ねじりを受ける合成部材の力学特性に関する研究 第 9章 解析結果

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９．解析結果

９．１ 正方形断面鋼殻柱

正方形断面鋼殻柱の有限要素法解析結果を図 9.1～図 9.3 に示す。鋼殻柱 3体の中で

鋼板の厚さが 3.2mmの RS32 部材を対象に行った解析結果をここに示す。図 9.1 には終

局の解析結果を示している。それから、図 9.2 と図 9.3には降伏直前と降伏後の応力と

変位の状況を表している。最後に図 9.4 には端部 4ヶ所の荷重と変位の関係を示す。

図 9.1 最終計算時の鋼殻柱の解析結果

(a) 降伏後 (b) 降伏前

図 9.2 鋼殻柱の応力状況

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(a) 降伏後 (b) 降伏前

図 9.3 鋼殻柱の変位状況

（ここに、荷重段階６は約 30ｋN を示す）

図 9.4 鋼殻柱の荷重と変位の関係

荷重段階 荷重段階

荷重段階 荷重段階

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９．２ 正方形断面コンクリート充填鋼殻柱

コンクリート充填合成柱 3体の中で鋼板の厚さが 4.5mmの RH45供試体を対象に行っ

た解析結果を示す。

９．２．１ 合成柱の応力と変位の状況とひずみ性状

最終計算時の応力と変位の状況及び、ひずみ性状を図 9.5～図 9.7 に示す。

図 9.5 最終計算時の合成柱全体の応力状況

図 9.6 最終計算時の合成柱全体の変位状況

図 9.7 最終計算時の合成柱全体のひずみ性状

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９．２．２ 鋼板の応力と変位の状況及びひずみ性状

最終計算時、合成柱での鋼殻柱だけの応力と変位の状況およびひずみ性状を図 9.8～

図 9.10 に示す。

図 9.8 最終計算時、合成柱での鋼殻柱だけの応力状況

図 9.9 最終計算時、合成柱での鋼殻柱だけの変位状況

図 9.10 最終計算時、合成柱での鋼殻柱だけのひずみ性状

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９．２．３ 充填コンクリートの応力と変位の状況及びひずみ性状

最終計算時、合成柱での充填コンクリート柱だけの応力と変位の状況及びひずみ性状

を図 9.11～図 9.13 に示す。

図 9.11 最終計算時、合成柱での充填コンクリート柱だけの応力状況

図 9.12 最終計算時、合成柱での充填コンクリート柱だけの変位状況

図 9.13 最終計算時、合成柱での充填コンクリート柱だけのひずみ性状

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９．２．４ 充填コンクリートの各方向の応力状況

充填コンクリート柱における各方向の応力の状況を図 9.14 に示す。

(a) σx

(b) σy

(c) τ

図 9.14 充填コンクリート柱における各方向の応力の状況

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９．２．５ 充填コンクリートの各方向のひずみ性状

充填コンクリート柱における各方向のひずみ性状を図 9.15 に示す。

(a) εx

(b) εy

(c) γ

図 9.15 充填コンクリート柱における各方向のひずみ性状

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９．２．６ 充填コンクリートのひび割れ状況

図 9.16 には、低荷重段階における充填コンクリートのひび割れ発生状況を示す。な

お、最終計算時の充填コンクリートのひび割れ性状を図 9.17 に示す。

図 9.16 低荷重段階における充填コンクリートのひび割れ発生状況

図 9.17 最終計算時の充填コンクリートのひび割れ性状

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９．３ 円形断面鋼管柱

円形断面鋼管柱の有限要素法解析結果を図 9.18～図 9.20 に示す。鋼管柱 3体の中で

鋼板の厚さが 4.0mm の CS40 部材を対象に行った解析結果をここに示す。図 9.18 には終

局の解析結果を示している。それから、図 9.19 と図 9.20 には降伏直前と降伏後の応力

と変位の状況を表している。最後に図9.21には端部4ヶ所の荷重と変異の関係を示す。

図 9.18 最終計算時の鋼管柱の解析結果

(a) 降伏後 (b) 降伏前

図 9.19 鋼管柱の応力状況

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(a) 降伏後 (b) 降伏前

図 9.20 鋼管柱の変位状況

図 9.21 鋼殻柱の荷重と変位の関係

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９．４ 円形断面コンクリート充填鋼管柱

コンクリート充填合成柱 3体の中で鋼板の厚さが 4.0mmの CH45供試体を対象に行っ

た解析結果を示す。

９．４．１ 合成柱の応力と変位の状況とひずみ性状

最終計算時の応力と変位の状況及びひずみ性状を図 9.22～図 9.24 に示す。

図 9.22 最終計算時の合成柱全体の応力状況

図 9.23 最終計算時の合成柱全体の変位状況

図 9.24 最終計算時の合成柱全体のひずみ性状

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９．４．２ 鋼板の応力と変位の状況及びひずみ性状

最終計算時、合成柱での鋼管柱だけの応力と変位の状況およびひずみ性状を図 9.25

～図 9.27 に示す。

図 9.25 最終計算時、合成柱での鋼管柱だけの応力状況

図 9.26 最終計算時、合成柱での鋼管柱だけの変位状況

図 9.27 最終計算時、合成柱での鋼管柱だけのひずみ性状

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９．４．３ 充填コンクリートの応力と変位の状況及びひずみ性状

最終計算時、合成柱での充填コンクリート柱だけの応力と変位の状況及びひずみ性状

を図 9.28～図 9.30 に示す。

図 9.28 最終計算時、合成柱での充填コンクリート柱だけの応力状況

図 9.29 最終計算時、合成柱での充填コンクリート柱だけの変位状況

図 9.30 最終計算時、合成柱での充填コンクリート柱だけのひずみ性状

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９．４．４ 充填コンクリートの各方向の応力状況

充填コンクリート柱における各方向の応力の状況を図 9.31 に示す。

(a) σx

(b) σy

(c) τ

図 9.31 充填コンクリート柱における各方向の応力の状況

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９．４．５ 充填コンクリートの各方向のひずみ性状

充填コンクリート柱における各方向のひずみ性状を図 9.32 に示す。

(a) εx

(b) εy

(c) γ

図 9.32 充填コンクリート柱における各方向のひずみ性状

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９．４．６ 充填コンクリートのひび割れ状況

図 9.33 には、低荷重段階における充填コンクリートのひび割れ発生状況を示す。な

お、最終計算時の充填コンクリートのひび割れ性状を図 9.34 に示す。

図 9.33 低荷重段階における充填コンクリートのひび割れ発生状況

図 9.34 最終計算時の充填コンクリートのひび割れ性状