(57)【要約】【課題】座屈現象を再現することができ、解析結果の再現性を検証することができ、適正な安全率によって座屈後残存強度を評価することができる座屈後残存強度評価方法及び試験片を提供する。【解決手段】薄肉部１１を有する試験片１を薄肉部１１で座屈させることによって構造物の座屈を再現する座屈再現工程（Ｓｔｅｐ１）と、座屈した試験片１を引張破断させて破断歪みεｅｄを算出する破断歪み算出工程（Ｓｔｅｐ２）と、座屈した構造物に生じる最大歪みεｓｆを有限要素法により算出する最大歪み算出工程（Ｓｔｅｐ３）と、破断歪みεｅｄと最大歪みεｓｆとを比較して座屈した構造物の残存強度を評価する残存強度評価工程（Ｓｔｅｐ４）と、を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
座屈した構造物の残存強度を評価する座屈後残存強度評価方法において、
薄肉部を有する試験片を該薄肉部で座屈させることによって前記構造物の座屈を再現する座屈再現工程と、
座屈した前記試験片を引張破断させて破断歪みを算出する破断歪み算出工程と、
前記座屈した構造物に生じる最大歪みを有限要素法により算出する最大歪み算出工程と、
前記破断歪みと前記最大歪みとを比較して前記座屈した構造物の残存強度を評価する残存強度評価工程と、
を有することを特徴とする座屈後残存強度評価方法。
【請求項２】
前記座屈再現工程は、前記座屈した構造物の歪みを有限要素法により算出する第一ＦＥＭ解析工程と、前記試験片を圧縮させて前記薄肉部で座屈させたときの歪みを有限要素法により算出する第二ＦＥＭ解析工程と、前記構造物の歪みと前記試験片の歪みとが一致する前記試験片の圧縮変位量を算出する圧縮変位量算出工程と、前記圧縮変位量に基づいて前記試験片を座屈させる圧縮座屈工程と、を有することを特徴とする請求項１に記載の座屈後残存強度評価方法。
【請求項３】
前記破断歪み算出工程は、デジタル画像相関法によって前記破断歪みを算出する工程である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の座屈後残存強度評価方法。
【請求項４】
前記残存強度評価工程は、前記最大歪みに１．５〜５．０の範囲内で設定された安全率を乗じた数値が前記破断歪み以上の大きさであるか確認する工程である、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の座屈後残存強度評価方法。
【請求項５】
座屈した構造物の残存強度を評価する座屈後残存強度評価方法に使用される試験片において、
前記構造物の側壁を模擬した板状部と、該板状部に形成された薄肉部と、を有し、
前記薄肉部の肉厚中心線は、前記板状部の肉厚中心線からずれており、前記薄肉部の両側から前記板状部を圧縮したときに前記薄肉部が特定の方向に座屈するように形成されている、ことを特徴とする試験片。
【請求項６】
前記薄肉部は、前記板状部に形成された溝の底部により構成され、前記溝の側部は、撮像手段により内側全体を撮像可能となるように形成された傾斜面を有する、ことを特徴とする請求項５に記載の試験片。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座屈後残存強度評価方法及び試験片に関し、特に、ＬＮＧガスタンク等の構造物が座屈した場合における座屈後残存強度評価方法及び試験片に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上や浮体構造物（船舶を含む）に設置された、ＬＮＧ（液化天然ガス）を収容するＬＮＧタンク、石油を収容する石油タンク、化学溶剤等を収容する危険物タンク等は、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム鋼等の金属により形成された円筒形タンクであることが多い。また、プラントや工場等における建屋の壁材にも、鉄鋼やステンレス鋼等の金属が使用されることが多い。これらの構造物は、地震、波力、スロッシング等の影響によって、側面や壁面（以下、これらを「側壁」と称する）を構成する部材が座屈することがある。
