(57)【要約】【課題】本発明は、ＤＫ継手の耐力、初期剛性を精度良く算出する方法およびそれを用いた立体トラス鋼管構造物および建築物の構造設計方法を提供することを目的とする。【解決手段】ＤＫ継手、ＳＫ継手についてのＦＥＭ解析を用いた数値実験または実物大の構造実験で、圧縮側支管の接合部における変形を接合部局所変形として耐力、初期剛性を求め、ＤＫ継手の開角ω、主管径厚比：Ｄ／Ｔ  （Ｄ：主管径、主管厚：Ｔ）毎に対比し、変換係数を求め、ＳＫ継手の耐力、初期剛性に前記変換係数を乗じてＤＫ継手の耐力、初期剛性とする。更に耐力の場合はＳＫ継手の耐力を学会指針式により求めたものとし、前記学会指針式に前記変換係数を乗じた式をＤＫ継手の耐力算出式とする。【選択図】            図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＥＭ解析を用いた数値実験または実物大の構造実験で、圧縮側支管の接合部における変形を接合部局所変形として求めたＤＫ継手の耐力とＳＫ継手の耐力を、ＤＫ継手の開角ω、主管径厚比：Ｄ／Ｔ  （Ｄ：主管径、主管厚：Ｔ）毎に対比することにより、変換係数を求め、ＳＫ継手前記耐力に前記変換係数を乗じてＤＫ継手の耐力を求める方法。
【請求項２】
ＳＫ継手の前記耐力を学会指針式により求めたものとし、前記学会指針式に前記変換係数を乗じた式により、ＤＫ継手の耐力を求める方法。
【請求項３】
前記変換係数を、ＤＫ継手の耐力：ＰＤＫ    ＳＫ継手の耐力：ＰＳＫとした場合、下記（１）式とすることを特徴とする請求項１または２記載のＤＫ継手の耐力を求める方法。
ＰＤＫ＝ξｐ＊ζｐ＊ＰＳＫ                                    （１）
ξｐ＝０．５＊（１／６０＊ω＋１）ａｎｄ  ξｐ≦１
ζｐ＝１−１／１８０＊０．１５／２６＊（Ｄ／Ｔ−２４）＊ω  ａｎｄ  ζｐ≦１
但、Ｄ／Ｔ：ＤＫ継手の主管径厚比、ω（°）：ＤＫ継手の開角、ξｐ＊ζｐ：耐力変換係数。
【請求項４】
ＦＥＭ解析を用いた数値実験または実大の構造実験で、圧縮側支管の接合部における変形を接合部局所変形として求めたＤＫ継手の初期剛性とＳＫ継手の初期剛性を、ＤＫ継手の開角ω、主管径厚比：Ｄ／Ｔ  （Ｄ：主管径、主管厚：Ｔ）毎に対比することにより、変換係数を求め、ＳＫ継手前記初期剛性に前記変換係数を乗じてＤＫ継手の初期剛性を求める方法。
【請求項５】
ＤＫ継手の初期剛性：ＫＤＫ、ＳＫ継手の初期剛性：ＫＳＫとした場合、下式によりＤＫ継手の初期剛性を求めることを特徴とする請求項４記載のＤＫ継手の初期剛性を求める方法。
ＫＤＫ＝ξｋ＊ζＫ＊ＫＳＫ                                    （２）
ξＫ＝０．５＊（１／６０＊ω＋１）ａｎｄ  ξＫ≦１
ζｋ＝０．６＋０．４＊ｅｘｐ（−（ω−６０）／（３０−１０／２６＊（Ｄ／Ｔ−２４）））  ａｎｄ  ζｋ≦１
但、Ｄ／Ｔ：ＤＫ継手の主管径厚比、ω（°）：ＤＫ継手の開角、ξｋ＊ζＫ：初期剛性変換係数。
【請求項６】
請求項３および／または請求項５記載の構造設計方法を用いて築造された経済性かつ信頼性に優れた立体トラス鋼管構造物。
【請求項７】
