局部座屈と横座屈の連成座屈を生じるH形鋼梁の塑性変形性能評価

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本研究ではH形鋼梁の耐力を低下させる要因となる局部座屈,横座屈の連成問題について検討している。現状の設計基準では局部座屈については幅厚比制限を,横座屈については細長比制限を個別に設けることで部材の設計耐力を規定している。しかし,この二つの座屈現象が連成して生じることは一般的にも認識されつつあり、両座屈の相関性が座屈耐力,変形能力に大きな影響を与えるものと思われる。そこで局部座屈と横座屈が連成するH形鋼梁を対象とし,静載荷実験を行った。試験体は連成座屈は局部座屈が先行した後,横座屈が生じる場合と局部座屈が先行しつつ,局部座屈波形が発声する細長比λyが60〜80,フランジ,ウェブ幅厚比がA〜Cランクに相当するH形鋼梁を選択し,このような連成座屈する梁については支配的な座屈現象を見極め,最大耐力後の崩壊メカニズムを把握した。さらに有限要素法による弾塑性大変形解析を行い,局部座屈と横座屈とが連成するH形鋼梁の塑性変形性能及び最大耐力後の劣化勾配を細長比,幅厚比の観点から定量的に把握した。細長比が等しくても,幅厚比の違いによりその崩壊性状は異なり,また変形性能が同程度の梁でも主たる崩壊性状が横座屈の場合,局部座屈と比較して耐力劣化勾配が急激になっている。そして崩壊性状の変化は梁の応力分布にも違いが生じることから,座屈発生後の局所的な応力集中する位置が異なっている。部材の形状による崩壊形式,塑性変形能力,耐力劣化勾配率の違いを幅厚比,細長比の観点から体系的に整理し,連成座屈を生じるH形鋼梁の保有耐力評価の指標とした。しかし、このようなH形鋼梁のエネルギー吸収能力は幅厚比従来の幅厚比,細長比では一義的に評価することはできないため,今後新たな指標の提示が必要となる。