【０００３】
座屈した構造物については、補修することが好ましいが、構造物の座屈後残存強度が十分な場合には、必ずしも補修する必要はないと考えられる。また、補修するにしても、その後に生じる外力（余震、波力、スロッシング等）や寄港時期等を考慮して、優先順位や補修時期を検討する必要がある。特に、近年、座屈した構造物の構造健全性を評価するための社会的必要性が高まっている。かかる座屈後残存強度を評価する方法として、例えば、特許文献１に記載したような、有限要素法（ＦＥＭ：Finite Element Method）を用いた方法が既に提案されている。
【０００４】
特許文献１に記載された座屈後残存強度評価方法は、二重船殻構造を構成する構造部材のロンジとフロア等で囲まれたパネルを有限要素とし、構造部材の弾塑性解析で求めた上記パネルの弾性座屈後の剛性低下を有効幅の低下として表現し、その有効幅を基に座屈パネルに相当する有限要素を有効幅分の健全部と剛性を下げた座屈部とに再分割した後、線形有限要素解析による応力・座屈解析を行い、これを繰り返して強度評価を行うようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１９３５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、座屈は不安定かつ複雑な現象であり、実験結果と一致する解析結果を有限要素法によって得ることは難しいという問題があった。また、座屈時の破損状態を実験により計測する手法が確立されていないことから、有限要素法による解析結果の再現性を検証することが難しいという問題もあった。そのため、特許文献１に記載されたような有限要素法を用いた評価方法では、解析結果に対して過度の安全率を上乗せして評価せざるを得ず、座屈後残存強度を適正に評価することが難しかった。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、座屈現象を再現することができ、解析結果の再現性を検証することができ、適正な安全率によって座屈後残存強度を評価することができる座屈後残存強度評価方法及び試験片を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、座屈した構造物の残存強度を評価する座屈後残存強度評価方法において、薄肉部を有する試験片を該薄肉部で座屈させることによって前記構造物の座屈を再現する座屈再現工程と、座屈した前記試験片を引張破断させて破断歪みを算出する破断歪み算出工程と、前記座屈した構造物に生じる最大歪みを有限要素法により算出する最大歪み算出工程と、前記破断歪みと前記最大歪みとを比較して前記座屈した構造物の残存強度を評価する残存強度評価工程と、を有することを特徴とする座屈後残存強度評価方法が提供される。
【０００９】
前記座屈再現工程は、前記座屈した構造物の歪みを有限要素法により算出する第一ＦＥＭ解析工程と、前記試験片を圧縮させて前記薄肉部で座屈させたときの歪みを有限要素法により算出する第二ＦＥＭ解析工程と、前記構造物の歪みと前記試験片の歪みとが一致する前記試験片の圧縮変位量を算出する圧縮変位量算出工程と、前記圧縮変位量に基づいて前記試験片を座屈させる圧縮座屈工程と、を有していてもよい。
【００１０】
前記破断歪み算出工程は、デジタル画像相関法によって前記破断歪みを算出する工程であってもよい。
【００１１】
前記残存強度評価工程は、前記最大歪みに１．５〜５．０の範囲内で設定された安全率を乗じた数値が前記破断歪み以上の大きさであるか確認する工程であってもよい。
【００１２】