ＤＫ継手構造の建築物の製造において、建築設計により構造部分の規模、使用材料の概要を決定した後、その範囲内で骨組設計および鋼管部材の大きさを決定する部材設計を行い、一方、前記建築設計による構造部分の規模、使用材料から、建築物に作用する設計用荷重を算定する荷重算定を行い、前期骨組設計、部材設計および荷重算定を基に骨組の変形、応力を求め、その後部材と部材の接合部を設計する際、ＤＫ継手の耐力を請求項３記載の方法で求めることを特徴とするＤＫ継手構造の建築物の構造設計方法。
【請求項８】
ＤＫ継手構造の建築物の製造において、建築設計により構造部分の規模、使用材料の概要を決定した後、その範囲内で骨組設計および鋼管部材の大きさを決定する部材設計を行い、一方、前記建築設計による構造部分の規模、使用材料から、建築物に作用する設計用荷重を算定する荷重算定を行い、前期骨組設計、部材設計および荷重算定を基に骨組の変形、応力を求め、その後部材と部材の接合部を設計する際、ＤＫ継手の初期剛性を請求項５記載の方法で求めることを特徴とするＤＫ継手構造の建築物の構造設計方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は立体トラス鋼管構造の設計方法に関し、特にＤＫ継手の耐力、初期剛性を精度良く求める方法およびそれらを用いて構造設計する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円形鋼管により構成される鋼管部材として主管に支管の端部を溶接して構成される分岐継手があり、主管と支管の接合の仕方によって、Ｘ，Ｔ，Ｙ，Ｋ継手などに分類され、ＤＫ継手等の立体トラス鋼管構造は最近需要が高い展示場、大規模スポーツ施設等の大空間構造に適用されることが多い。
【０００３】
分岐継手の設計や施工が不適切な場合、主管壁の局部変形や支管の局部座屈、および溶接部に生じた亀裂などにより安全性が損なわれるため、「鋼管構造設計施工指針同解説」日本建築学会１９９０改訂に、継手形状・荷重条件毎に許容力や最大強さを求める算出式が規定されている。
【０００４】
「鋼管構造設計施工指針同解説」日本建築学会１９９０改訂には「分岐継手は、主管壁の過大な局部座屈や支管の局部座屈や溶接部の亀裂を生じないように、各部材の管径、管厚、継手形状について適切な設計を行う必要があり」と記載され、継手形状・荷重条件毎に許容力や最大強さを求める算出式が規定されている。
【０００５】
しかしながら、上記解説における算出式は平面トラスを対象とするものであり、立体トラスの分岐継手に関しては、設計資料は不十分であると記載されている。
【０００６】
【非特許文献１】「鋼管構造設計施工指針同解説」日本建築学会１９９０年改訂
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、平面トラスのＫ継手（以下、ＳＫ継手）の設計資料を基に、二組のＫ継手が立体的に配置された分岐継手（以下、ＤＫ継手）の耐力、初期剛性を精度良く求める方法およびそれらを用いた経済性且つ信頼性に優れた立体トラス鋼管構造の製造が可能な構造設計方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、ＤＫ継手の剛性と耐力を精度良く求める方法を開発するため鋭意検討を行った。その結果、ＦＥＭ解析において、ＤＫ継手における接合部の耐力劣化を圧縮側支管接合部で先行して発生するものとし、ＦＥＭ解析で得られたＤＫ継手とＳＫ継手の耐力、初期剛性の対比をＤＫ継手の開角ω、主管径厚比Ｄ／Ｔ毎に行った場合、ＳＫ継手の耐力、初期剛性に変換係数を乗じてＤＫ継手の耐力、初期剛性が求まることを見出した。ＳＫ継手の耐力、初期剛性は、以下に掲げる「鋼管構造設計施工指針同解説」日本建築学会１９９０改訂による耐力評価式や，ＡＰＩまたはＩＩＷのいずれかに記載されている耐力評価式またはＳＫ継手に関するデーターベースから得られる耐力または初期剛性の値または算定式から求められる。
