踏まえて、実験パラメータの設定、計測計画の立案をしたほか、試験体の設計を行った。また、小振幅での多数回繰り返し載荷実験が効率的に実施できるように、計測装置や油圧ジャッキの制御装置の整備を行った。

This study aims to establish an evaluation method for the degradation behavior and the influence of load amplitude on the deformation performance of angular steel tubular columns. Previous studies have discussed the relationship between the in-plane motion and the horizontal 2-direction external force under seismic loading, and the degradation of the load amplitude, the deformation performance and the impact of the load amplitude. In 2022, the finite element analysis of load amplitude and out-of-plane motion of angular steel tube column was carried out, and in 2023, the component analysis was carried out. Finite element analysis, plate support, column boundary conditions, certain compression axial force, horizontal stress, shape and shape Analysis of the direction of horizontal external force (in-plane direction, in-plane direction: 22.5° or 45° inclination), load amplitude, amplitude-thickness ratio, axial force ratio (1) Load amplitude and horizontal external force acting direction: in-plane direction: 45° direction: local seat buckling occurs with tolerance degradation: slow down;(2) Load amplitude and horizontal external force acting direction: slow down; Endurance deterioration is caused by local seat buckling, field buckling, and axial contraction of steel tube plate elements. In 2023, the implementation of the project was completed, the results of finite element analysis were reviewed, the design of the project was reviewed, and the design of the test body was carried out. For small amplitude, most of the return load is effective, and the oil pressure of the measuring device and the control device are adjusted.