また、本発明によれば、座屈した構造物の残存強度を評価する座屈後残存強度評価方法に使用される試験片において、前記構造物の側壁を模擬した板状部と、該板状部に形成された薄肉部と、を有し、前記薄肉部の肉厚中心線は、前記板状部の肉厚中心線からずれており、前記薄肉部の両側から前記板状部を圧縮したときに前記薄肉部が特定の方向に座屈するように形成されている、ことを特徴とする試験片が提供される。
【００１３】
前記薄肉部は、前記板状部に形成された溝の底部により構成され、前記溝の側部は、撮像手段により内側全体を撮像可能となるように形成された傾斜面を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
上述した本発明の座屈後残存強度評価方法及び試験片によれば、薄肉部を有する試験片を使用することにより、試験片を圧縮することによって薄肉部で座屈させることができ、構造物の座屈現象を再現することができるとともに、座屈させた試験片の歪みを算出することにより、有限要素法による解析結果の再現性を検証することができる。したがって、座屈させた試験片の破断歪みと座屈した構造物に生じ得る最大歪みとを算出して比較する際に、過度な安全率を上乗せする必要がなく、適正な安全率によって構造物の座屈後残存強度を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る座屈後残存強度評価方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態に係る試験片を示す図であり、（ａ）は全体外観図、（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は変形例、を示している。
【図３】本発明の実施形態に係る座屈後残存強度評価方法で使用する評価試験装置の全体構成図である。
【図４】試験片と撮像手段との配置関係を示す概念図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は水平断面図、を示している。
【図５】座屈再現工程及び破断歪み算出工程の一部を示す概念図であり、（ａ）は試験片を評価試験装置にセットした状態、（ｂ）は試験片を圧縮座屈させた状態、（ｃ）は試験片の引張破断試験を開始した状態、（ｄ）は試験片を破断させた状態、を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る座屈後残存強度評価方法について、図１〜図５を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の実施形態に係る座屈後残存強度評価方法を示すフローチャートである。図２は、本発明の実施形態に係る試験片を示す図であり、（ａ）は全体外観図、（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は変形例、を示している。
【００１７】
本発明の実施形態に係る座屈後残存強度評価方法は、図１及び図２に示したように、座屈した構造物の残存強度を評価する座屈後残存強度評価方法であって、薄肉部１１を有する試験片１を薄肉部１１で座屈させることによって構造物の座屈を再現する座屈再現工程（Ｓｔｅｐ１）と、座屈した試験片１を引張破断させて破断歪みεｅｄを算出する破断歪み算出工程（Ｓｔｅｐ２）と、座屈した構造物に生じる最大歪みεｓｆを有限要素法により算出する最大歪み算出工程（Ｓｔｅｐ３）と、破断歪みεｅｄと最大歪みεｓｆとを比較して座屈した構造物の残存強度を評価する残存強度評価工程（Ｓｔｅｐ４）と、を有している。
【００１８】
ここで、座屈後の残存強度を評価したい構造物は、地上や浮体構造物（例えば、船舶、石油プラットフォーム、ＦＰＳＯ（浮体式生産貯蔵積出設備：Floating Production, Storage and Offloading）等）に設置された、ＬＮＧ（液化天然ガス）を収容するＬＮＧタンク、石油を収容する石油タンク、化学溶剤等を収容する危険物タンク等、プラントや工場等における建屋の壁材である。特に、ＬＮＧや石油等の燃料や化学溶剤は、外部に漏洩すると危険であることから、これらを収容する円筒形タンクの座屈後残存強度を評価することが重要である。