【０００９】
【数１】
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【００１０】
すなわち、本発明は
１．ＦＥＭ解析を用いた数値実験または実物大の構造実験で、圧縮側支管の接合部における変形を接合部局所変形として求めたＤＫ継手の耐力とＳＫ継手の耐力を、ＤＫ継手の開角ω、主管径厚比：Ｄ／Ｔ  （Ｄ：主管径、主管厚：Ｔ）毎に対比することにより、変換係数を求め、ＳＫ継手前記耐力に前記変換係数を乗じてＤＫ継手の耐力を求める方法。
【００１１】
２．ＳＫ継手の前記耐力を学会指針式により求めたものとし、前記学会指針式に前記変換係数を乗じた式により、ＤＫ継手の耐力を求める方法。
【００１２】
３．前記変換係数を、ＤＫ継手の耐力：ＰＤＫ    ＳＫ継手の耐力：ＰＳＫとした場合、下記（１）式とすることを特徴とする請求項１または２記載のＤＫ継手の耐力を求める方法。
ＰＤＫ＝ξｐ＊ζｐ＊ＰＳＫ                                    （１）
ξｐ＝０．５＊（１／６０＊ω＋１）ａｎｄ  ξｐ≦１
ζｐ＝１−１／１８０＊０．１５／２６＊（Ｄ／Ｔ−２４）＊ω  ａｎｄ  ζｐ≦１
但、Ｄ／Ｔ：ＤＫ継手の主管径厚比、ω（°）：ＤＫ継手の開角、ξｐ＊ζｐ：耐力変換係数。
【００１３】
４．ＦＥＭ解析を用いた数値実験または実大の構造実験で、圧縮側支管の接合部における変形を接合部局所変形として求めたＤＫ継手の初期剛性とＳＫ継手の初期剛性を、ＤＫ継手の開角ω、主管径厚比：Ｄ／Ｔ  （Ｄ：主管径、主管厚：Ｔ）毎に対比することにより、変換係数を求め、ＳＫ継手前記初期剛性に前記変換係数を乗じてＤＫ継手の初期剛性を求める方法。
【００１４】
５．ＤＫ継手の初期剛性：ＫＤＫ、ＳＫ継手の初期剛性：ＫＳＫとした場合、下式によりＤＫ継手の初期剛性を求めることを特徴とする４記載のＤＫ継手の初期剛性を求める方法。
ＫＤＫ＝ξｋ＊ζＫ＊ＫＳＫ                                    （２）
ξＫ＝０．５＊（１／６０＊ω＋１）ａｎｄ  ξＫ≦１
ζｋ＝０．６＋０．４＊ｅｘｐ（−（ω−６０）／（３０−１０／２６＊（Ｄ／Ｔ−２４）））  ａｎｄ  ζｋ≦１
但、Ｄ／Ｔ：ＤＫ継手の主管径厚比、ω（°）：ＤＫ継手の開角、ξｋ＊ζＫ：初期剛性変換係数。
【００１５】
６．３および／または５記載の構造設計方法を用いて築造された経済性かつ信頼性に優れた立体トラス鋼管構造物。
【００１６】
７．ＤＫ継手構造の建築物の製造において、建築設計により構造部分の規模、使用材料の概要を決定した後、その範囲内で骨組設計および鋼管部材の大きさを決定する部材設計を行い、一方、前記建築設計による構造部分の規模、使用材料から、建築物に作用する設計用荷重を算定する荷重算定を行い、前期骨組設計、部材設計および荷重算定を基に骨組の変形、応力を求め、その後部材と部材の接合部を設計する際、ＤＫ継手の耐力を３記載の方法で求めることを特徴とするＤＫ継手構造の建築物の構造設計方法。
【００１７】
