Iwata Mamoru

Murai Masatoshi

Tadokoro Atsushi

Yamashita Tetsuo

山下 哲郎

岩田 衛

村井 正敏

田所 敦志

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Article研究報告書ページ(143)-(144)学術フロンティア研究プロジェクト(2005年度～2009年度)　2008年度　研究成果報告書research repor

田所, 敦志

Tadokoro, Atsushi

山下, 哲郎

Yamashita, Tetsuo

村井, 正敏

Murai, Masatoshi

岩田, 衛

Iwata, Mamoru

KANAGAWA University Repository

22449 日本建築学会大会学術試演梗概集(中国) 2008年 9月鋼モルタル板を用いた座屈拘束ブレー スの骨格曲線と耐力上昇座屈拘束ブレース 骨格曲線 塑性率鋼種 耐力上昇率 降伏比1.はじめに座屈拘束ブレースを用いた構造では､ブレース接合部は降伏後のひずみ硬化による耐力上昇を考慮して設計する必要がある｡ここでは単純に耐力上昇を推定する一つの手段として骨格曲線 1)に注目する｡過去の繰返 し加力実験で得た荷重変形関係より骨格曲線を抽出しその基本的な性質を示すと共に､地震応答時の芯材の最大歪と対応する耐力上昇率の一つの目安を提示する｡2.試験体と試簾結果図 1に試験体形状を､表 1に試験体一覧を､表 2に芯材の機械的性質を､図 2に加力波形を示す｡載荷は静的漸増繰返 し載荷とする｡表 3に実験結果および性能評価を示す｡Wは Etを降伏荷重と降伏変形で無次元化した値である｡骨格曲線は試験から得 られた履歴ループを基に､前ループよりも荷重が増加 した分を繋ぎ(図3)作成 した｡図 1 試験体形状表 1試験体一覧正会員 ○田所敦志*同 山下哲郎**同 村井正敏***同 岩田衛****3.骨格曲線の性質3.1 降伏比の影響図 4に試験体の骨格曲線を示す｡縦軸の軸耐力は降伏耐力､横軸は降伏変形で無次元化 した｡降伏比と引張側の最大耐力は負の相関を示 し､表 4に示すように､最大耐力の降伏耐力に対する比 (耐力上昇率)は概ね降伏比の逆数と等しく､降伏比が低い鋼材ほど高い耐力上昇を示す｡3.2 圧縮側と引張側の差異図 6より明白なように､圧縮側と引張側では骨格曲線は大きく異なり､圧縮側の耐力上昇は大きく最大耐力に至る累積変形は小さい｡その理由として以下2点が考えられる｡① 圧縮側では座屈拘束区間内おける芯材の高次座屈により､芯材と座屈拘束材の接触､摩擦 (図 5)が発生して座屈拘束材が軸力の一部を負担 してしまう｡芯材と座屈拘束材のクリアランスが大きい S62試験体で特に耐力上昇が大きいのは､芯材と座屈拘束面の隙間が大きいため芯材の湾曲も大きく､拘束材のモルタル-の食い込みが強固なことによると推定される｡② 体積変化を拘束されることにより素材 自身に引張時を越えた耐力上昇が発生する｡試廉体名 芯材 ■束材 ケノアランスPE/P,鋼種 材長 幅 厚さ 断面積 幅厚比 PV 幅 高さ lx10一 PErTlrTlrTlrTlnlrn 2mm kN rnrTl mm IrTlrn kN rTlrnS60 SN40082351132 22 2904 6_0 815 159_2 45 465.9 1702 1_0 2_1S62 176 16 2816 1ー_0 740 200_0 50 705 2581 5_0 3.5S64 176 16 2816 1ー_0 889 200_0 65 1288 4715 1_0 5.3S66 104 12 1248 8ー7 368 3ーー_2 47 251 919 1.0 2.5S69 64 16 1024 4_0 310 9一.2 30 115_9 424 1.0 L4し70-ー LY225 176 16 28ー6 ll,0 623 203.2 6ー 947_6 3469 1.0 9_32 05 1680 6_6 71 1 gP,‥降伏荷重 pE座屈荷重表3実験結果及び性能評価帆∧ Ⅲ 八八Eノ3;_e2g3),59も75_II.0%L≡王の歪E V VVVⅢ VVSke一etoncuⅣeandincreaseofstrengthduetostrainhardeningorbucklingrestrainedbraceuslngSteelmortarplanks-897-(143)TADOKOROAtsushi,YAMASHITA,TetsuoMURAIMasatoshiIWATAMamoru表 4耐力上昇率引張側書式験体名 最大耐力 降伏耐力 Ap 降伏比 α AP/αkN kN % 1/%S60 2ー25 815 1_50 60.4 0_017 90.7S62 1134 740 1.53 62,2 