【００１９】
また、「座屈」とは、構造物に加える荷重を次第に増加すると、ある荷重で急に変形の模様が変化し、大きな撓みを生ずることをいう。例えば、円筒形タンクでは、座屈した部分が径方向外方に突出した象脚座屈や、菱形の窪みが円周方向に連続したダイヤモンド型座屈を生じることが知られている。本実施形態に係る座屈後残存強度評価方法は、特に、象脚座屈した構造物の残存強度を評価するのに適している。
【００２０】
試験片１は、図２（ａ）及び（ｂ）に示したように、構造物の側壁を模擬した板状部１０と、板状部１０に形成された薄肉部１１と、を有し、薄肉部１１の肉厚中心線Ｌ１１は、板状部１０の肉厚中心線Ｌ１０からずれており、薄肉部１１の両側から板状部１０を圧縮したときに薄肉部１１が常に特定の方向（図の矢印方向）に座屈するように形成されている。
【００２１】
板状部１０は、座屈再現工程（Ｓｔｅｐ１）において座屈可能、かつ、破断歪み算出工程（Ｓｔｅｐ２）において破断歪みεｅｄを測定又は計測可能な形状及び大きさを有している。例えば、板状部１０は、１００〜３００ｍｍ程度の縦横幅を有し、１０〜３０ｍｍ程度の肉厚Ｄ１０を有する。ただし、板状部１０の形状や大きさは、使用する試験装置や計測装置に合わせて適宜変更され得るものであり、かかる形状や大きさに限定されるものではない。
【００２２】
また、板状部１０は、構造物の側壁を模擬したものであり、座屈後残存強度を評価する構造物と、同じ材質又はヤング率や弾性率等の物性値が近似した材質であることが好ましい。さらに、板状部１０は、外周部をクランプし易くするために、平板形状であることが好ましいが、円筒形状のタンクの側壁を模擬する場合には、同じ曲率を有する曲面形状であってもよい。
【００２３】
薄肉部１１は、板状部１０に形成された溝１２の底部１２ａにより構成され、溝１２の側部は、後述する撮像手段により内側全体を撮像可能となるように形成された傾斜面１２ｂを有している。図２（ａ）に示したように、板状部１０の一表面の略中央部には、直線状の溝１２が形成されており、この溝１２は、底部１２ａ及び一対の傾斜面１２ｂ（側部）を有している。そして、底部１２ａが薄肉部１１を構成している。なお、溝１２の内側全体とは、撮像手段２２ａの撮像可能領域における底部１２ａ及び傾斜面１２ｂの表面を意味する。
【００２４】
図２（ｂ）に示したように、板状部１０は肉厚Ｄ１０を有し、薄肉部１１は肉厚Ｄ１１を有している。また、板状部１０の肉厚中心線をＬ１０とし、薄肉部１１の肉厚中心線をＬ１１とすれば、肉厚中心線Ｌ１１は、肉厚中心線Ｌ１０に対して、溝１２が形成されていない裏面側にずれている。このように、薄肉部１１の肉厚中心線Ｌ１１を、板状部１０の肉厚中心線Ｌ１０から一方の面側にずらすことによって、薄肉部１１における座屈は必ず肉厚中心線Ｌ１１が近い面側の方向（図の矢印方向）に撓曲することになる。
【００２５】
また、図２（ｂ）に示したように、溝１２の底部１２ａの両側に形成された傾斜面１２ｂは、肉厚中心線をＬ１０及び肉厚中心線Ｌ１１に対して傾斜角度θｓを有している。この傾斜角度θｓは、座屈した薄肉部１１を溝１２が形成された面側から底部１２ａ及び傾斜面１２ｂを監視できるように調整される。
【００２６】
ここで、図３は、本発明の実施形態に係る座屈後残存強度評価方法で使用する評価試験装置の全体構成図である。また、図４は、試験片と撮像手段との配置関係を示す概念図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は水平断面図、を示している。
【００２７】
図３に示した評価試験装置２は、座屈再現工程（Ｓｔｅｐ１）及び破断歪み算出工程（Ｓｔｅｐ２）において、試験片１を把持して圧縮座屈させたり引張破断させたりする引張破断試験装置２１と、破断歪み算出工程（Ｓｔｅｐ２）において、試験片１の破断歪みεｅｄを測定する破断歪み測定装置２２と、を有している。なお、図３において、説明の便宜上、引張破断試験装置２１を実線で表示し、破断歪み測定装置２２を一点鎖線で表示している。
