材料非線形性を考慮した過大な負圧荷重時と繰り返し荷重時の挙動の把握  -ETFEフィルムを用いた密閉型レンズ状二重空気膜構造の基本的力学性状に関する研究-

与那嶺仁志; 岡田章; 宮里直也; 廣石秀造; 中村咲瑛子

文献

J-GLOBAL ID：202002246250092543 整理番号：20A0750072

材料非線形性を考慮した過大な負圧荷重時と繰り返し荷重時の挙動の把握 -ETFEフィルムを用いた密閉型レンズ状二重空気膜構造の基本的力学性状に関する研究-

STUDY OF BEHAVIOR UNDER EXCESSIVE NEGATIVE PRESSURE AND CYCLIC LOADING CONSIDERING MATERIAL NON-LINEARITY -Study on basic mechanical properties of sealed ETFE air cushion-

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資料名：
巻： 84 号： 766 ページ： 1557-1565(J-STAGE) 発行年： 2019年
JST資料番号： F0393B ISSN： 1340-4202 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：日本語 (JA)

近年,屋根被覆エレメントとしての矩形ETFE膜構造の採用が広がっている。この傾向が継続し,ETFE製パネルのサイズと形状がより多様化されることが予想される。膜構造への空気の供給は,残留歪に起因する膜の伸長が起きても,空気の体積を増加させることができるので,膜構造は,第2降伏応力までの非線形材料挙動を可能にする。しかし,第1降伏点を超えた膜構造の挙動についてはまだ研究されておらず,調査されていない。本論文では,過大な負圧荷重と繰返し荷重下でのETFE密閉型空気膜構造の挙動について調査した。実験と数値解析を用いた比較研究の結果,・全面負圧単調載荷下での膜構造初期デプスをほぼ等しく保ちながら,上部および下部膜の両方が,ほぼ等しく変形する傾向があることを確認した。・全面負圧載荷時は内圧が徐々に減少し,最初にゼロPaを維持した後に負圧になる傾向を示した。・過大な負圧荷重下では,膜内に残留歪が残り,材料非線形性により初期内圧は減少するが,本研究の範囲内ではシステムは崩壊しないことを確認した。・繰返し荷重下では,残留歪が発生し,初期内圧は低下するという密閉型空気膜構造特有の特性を示す。しかしながら,本研究の範囲内ではシステムは崩壊しないことを確認した。加えて,数値解析により,・初期内圧を増加させることにより,非載荷側の上部膜の張力の消失を遅らせ,上部膜が平坦形状に変形するのを遅らせることができた。しかし,初期内圧の差にかかわらず,下部膜が第1降伏点に到達する荷重は一定であり,これに伴う下部膜の変位も殆ど一定である。・アスペクト比が1.5以上の場合には,膜構造の内部空気圧,膜変位,最大膜応力はほぼ等しい値を示した。・たとえ,パネル規模が異なっても,内圧の低下は小さくなり,膜構造剛性は厚膜を用いることにより増加した。弾性範囲において,膜厚と第1降伏点荷重間の関係が近似的に比例することを確認した。(翻訳著者抄録)

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屋根 , 特殊構造形式の構造物

引用文献 (16件)：

1) Ministry of Construction Notification Number 1446, 2004.5.31 建設省告示第1446号, 2004.5.31
2) Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism Notification Number 666, 2017.6.5 国土交通省告示第666号, 2017.6.5
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