0_016 95,3S64 1261 889 1_42 63_9 0.016 90.7S66 523 368 1_42 66.3 0_0ー5 94.1S69 425 310 1_37 69.5 0_014 95.2L72-1 889 623 1.43 72,0 0.014 102.8し72-2 549 371 1.48 72.0 0.014 106.4∠】P･耐力上昇率 α:1/降伏比試5実体名 最大耐力 降伏耐力 AP 降伏比 α ∠dP/αkN kN % 1′%S60 1311 815 1.61 60_4 0.017 97S62 1259 740 1.70 62_2 0.016 106S64 1378 889 1,55 63_9 0.016 99S66 586 368 1,59 66.3 0.015 105S69 469 310 1.51 69_5 0.014 105L72-1 1058 623 1.70 72_0 0.0ー4 122し72-2 620 371 1.67 72.0 0.014 1203.3 材料による曲線形状の差図 7にほぼ同じ降伏比の SN材とLY材の骨格曲線を重ねて示すo LY 材は引張側の骨格曲線の伸びが大きく､変形性能に優れた材料であることがわかる｡4 耐力上昇について接合部の設計の際､耐力上昇は圧縮側で評価する必要がある｡地震応答における骨格部累積変形が評価できればここで示 した骨格曲線から耐力上昇率を推定できる｡例えば文献 2)は最大変形から座屈拘束ブレースの累積塑性歪とその骨格部比率が概略推定できることを示 しているが､ここでは､用いた加力波形 (図 2)そのものから経験的にブレース塑性化部の最大歪に対応する耐力上昇率を図 8に示す｡図は SN､Ⅰ∬ それぞれの材料で最も降伏比の低い試験体の結果を用いており､示 した耐力上昇率図4骨格曲線HElt rllt0 20406080100120140I長船 校地 接地図 5高次の座屈モードPE′′ ′E Ey0 10 20 30 40 50(a)S62150.5は接合部設計の際､一つの目安となるであろう. 155.まとめ鋼モルタル板を用いた座屈拘束プレースの振幅漸増加力試験結果から骨格曲線を抽出し､その基本的性質と耐力上昇の一つの目安を示 した｡耐力上昇は概ね圧縮耐力で決まり､降伏比 0.60の SN400B では､芯材塑性化部ひずみ 1%に対し上昇率 1.19､2%で 1.44､3%で 1.59､降伏比 062の LY225では､ 1%に対し 1.26,2%で 1.52､3%で1.77となる｡ただ し､圧縮側の結果は座屈拘束方法に大きく依存すると考えられるため､他の形式の座屈拘束プレースで同様の結果を得るかどうかは不明である｡PE/E Ey0 10 20 30 40 50(b)S66PEPy′Ey0 20406080100120140 -2(C)し72-1図6圧縮一引張関係図 7鋼種関係PE/y て71∩礼lB% 2!,0 3.1ク 30%EEy01020304050(a)S60PEe1".-11.0%0%lU7bJ.Uトl7EEy20 60 100 14(b)し62図8耐力上昇率参考文献l) 加藤､秋山 :鋼構造部材の耐力 (その 4)､AIJ論文報告集 NO.】51､pp.15-20､昭和 43年 9月2) 竹内､宮崎 :骨組に配置された座屈拘束プレー スの累積変形予測､AIJ構造系論文集No.603､pp.155-162､2006/5神奈川大学大学院博士前期過程 Graduateschool,KanagawaUnivercity'書 工学院大学建築学科准教授 博士 (工学) ** Assoc.prof,Dept.ofArchlteCtureaTldBuldmgEngineenng,KogakuinUnlVerClty,DrENGH*神奈川大学工学部建築学科 主任技術員 … * TechnlCian,°ept.ofArchlteCtlreandBuldmgEnglneerlng,KanagawaUnlVerClty***'神奈川大学工学部建築学科 教授 工学博士 … * profDeptofArchlteCtureandBuildingEnglneenng,KanagawaUnlVerCltyDrENG-898-(144)

22449　鋼モルタル板を用いた座屈拘束ブレースの骨格曲線と耐力上昇

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22449　Skeleton curve and increase of strength due to strain hardening of buckling restrained brace using steel mortar planks

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