【００２８】
引張破断試験装置２１は、例えば、図３に示したように、試験片１を固定する台座２１ａ、台座２１ａ上に立設された昇降ガイド２１ｂ、昇降ガイド２１ｂの上部を支持する天板２１ｃ、昇降ガイド２１ｂに掛け渡されて上下移動可能に配置された昇降台２１ｄと、を有している。台座２１ａの上面には、試験片１の外周部の一端を表裏から挟持するクランプ２１ｅが配置されており、昇降台２１ｄの下面には、試験片１の外周部の他端を表裏から挟持するクランプ２１ｆが配置されている。引張破断試験装置２１の駆動源等の他の構成部品は、例えば、台座２１ａの内部に配置される。
【００２９】
破断歪み測定装置２２は、例えば、図３、図４（ａ）及び（ｂ）に示したように、引張破断試験装置２１に固定された試験片１の溝１２を正面から撮像可能な複数の撮像手段２２ａと、撮像手段２２ａの位置決めを行う三脚等の支持部材２２ｂと、試験片１の溝１２を照らす照明２２ｃと、を有している。照明２２ｃは、支持部材２２ｂに配置してもよいし、撮像手段２２ａとは別の機材として用意するようにしてもよい。なお、図３及び図４（ｂ）において、照明２２ｃの図は省略してある。
【００３０】
かかる破断歪み測定装置２２は、デジタル画像相関法（ＤＩＣ: Digital Image Correlation）によって破断歪みεｅｄを算出する構成を示しているが、異なる手法によって破断歪みεｅｄを算出する場合には、他の構成であってもよい。
【００３１】
撮像手段２２ａは、例えば、デジタルカメラやデジタルビデオカメラであって、静止画を撮像可能なものであってもよいし、動画を撮像可能なものであってもよい。図４（ａ）及び（ｂ）に示したように、撮像手段２２ａは、例えば、一対のカメラにより構成される。これらのカメラ（撮像手段２２ａ）は、試験片１の溝１２に対して略水平となるように正面に配置され、溝１２の撮像したい箇所に焦点が合うように光軸Ｌｃの向き及び間隔αが調整され、開き角度θｃが調整される。また、照明２２ｃは、撮像手段２２ａの近傍に適宜配置されており、その光軸Ｌｉは試験片１の肉厚中心線Ｌ１０及び肉厚中心線Ｌ１１に対して傾斜角度θｃを有している。
【００３２】
そして、撮像手段２２ａの撮像可能領域において、溝１２の内側全面（底部１２ａ及び傾斜面１２ｂの表面）を撮像するためには、照明２２ｃの光軸Ｌｉの傾斜角度θｉは、傾斜面１２ｂの傾斜角度θｓよりも大きく設定しておくことが好ましい。すなわち、傾斜角度θｉと傾斜角度θｓとは、θｉ＞θｓの関係を有している。図４（ａ）では、撮像手段２２ａの上側に照明２２ｃを配置しているが、照明２２ｃは、撮像手段２２ａの下側に配置してもよいし、上下左右に配置するようにしてもよい。なお、図示したように、撮像手段２２ａの上側に照明２２ｃを配置した場合には、下側の傾斜面１２ｂは常に撮像可能であることから、上側の傾斜面１２ｂのみ、θｉ＞θｓの関係を満たすようにすればよい。
【００３３】
上述した試験片１は、常に特定の方向に座屈するように、薄肉部１１の肉厚中心線Ｌ１１を板状部１０の肉厚中心線Ｌ１０から一方の面側にずらしている。かかる構成は、図２（ｃ）に示した構成によっても実現可能である。図２（ｃ）に示した試験片１は、板状部１０の一方の面に深溝１２１を形成し、他方の面に浅溝１２２を形成したものである。かかる構成によっても、肉厚中心線Ｌ１１を肉厚中心線Ｌ１０に対して浅溝１２２側の面にずらすことができ、座屈時に、薄肉部１１を必ず浅溝１２２が形成された面側の方向（図中の矢印方向）に撓曲させることができる。
【００３４】
