Evaluation of weld defects in steel buildings

钢结构建筑焊缝缺陷的评估

基本信息

批准号：
20H02297
负责人：
田中剛
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は，溶接欠陥が構造性能に与える影響を構造実験により把握した上で力学的に解明し，合理的な判定ルールに基づいた検査規準を構築することである。2020～2021年度では，梁にH-500×200×10×16（SN490B），柱に350×350×16（BCR295）を用い，梁と柱を通しダイアフラム形式で接合したT字形試験体（中型断面）を対象として，溶接欠陥の寸法形状および開先形状を実験因子とて18体の載荷実験を実施した。2022年度では，破壊現象を検討する上で必要不可欠となるスケールエフェクトを実験的に確認するため，梁にH-800×300×16×28（SN490B），柱に550×550×25（BCP325）を用いた大型断面に対する載荷実験を計画した。これまでの中型断面試験体に対する寸法比は，約1.6である。工場溶接形式を想定した外開先の溶接部の始終端に，鋼片を挿入することにより人工的な欠陥を設けた。実験因子は，溶接欠陥の寸法（欠陥高さh，欠陥長さL）である。①欠陥無し，②h=8mm,L=8mm，③h=16mm,L=8mm，④h=24mm,L=8mm，⑤h=31mm,L=8mm，⑥h=8mm,L=24mm，の6体の試験体を製作した。欠陥寸法については，中型試験体の欠陥寸法に対する寸法比を1.6とした。また，同時に溶接部の機械的性質を調べるために，溶接継手試験体も製作した。溶接はCO2ガスシールドアーク溶接（YGW11）により行い，積層方法は7層10パスである。溶接施工時には，電流，電圧，溶接速度およびパス間温度を計測した。載荷は，梁の全塑性モーメントbMpに対する弾性変形角bθpを基準とし，変位振幅3bθpによる一定振幅の正負交番繰返し載荷とし，梁端接合部が破断するまで載荷した。溶接部に発生する亀裂の発生個所および亀裂の進展状況に着目して，詳細な記録を残した。

本研究的目的是通过结构实验了解焊接缺陷对结构性能的影响，并对其进行机械阐明，并基于理性判断规则制定检验标准。 2020-2021年，我们使用H-500 x 200 x 10 x 16（SN490B）作为梁，350 x 350 x 16（BCR295）作为柱，利用焊缝缺陷的尺寸和形状对18个试件进行了加载实验。和凹槽形状作为实验因素。在2022财年，为了通过实验确认在考虑断裂现象时至关重要的尺度效应，我们将使用H-800 x 300 x 16 x 28（SN490B）作为梁，使用550 x 550 x 25（BCP325）作为柱。我们计划使用大横截面进行加载实验传统中等尺寸横截面样本的尺寸比约为1.6。通过在外部坡口的焊接部分的开始和结束处插入钢板来产生人为缺陷，假定这是工厂焊接类型。实验因素是焊接缺陷的尺寸（缺陷高度h、缺陷长度L）。六个试样：①无缺陷，②h=8mm，L=8mm，③h=16mm，L=8mm，④h=24mm，L=8mm，⑤h=31mm，L=8 mm， ⑥ h = 8 mm，L = 24 mm。关于缺陷尺寸，与中型试验片的缺陷尺寸的尺寸比设定为1.6。同时，还制作了焊接接头试件，以研究焊接接头的力学性能。焊接采用CO2气体保护电弧焊（YGW11），叠层方式为7层10道。在焊接过程中，测量电流、电压、焊接速度和道间温度。加载基于相对于梁的总塑性力矩bMp的弹性变形角bθp，并以恒定的位移幅值3bθp重复正负交替加载，直至梁端接头断裂。重点记录焊缝中出现裂纹的位置和裂纹的进展情况，并进行详细记录。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

H形断面梁端溶接部の亀裂進展に及ぼす溶接欠陥の影響－その1：工場溶接形式；欠陥高さを因子とした載荷実験－

焊接缺陷对H形截面梁端部焊缝裂纹扩展的影响第1部分：以缺陷高度为因素的加载试验

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
坂田宙斗;古川陽;山本涼，田中剛，上田遼，前田涼太，畔上進，的場耕，塚大空哉
通讯作者：
山本涼，田中剛，上田遼，前田涼太，畔上進，的場耕，塚大空哉

H形断面梁端溶接部の亀裂進展に及ぼす溶接欠陥の影響　その4：現場溶接形式；亀裂進展状況および塑性変形能力

焊接缺陷对H形截面梁端部焊缝裂纹扩展的影响第4部分：现场焊接裂纹扩展状态和塑性变形能力；

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shehani Sharadha Maheepala;Shunji Fuchigami;Masashi Hatamoto;Takumi Akashi;Takahiro Watari;Takashi Yamaguchi;山本涼，田中剛，上田遼，畔上進，塚大空哉
通讯作者：
山本涼，田中剛，上田遼，畔上進，塚大空哉

H形断面梁端溶接部の亀裂進展に及ぼす溶接欠陥の影響　その 3：現場溶接形式；欠陥高さを因子とした載荷実験

焊接缺陷对H型截面梁端部焊缝裂纹扩展的影响第3部分：现场焊接类型：以缺陷高度为因素的加载试验

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takahiro Watari;Kenya Asano;Takanori Omine;Masashi Hatamoto;Nobuo Araki;Kazuhisa Mimura;Akihiro Nagano & Takashi Yamaguchi;上田遼，田中剛，山本涼，畔上進，塚大空哉
通讯作者：
上田遼，田中剛，山本涼，畔上進，塚大空哉

Ｈ形断面梁端溶接部の亀裂進展に及ぼす溶接欠陥の影響－工場溶接形式の場合－

焊接缺陷对H形截面梁端部焊缝裂纹扩展的影响 - 以工厂焊接为例 -