抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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1.はじめに:非常に強い地動の下では,鋼部材の破壊および/または座屈による強度劣化のため,鋼モーメントフレームの完全な崩壊が発生する可能性がある。日本で最も使用されている正方形中空断面(SHS)柱の劣化挙動をシミュレートすることは,鋼モーメントフレームの完全な崩壊挙動を明らかにするために最も重要である。関連する研究において,マルチスプリングモデル(MSモデル)は,低い計算コストで高精度の結果を達成することができるので,完全崩壊解析のためにしばしば採用される。本論文では,過去の研究で扱われていない冷間プレス成形SHSのためのMSモデルを構築する手順を提案した。2.マルチスプリングモデルの概要:図1で示したように,MSモデルは弾性バー要素と多ばね要素から成る。多ばね要素は,2つの剛体板の間に挿入された複数の一軸ばねの構成体である。一軸ばねの軸力-変形関係を次の規則を考慮してモデル化した。1)SHSの平板領域と角部領域の間の材料特性にはいくつかの違いが存在する。2)局部座屈後の履歴曲線において,除荷中の剛性は弾性剛性より小さくなり滑り挙動が生じる。3)一軸ばねの塑性変形は,塑性散逸エネルギーの等価性を考慮して,塑性領域または局部座屈領域における縦塑性歪から変換される。3.軸方向力の下での短柱の応力-ひずみ関係の定式化:短柱の局部座屈後の応力-ひずみ関係を明らかにするために,短柱の有限要素法(FEM)解析を軸力のみで行った。解析パラメータは,幅厚比,アスペクト比および繰返し載荷要領である。単調圧縮軸力と繰返し軸力の下での応力-ひずみ関係に関する観察に基づいて,図7と11に示したように,おおよその応力-ひずみ関係を定義するいくつかのパラメータを定式化した。4.MSモデルの一軸ばねの力-変形関係の変換:第3章で代表される応力-ひずみ関係から一軸ばねの力-変形関係に変換するために,以下のことを考慮しなければならない。1)柱端部における軸方向強度は,溶接による柱の周辺歪の拘束のため,一軸応力下の強度よりも大きい。2)MSモデルの一軸ばねの強度は,曲げモーメント分布に基づいて,局部座屈領域で定義された応力から増幅される。3)MSモデルの一軸ばねの塑性変形は,全塑性領域あるいは全局部座屈領域の塑性散逸エネルギーをMSモデルのそれと一致させるために得られる。5.提案したMSモデルの有効性確認:提案したMSモデルの精度を確認するために,MSモデルによる解析結果を,FEM解析結果または過去の研究における試験結果と比較した。MSモデルによる多くの結果は,幅厚比が小さくない限り,FEM結果および試験結果と良く一致した。6.結論:結果として,提案したMSモデルは局部座屈による冷間プレス成形SHS柱の劣化挙動シミュレーションに有効であることを明らかにした。さらなる研究において,MSモデルは他の種類のSHS柱に適応するために修正されなければならない。(翻訳著者抄録)