８．ＤＫ継手構造の建築物の製造において、建築設計により構造部分の規模、使用材料の概要を決定した後、その範囲内で骨組設計および鋼管部材の大きさを決定する部材設計を行い、一方、前記建築設計による構造部分の規模、使用材料から、建築物に作用する設計用荷重を算定する荷重算定を行い、前期骨組設計、部材設計および荷重算定を基に骨組の変形、応力を求め、その後部材と部材の接合部を設計する際、ＤＫ継手の初期剛性を５記載の方法で求めることを特徴とするＤＫ継手構造の建築物の構造設計方法。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態をＦＥＭ解析を用いた数値実験により継手の力学的挙動を求め、ＳＫ継手の耐力を「鋼管構造設計施工指針同解説」日本建築学会１９９０改訂による耐力評価式により求めた場合について詳細に説明する。
【００１９】
図１はＳＫ継手１とＤＫ継手２の諸元を示す模式図で、（ａ）はＳＫ継手１の正面図、（ｂ）はＤＫ継手２の正面図を示し、（ｃ）はこれらの継手の主管３と支管４の位置関係を示す側面図である。
【００２０】
ＳＫ継手１またはＤＫ継手２の面内における主管３と支管４の角度を「交角θ」、ＤＫ継手２における二組のＫ継手の支管６間の角度を「開角ω」、支管の間隔を「ｇ」とする。「交角θ」と  支管の間隔「ｇ」は、上記耐力評価式が適用される範囲内の値とする。図２にＤＫ継手２を有する立体円形鋼管トラス５の一例を示す。
【００２１】
図３はＦＥＭ解析の３次元解析モデルを示し、ＳＫ継手１とＤＫ継手２それぞれで主管３の管径Ｄと管厚Ｔ，支管４ａ，４ｂの管径と管厚および交角θは共通とし、ＤＫ継手２の「開角ω」を変化させる。外力は、支管端部に支管軸に沿って、それぞれ支管４ａには圧縮方向、支管４ｂには引張方向の強制変位として与えた  。
鋼管はアイソパラメトリック二次シェル要素で構成し、等方性を有するものとした。本解析では接合部主管部の降伏耐力、最大耐力に着目するため、支管を弾性体として支管の降伏による耐力低下を防ぎ、接合部耐力が確実に得られるようにした。また幾何学的非線形効果を考慮に入れた。
アイソパラメトリックとは、要素形状の内捜と要素変位の内捜に同一の形状関数を用いることを意味し、二次シェル要素とは、四辺形要素の隅だけでなく各辺中間にも節点を持つ内捜次数の高いシェル要素を意味する。アイソパラメトリック二次シェル要素を用いることにより、精度の高い解析が期待される。
【００２２】
主管の構成則は、ヤング率Ｅ＝２０５８００Ｎ／ｍｍ２、降伏応力をσ＝３２５Ｎ／ｍｍ２、降伏後の勾配を１／１００Ｅとし、応力の上限を４９０Ｎ／ｍｍ２なるトリリニアーとした。支管は、ヤング率Ｅ＝２０５８００Ｎ／ｍｍ２の弾性体と仮定した。等方性とは、要素の構成則などの材料特性が、方向によらず同一であることを意味する。
【００２３】
図４は、解析モデルにおける接合部近傍の力学的状況を模式的に示すもので、解析では、支管を弾性体としその端部に支管軸に沿って外力を圧縮、引張方向に強制変位が生じるように負荷し、接合部の耐力劣化が圧縮側支管接合部で先行して生じるとして圧縮側支管接合部の局所変形を、外力として与えた強制変位である支管変位から支管の弾性変形分と主管の剛体移動を表す主管軸変位を差し引いたものとし、支管軸力との関係を求める。
【００２４】
図５は、ＦＥＭ解析の結果得られた支管軸力Ｐと接合部局所変形δの関係を示すもので、本発明では耐力はＰ−δ曲線で接線勾配が初期剛性の１／３になる点で評価する。
【００２５】