以下、上述した試験片１及び評価試験装置２の構成を前提として、本実施形態に係る座屈後残存強度評価方法について、図１及び図５を参照しつつ説明する。ここで、図５は、座屈再現工程及び破断歪み算出工程の一部を示す概念図であり、（ａ）は試験片を評価試験装置にセットした状態、（ｂ）は試験片を圧縮座屈させた状態、（ｃ）は試験片の引張破断試験を開始した状態、（ｄ）は試験片を破断させた状態、を示している。なお、図５の各図において、評価試験装置２（引張破断試験装置２１及び破断歪み測定装置２２）の図を省略してある。
【００３５】
座屈再現工程（Ｓｔｅｐ１）は、座屈後残存強度を評価したい構造物の座屈現象を再現する工程である。具体的には、座屈再現工程（Ｓｔｅｐ１）は、座屈した構造物の歪みεｓｒを有限要素法（ＦＥＭ：Finite Element Method）により算出する第一ＦＥＭ解析工程（Ｓｔｅｐ１１）と、試験片１を圧縮させて薄肉部１１で座屈させたときの歪みεｅｆを有限要素法により算出する第二ＦＥＭ解析工程（Ｓｔｅｐ１２）と、構造物の歪みεｓｒと試験片１の歪みεｅｆとが一致する試験片１の圧縮変位量ｚを算出する圧縮変位量算出工程（Ｓｔｅｐ１３）と、圧縮変位量ｚに基づいて試験片１を座屈させる圧縮座屈工程（Ｓｔｅｐ１４）と、を有している。
【００３６】
第一ＦＥＭ解析工程（Ｓｔｅｐ１１）は、地震等によって実際に座屈した構造物の歪みεｓｒをＦＥＭ解析により算出する工程である。第二ＦＥＭ解析工程（Ｓｔｅｐ１２）は、評価対象の構造物を模擬した試験片１を、例えば、引張破断試験装置２１により圧縮させて薄肉部１１で座屈させた後、試験片１の歪みεｅｆをＦＥＭ解析により算出する工程である。かかる第二ＦＥＭ解析工程（Ｓｔｅｐ１２）において、試験片１に加える圧縮荷重は、試験片１が座屈する荷重以上の大きさであればよい。なお、第一ＦＥＭ解析工程（Ｓｔｅｐ１１）及び第二ＦＥＭ解析工程（Ｓｔｅｐ１２）におけるＦＥＭ解析は、通常の市販されているＦＥＭ解析用のソフトウェアで処理可能であることから、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３７】
そして、圧縮変位量算出工程（Ｓｔｅｐ１３）において、構造物の歪みεｓｒ＝試験片１の歪みεｅｆとなる試験片１の圧縮変位量ｚを算出することにより、実際に座屈した評価対象の構造物の座屈を再現するために必要なデータを得ることができる。次に、圧縮座屈工程（Ｓｔｅｐ１４）では、図５（ａ）に示したように、新たな試験片１を引張破断試験装置２１に設置し、圧縮変位量算出工程（Ｓｔｅｐ１３）により算出した圧縮変位量ｚを試験片１に与えることによって、図５（ｂ）に示したように、試験片１を薄肉部１１で座屈させる。
【００３８】
破断歪み算出工程（Ｓｔｅｐ２）は、圧縮座屈工程（Ｓｔｅｐ１４）により座屈された試験片１を引張破断させる引張破断工程（Ｓｔｅｐ２１）と、デジタル画像相関法（ＤＩＣ）によって破断歪みεｅｄを算出する演算処理工程（Ｓｔｅｐ２２）と、を有している。図５（ａ）〜（ｄ）において、デジタル画像相関法（ＤＩＣ）の撮像可能領域Ａを矩形の破線で図示している。デジタル画像相関法（ＤＩＣ）では、複数の撮像手段２２ａ（カメラ）を用いていることから、ステレオ法の原理により三次元表面の変位及び歪みを測定することができる。したがって、撮像可能領域Ａは、試験片１の二次元表面だけでなく、図示したように、奥行き方向にも設定することができる。
【００３９】
デジタル画像相関法（ＤＩＣ）の撮像可能領域Ａは、例えば、１０〜３０００ｍｍ程度の縦横幅を有し、５〜３００ｍｍ程度の奥行きを有している。試験片１は、圧縮座屈工程（Ｓｔｅｐ１４）における座屈から引張破断工程（Ｓｔｅｐ２１）における破断までの経過を撮像手段２２ａで撮像できるように形状（縦横幅、板状部１０の肉厚Ｄ１０、薄肉部１１の肉厚Ｄ１１、溝１２の横幅、傾斜面１２ｂの傾斜角度θｓ等）が調整される。図５（ｂ）〜（ｄ）に示したように、座屈した試験片１に対して引張力を作用させると、試験片１は座屈した薄肉部１１が徐々に伸び始め、図５（ｃ）に示したように溝１２の内側から亀裂が生じ、図５（ｄ）に示したように最終的に破断する。試験片１を撮像可能領域Ａ内で破断させるためには、試験片１の板状部１０の肉厚Ｄ１０と薄肉部１１の肉厚Ｄ１１との差をできるだけ大きくしておくことが好ましい。
