鋼橋連結部の合理化構造に関する研究

钢桥连接结构合理化研究

• 批准号: 18J15508
• 负责人: 森山 仁志
• 金额: $ 1.58万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J15508/
• 关键词: 高力ボルト摩擦接合継手; 支圧強度; 支圧耐力; 変形支圧限界状態

本研究の目的は，鋼I桁摩擦接合連結部のすべり限界から破断に至るまでの挙動を解明し，使用限界をフランジ継手とウェブ継手の協働作用を考慮したすべり限界とし，終局限界をボルト孔の変形量を指標とした変形支圧限界とする，鋼橋連結部の限界状態設計法を提案することである．そして，その設計法をもとに，ボルトの脆性破断が発生せず，支圧による耐力上昇と塑性変形能を期待できる桁連結構造を提案することである．平成30年度は，高力ボルト摩擦接合継手の要素引張試験を行い，ボルト配置が高力ボルト摩擦接合継手のすべり後挙動に及ぼす影響を検討した．試験パラメータはボルト配置間隔（ピッチp・縁りあき距離e2・ゲージg）とし，端しあき距離e1 = 2.5d（d：ボルト軸平行部径）・板幅・板厚などのその他の条件は一定とした．ピッチp≧3.5d，縁りあき距離e2 ≧2.5dの範囲で変化させた．実験結果より，すべての試験体で一番初めに降伏した部位から破断が確認され，継手の最大荷重とボルト配置間隔の相関関係も破壊モードごとで変化した．したがって，今後は継手の最大荷重と変形性能が最大となる破壊モードをパラメトリック解析により明らかにし，それを踏まえて，支圧耐力評価式と最適なボルト配置間隔を提案する．本試験で対象としたボルト配置間隔においては，ボルト孔の変形量がボルト軸径の10%に到達したとき（支圧限界状態）の支圧応力が母板の降伏点の3倍以上となり，高い支圧応力を期待できることがわかった．したがって，現行の設計基準における配置間隔の制限範囲内で母板の断面構成（板幅・板厚）・ボルト本数・配置間隔などを調整すれば，実際の桁連結部においても高い支圧耐力を期待できる可能性があるといえる．今後，鋼I桁摩擦接合連結部の曲げ試験により桁連結部のすべり後挙動を検討する予定である．

本研究的目的是阐明钢工字梁摩擦焊接连接从滑移极限到断裂的行为，将使用极限设定为考虑翼缘接头和腹板接头协同作用的滑移极限，并本研究的目的是提出一种以孔变形量为指标确定变形承载压力极限的钢桥连接极限状态设计方法。基于这种设计方法，我们将提出一种梁连接结构，该结构不会导致螺栓脆性断裂，并且可以预期由于承载压力而具有更高的屈服强度和塑性变形能力。 2018财年，对高强度螺栓摩擦焊接接头进行了单元拉伸试验，研究了螺栓布置对高强度螺栓摩擦焊接接头后滑移行为的影响。测试参数为螺栓排列间距（节距p、边距e2、规格g），以及边距e1 = 2.5d（d：平行于螺栓轴线的零件直径）、板宽度和板厚度It等其他条件。保持不变。节距在p≥3.5d且边缘距离e2≥2.5d的范围内变化。实验结果证实，所有试件均从第一屈服点断裂，并且接头最大载荷与螺栓布置间隔之间的相关性也根据失效模式而变化。因此，今后我们将通过参数分析来明确使接头最大载荷和变形性能最大化的失效模式，并在此基础上提出承载力评估公式和最佳螺栓布置间距。在本次试验目标螺栓间距下，当螺栓孔变形量达到螺栓轴直径的10%（承载压力极限状态）时，承载应力超过基板屈服点的3倍。发现可以预期高承载应力。因此，通过在现行设计标准规定的间距范围内调整母板的截面配置（板宽、板厚）、螺栓数量、间距等，可以在实际梁中实现较高的承载压力。可以说，存在着大有可为的可能性。未来，我们计划通过摩擦接头的弯曲试验来研究钢工字梁接头的后滑移行为。

项目成果

ボルト配置が高力ボルト摩擦接合継手のすべり後終局挙動に及ぼす影響

螺栓布置对高强螺栓摩擦焊接接头滑移后极限性能的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: 佐倉亮，森山仁志，山口隆司