図６は、上述の手法により求めたＳＫ継手とＤＫ継手の剛性と耐力の変換係数を開角ω毎に示すもので、（ａ）は初期剛性、（ｂ）は耐力についての変換係数を示し、ＤＫ継手の許容力：ＰＤＫ、初期剛性：ＫＤＫはＳＫ継手の許容力：ＰＳＫ、初期剛性：ＫＳＫとした場合、下式により求まる。
ＰＤＫ＝ξｐ＊ζｐ＊ＰＳＫ                                    （１）
ＫＤＫ＝ξｋ＊ζＫ＊ＫＳＫ                                    （２）
ξｐ＝０．５＊（１／６０＊ω＋１）ａｎｄ  ξｐ≦１
ξＫ＝０．５＊（１／６０＊ω＋１）ａｎｄ  ξＫ≦１
ζｐ＝１−１／１８０＊０．１５／２６＊（Ｄ／Ｔ−２４）＊ω  ａｎｄ  ζｐ≦１
ζｋ＝０．６＋０．４＊ｅｘｐ（−（ω−６０）／（３０−１０／２６＊（Ｄ／Ｔ−２４）））  ａｎｄ  ζｋ≦１
但、Ｄ／Ｔ：ＤＫ継手の主管径厚比、ω（°）：ＤＫ継手の開角、ξｐ＊ζｐ：耐力変換係数、ξｋ＊ζＫ：初期剛性変換係数
尚、本発明において変換係数はＦＥＭ解析と図３の解析モデルを満足する実大のＤＫ継手とＳＫ継手を用いた構造実験を併用したり、ＦＥＭ解析か実大構造実験のいずれか一つによって求めることが可能である。
【００２６】
本発明に係る耐力・初期剛性算出式は以下のように具体化される。
【００２７】
図７は、立体トラス鋼管構造設計フローチャートで構造設計に注目したものを示し、建築設計において建築物の全体を計画設計し、敷地と建築物の位置関係や構造部分の規模、使用材料の概要を決定される。
【００２８】
建築設計で決定された範囲内で構造骨組の中心線形状（骨組設計）および構造部材（鋼管）の大きさを決定する部材設計を行い、一方、前記建築設計による構造部分の規模、使用材料から、法令に従って建築物に作用する設計用荷重を算定する荷重算定を行い、前期骨組設計、部材設計および荷重算定を基に骨組の変形・応力を求める構造解析を行い、法令に定める変形・応力の許容値と比較する「変形・応力照査」を行う。
【００２９】
変形・応力の値がそれらの許容値よりも小さければ、照査は可で、許容値より大きければ不可となり、再度部材設計、構造解析を行う。
【００３０】
次に、部材と部材との接合部の設計を行い、その際、本発明に係る算出式により耐力、初期剛性を求め、構造解析により求めた継手応力と対比し、継手耐力が継手応力より大きければ可で、小さければ、継手主管部分を増厚するなどの手段により継手耐力を増加させる。
【００３１】
上述の手法による構造設計で築造された立体トラス円形鋼管構造物は、継手の構造設計の精度が向上するため、使用材料の選定や安全率の設定が適切なものとなり信頼性かつ経済性に優れたものとなる。
【００３２】
【実施例】
本発明の効果を確認するため、主要諸元（主管径Ｄ，主管厚Ｔ，支管径ｄ、交角θ、開角ω、支管間隔ｇ）の同じＳＫ継手，ＤＫ継手を対象に外力を負荷する構造実験とＦＥＭ解析を行い、降伏耐力の実際値をＦとして両者の耐力、初期剛性の対比を行った。
【００３３】
実施例１は、ＳＫ継手の構造実験で求めた耐力、初期剛性から本発明に係る変換係数算定式によりＤＫ継手の耐力、初期剛性を求め、構造実験によって求めたＤＫ継手のそれらと対比した例で、実施例２、３は実施例１における開角ωを変化させた場合を示す。
【００３４】
実施例４，５、６は実施例１、２，３の構造実験に代わりＦＥＭ解析を行った場合を示す。
【００３５】
実施例１〜６から明らかなように、本発明によれば安全側となるように精度良くＤＫ継手の耐力、初期剛性を求めることが可能である。
