Structural Performance Evaluation of Beam End Connections Subjected to Small Amplitude Cyclic Loading

小幅循环荷载梁端连接结构性能评估

基本信息

批准号：
22K20457
负责人：
佐藤恵治
金额：
$ 1.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、長周期地震動により多数回の繰返し荷重を受ける超高層鉄骨造建物を対象に、塑性率が１程度以下の比較的小さな変位振幅の繰返し荷重を受ける梁端接合部の限界性能を解明しようとするものであり、実験と解析の両面による検討を通じて、超高層建物の鉄骨梁の累積損傷の評価につながる成果を得ることを目的とする。この目的を達成するため、本年度は、試験体の設計、製作を進めると同時に、実験を実施する予定である試験フレームでセットアップなどが同様の鉄骨梁の実験が進行中であったので、この実験を利用して、き裂観察用のカメラの配置、性能および撮影方法の検討を行った。試験体の梁端は空間的な制約が多く、計測機器類も密集するため、理想的な位置にカメラを設置することができないが、試行錯誤の末、き裂の発生および進展状況をある程度の精度で観察できるカメラの配置および撮影方法を決定することができた。これと並行して、実験を模擬するための有限要素解析についても検討を進めた。小振幅の繰返し載荷を扱う場合は汎用プログラムに実装されている材料モデルでは実現象の再現精度に難があるので，材料構成則に関する既往の研究を参照しながら，特に小振幅の繰返し塑性ひずみを受ける場合の鋼材の弾塑性挙動を精度良く表現することのできる材料モデルを新たに考案した。さらに、この材料モデルのパラメータを適切に設定するために、Ｈ形鋼から切り出した丸棒試験片を用いた一軸繰返しの材料試験の計画を立て、当該試験を実施するための試験片、載荷治具、および変位計の設計、製作を行った。

这项研究旨在阐明横梁末端接头的限制性能，该梁端接头因长期周期地震运动而受到多个循环载荷的重复载荷，并遭受相对较小的位移量的重复载荷，可塑性量约为1或更少。这项研究的目的是获得结果，从而通过实验和分析评估对超高层建筑物的钢框架梁的累积损害。为了实现这一目标，今年我们正在研究设计和制造测试标本，并在计划进行的测试框架上进行了类似设置和其他功能的钢梁进行实验，因此我们使用此实验来研究裂纹观测相机的布局，性能，性能和摄影方法。尽管样品的光束末端受到许多空间约束的约束，并且测量设备在茂密的位置填充，但在反复试验之后，无法将相机安装在理想位置，但可以确定摄像机的布置和照相方法，这些方法可以观察到裂缝发生和进展情况，并具有一定程度的准确性。同时，我们还研究了有限元分析以模拟实验。在处理小幅度的重复负载时，在通用程序中实施的材料模型在复制实际现象方面很难，因此，在参考先前对材料成分规则的研究时，我们设计了一种新的材料模型，可以准确地表达出钢材材料的弹性行为，尤其是在小小的放流器的重复塑性劳动时，尤其是在造成小型塑料的弹性行为。此外，为了正确设置该材料模型的参数，采用了从H形钢切割的圆条测试样品，进行了单轴重复的计划，并进行了测试样品，装载夹具和用于执行测试的位移仪的设计和制造。