【００４０】
図５（ａ）〜（ｄ）に示した工程における試験片１を撮像した画像は、破断歪み測定装置２２を構成するコンピュータ（図示せず）により画像解析処理がなされ、試験片１の破断歪みεｅｄが算出される。ここで、「破断歪みεｅｄ」には、引張方向歪み、奥行方向歪み、水平方向歪み、主歪み、ＭＩＳＥＳ歪み等の座屈後残存強度の評価に必要な歪みが含まれる。なお、デジタル画像相関法（ＤＩＣ）による破断歪みεｅｄは、市販されたソフトウェア又はそれを改良したソフトウェアを実行することによって、容易に算出することができることから、ここでは算出方法に関する詳細な説明を省略する。
【００４１】
上述した破断歪み算出工程（Ｓｔｅｐ２）と並行して、実際に座屈した構造物に生じ得る最大歪みεｓｆを算出しておくことが好ましい。最大歪み算出工程（Ｓｔｅｐ３）は、実際に座屈した構造物に、将来的に生じ得るであろう予想最大荷重を仮想的に負荷し、そのときに生じる構造物の歪みを最大歪みεｓｆとしてＦＥＭ解析により算出する工程である。予想最大荷重は、評価対象の構造物の設置場所、地形、気象条件、余震の状況等によって、適宜算出されるものである。
【００４２】
本実施形態に係る座屈後残存強度評価方法は、座屈した構造物が後どのくらいまでの外力に耐えられるのか、すなわち、即座に補修すべきか否かを判断するために使用されるものであることから、破断歪み算出工程（Ｓｔｅｐ２）によって算出された破断歪みεｅｄと最大歪み算出工程（Ｓｔｅｐ３）によって算出された最大歪みεｓｆとを対比する必要がある。
【００４３】
残存強度評価工程（Ｓｔｅｐ４）は、具体的には、最大歪みεｓｆに１．５〜５．０の範囲内で設定された安全率ｋを乗じた数値（ｋ・εｓｆ）が破断歪みεｅｄ以上の大きさであるか、すなわち、ｋ・εｓｆ≧εｅｄの条件を満たすか否かを確認する工程である。そして、ｋ・εｓｆ≧εｅｄである場合（Ｙ）は、座屈した構造物は十分な大きさの残存強度を有していないと考えられることから補修をする必要がある（補修要）と判断し、ｋ・εｓｆ＜εｅｄである場合（Ｎ）は、座屈した構造物は十分な大きさの残存強度を有していると考えられることから補修をする必要がない（補修不要）と判断する。なお、安全率ｋは、構造物の種類、構造物の大きさや材質、収容物の種類、構造物の設置場所等の条件によって適宜設定されるものである。
【００４４】
上述した本実施形態に係る座屈後残存強度評価方法によれば、薄肉部１１を有する試験片１を使用することにより、試験片１を圧縮することによって薄肉部１１で座屈させることができ、構造物の座屈現象を再現することができるとともに、座屈させた試験片１の歪みを算出することにより、有限要素法による解析結果の再現性を検証することができる。したがって、座屈させた試験片１の破断歪みεｅｄと座屈した構造物に生じ得る最大歪みεｓｆとを算出して比較する際に、過度な安全率を上乗せする必要がなく、適正な安全率ｋによって座屈後残存強度を評価することができる。
【００４５】
本発明は上述した実施形態に限定されず、破断歪み算出工程（Ｓｔｅｐ２）においてデジタル画像相関法に替えて有限要素法によるＦＥＭ解析によって試験片１の破断歪みεｅｄを算出してもよい等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４６】
１  試験片
１０  板状部
１１  薄肉部
１２  溝
１２ａ  底部
１２ｂ  傾斜面
２２ａ  撮像手段
【図１】
2014153307.tif 000003
【図２】
2014153307.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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