【００３６】
（実施例１）Ｄ＝３１８．５ｍｍ，Ｔ＝９．３７ｍｍ，Ｆ＝３．３．ｔｏｎｆ／ｃｍ２，ｄ＝１００ｍｍ，θ＝６０°、ω＝３０°、ｇ＝５．８０ｍｍ，ｎ＝０なる試験体の構造実験によると、ＳＫ継手の耐力はＰＳＫ＝３２３．４ｋＮ，初期剛性はＫＳＫ＝３８３８ｋＮ／ｃｍであった。
【００３７】
本発明に係る変換係数算定式（１）〜（６）を用いると、ξｐ＝０．７５０、ζｐ＝０．９９０、ξｋ＝０．７５０，ζｋ＝１．０００であり、ＤＫ継手の耐力はＰＤＫ＝０．７５０＊０．９９０＊３２３．４＝２４０．１ｋＮ，初期剛性はＫＤＫ＝０．７５０＊１．０００＊３８３８＝２８７９ｋＮ／ｃｍと求められた。
【００３８】
ＤＫ継手の構造実験では、耐力はＰＤＫ＝２７４．９ｋＮ，初期剛性はＫＤＫ＝３０７０ｋＮ／ｃｍと得られ、精度良く安全側に評価していることが確認された。
（実施例２）Ｄ＝３１８．５ｍｍ，Ｔ＝９．３７ｍｍ，Ｆ＝３．３．ｔｏｎｆ／ｃｍ２，ｄ＝１００ｍｍ，θ＝６０°、ω＝６０°、ｇ＝５．８０ｍｍ，ｎ＝０なる試験体の構造実験によると、ＳＫ継手の耐力はＰＳＫ＝３２３．４ｋＮ，初期剛性はＫＳＫ＝３８３８ｋＮ／ｃｍであった。
【００３９】
本発明に係る変換係数算定式（１）〜（６）を用いると、ξｐ＝１．０００、ζｐ＝０．９８１、ξｋ＝１．０００，ζｋ＝１．０００であり、ＤＫ継手の耐力はＰＤＫ＝１．０００＊０．９８１＊３２３．４＝３１７．３ｋＮ，初期剛性はＫＤＫ＝１．０００＊１．０００＊３８３８＝３８３８ｋＮ／ｃｍと求められた。
【００４０】
ＤＫ継手の構造実験では、耐力はＰＤＫ＝３２６．６ｋＮ，初期剛性はＫＤＫ＝３９１０ｋＮ／ｃｍと得られ、精度良く安全側に評価していることが確認された。
（実施例３）Ｄ＝３１８．５ｍｍ，Ｔ＝５．４６ｍｍ，Ｆ＝３．３．ｔｏｎｆ／ｃｍ２，ｄ＝１００ｍｍ，θ＝６０°、ω＝９０°、ｇ＝５．８０ｍｍ，ｎ＝０なる試験体のＦＥＭ解析によると、ＳＫ継手の耐力はＰＳＫ＝１１６．１ｋＮ，初期剛性はＫＳＫ＝９８９ｋＮ／ｃｍであった。
【００４１】
本発明に係る変換係数算定式（１）〜（６）を用いると、ξｐ＝１．０００、ζｐ＝０．９０２、ξｋ＝１．０００，ζｋ＝０．６６８であり、ＤＫ継手の耐力はＰＤＫ＝１．０００＊０．９０２＊１１６．１＝１０４．７ｋＮ，初期剛性はＫＤＫ＝１．０００＊０．６６８＊９８９＝６６０．７ｋＮ／ｃｍと求められた。
【００４２】
ＤＫ継手の構造実験では、耐力はＰＤＫ＝１１９．６ｋＮ，初期剛性はＫＤＫ＝９０１ｋＮ／ｃｍと得られ、精度良く安全側に評価していることが確認された。
（実施例４）Ｄ＝６００ｍｍ，Ｔ＝１．２ｍｍ，Ｆ＝３．３．ｔｏｎｆ／ｃｍ２，ｄ＝２００ｍｍ，θ＝６０°、ω＝３０°、ｇ＝１１．５５ｍｍ，ｎ＝０なる構造モデルのＦＥＭ解析によると、ＳＫ継手の耐力はＰＳＫ＝６９８．１ｋＮ，初期剛性はＫＳＫ＝１１５１．５ｋＮ／ｃｍであった。
【００４３】
本発明に係る変換係数算定式（１）〜（６）を用いると、ξｐ＝０．７５０、ζｐ＝０．９７５、ξｋ＝０．７５０，ζｋ＝１．０００であり、ＤＫ継手の耐力はＰＤＫ＝０．７５０＊０．９７５＊６９８．１＝５１０．５ｋＮ，初期剛性はＫＤＫ＝０．７５０＊１．０００＊１１５１．５＝８６３６ｋＮ／ｃｍと求められた。
【００４４】
ＤＫ継手のＦＥＭ解析では、耐力はＰＤＫ＝５１９．４ｋＮ，初期剛性はＫＤＫ＝８８２０ｋＮ／ｃｍと得られ、精度良く安全側に評価していることが確認された。
（実施例５）Ｄ＝６００ｍｍ，Ｔ＝２．５ｍｍ，Ｆ＝３．３．ｔｏｎｆ／ｃｍ２，ｄ＝２００ｍｍ，θ＝６０°、ω＝６０°、ｇ＝１１．５５ｍｍ，ｎ＝０なる構造モデルのＦＥＭ解析によると、ＳＫ継手の耐力はＰＳＫ＝１７８５．０ｋＮ，初期剛性はＫＳＫ＝３６４８６ｋＮ／ｃｍであった。
【００４５】
本発明に係る変換係数算定式（１）〜（６）を用いると、ξｐ＝１．０００、ζｐ＝１．０００、ξｋ＝０．７５０，ζｋ＝１．０００であり、ＤＫ継手の耐力はＰＤＫ＝１．０００＊１．０００＊１７８５．０＝１７８５．０ｋＮ，初期剛性はＫＤＫ＝１．０００＊１．０００＊３６４８６＝３６４８６ｋＮ／ｃｍと求められた。
【００４６】
ＤＫ継手のＦＥＭ解析では、耐力はＰＤＫ＝１８１８．９ｋＮ，初期剛性はＫＤＫ＝３７２８９ｋＮ／ｃｍと得られ、精度良く安全側に評価していることが確認された。
（実施例６）Ｄ＝６００ｍｍ，Ｔ＝１．２ｍｍ，Ｆ＝３．３．ｔｏｎｆ／ｃｍ２，ｄ＝２００ｍｍ，θ＝９０°、ω＝１２０°、ｇ＝１１．５５ｍｍ，ｎ＝０なる構造モデルのＦＥＭ解析によると、ＳＫ継手の耐力はＰＳＫ＝６４９．０ｋＮ，初期剛性はＫＳＫ＝１０２３６ｋＮ／ｃｍであった。
【００４７】
本発明に係る変換係数算定式（１）〜（６）を用いると、ξｐ＝１．０００、ζｐ＝０．９００、ξｋ＝１．０００，ζｋ＝０．６２０であり、ＤＫ継手の耐力はＰＤＫ＝１．０００＊０．９００＊６４９．０＝５８４．１ｋＮ，初期剛性はＫＤＫ＝１．０００＊０．６２０＊１０２３６＝６３４６ｋＮ／ｃｍと求められた。
【００４８】
ＤＫ継手のＦＥＭ解析では、耐力はＰＤＫ＝５８６．０ｋＮ，初期剛性はＫＤＫ＝６４４８ｋＮ／ｃｍと得られ、精度良く安全側に評価していることが確認された。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば精度良くＤＫ継手の耐力・初期剛性が求められるため、信頼性かつ経済性に優れた立体トラス構造物の構造設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＳＫ継手とＤＫ継手を説明するもので、（ａ）はＳＫ継手の正面図、（ｂ）はＤＫ継手の正面図、（ｃ）はＳＫ継手とＤＫ継手の側面図を示す。
【図２】本発明が適用される立体円形鋼管トラス構造の一例を示す斜視図。
【図３】ＦＥＭ解析モデルを示し、（ａ）はＤＫ継手の正面図、（ｂ）はＳＫ継手の正面図を示し、（ｃ）はＤＫ継手、ＳＫ継手の側面図を示す。
【図４】解析モデルにおける接合部近傍の力学的状況を説明する図。
【図５】支管軸力と接合部局所変形を模式的に示す図。
【図６】ＳＫ継手とＤＫ継手の初期剛性と耐力の変換係数を示す図で（ａ）は初期剛性の変換係数、（ｂ）は耐力の変換係数を示す図。
【図７】立体トラス鋼管構造設計フローチャートを示す図。
【符号の説明】
１    ＳＫ継手
２    ＤＫ継手
３    主管
４    ４ａ，４ｂ  支管
５    立体円形鋼管トラス
【図１】
2004169442.tif 000004
【図２】
2004169442.tif 000005
【図３】
2004169442.tif 000006
【図４】
2004169442.tif 000007
【図５】
2004169442.tif 000008
【図６】
2004169442.tif 000009
【図７】
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