(57)【要約】【課題】鋼構造物の脆性破壊を比較的低コストで防止できる表層部の脆性破壊発生阻止特性が高く、強度が高い鋼材の利用する塑性座屈後の脆性破壊特性に優れた中空鋼構造物を提供する。【解決手段】厚みが２０ｍｍ以上の鋼材からなる中空鋼構造物であって、  前記鋼材における、下記（Ａ）式および（Ｂ）式を満足する厚さ２ｍｍ以上の表裏両表層部が、最低使用温度より１２０℃低い温度でのＩＳＯ１２７３７に準拠した標準破壊靭性試験によって最大荷重を呈した後まで脆性破壊が生じないほど脆性破壊発生阻止特性に優れており、かつ、前記鋼材の表裏両表層部の降伏応力が、下記（Ｃ）式を満足することを特徴とする塑性座屈後の脆性破壊特性に優れた中空鋼構造物。    ０＜ｃ＜０．３７５・・・（Ａ）    ０．５（１−１／ｂ）＜ｃ＜０．５（１−ｂ／１．０５）／（１−ｂ）・・・（Ｂ）    １．０５＜ｂ＜４・・・（Ｃ）  ここに、ｃ：表裏面からの厚みの全厚に対する割合          ｂ：表裏両表層部の降伏応力の鋼材中心部の降伏応力に対する割合  【選択図】図３
2005305499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが２０ｍｍ以上の鋼材からなる中空鋼構造物であって、
前記鋼材における、下記（Ａ）式および（Ｂ）式を満足する厚さ２ｍｍ以上の表裏両表層部が、最低使用温度より１２０℃低い温度でのＩＳＯ１２７３７に準拠した標準破壊靭性試験によって最大荷重を呈した後まで脆性破壊が生じないほど脆性破壊発生阻止特性に優れており、かつ、前記鋼材の表裏両表層部の降伏応力が、下記（Ｃ）式を満足することを特徴とする塑性座屈後の脆性破壊特性に優れた中空鋼構造物。
０＜ｃ＜０．３７５・・・（Ａ）
０．５（１−１／ｂ）＜ｃ＜０．５（１−ｂ／１．０５）／（１−ｂ）・・・（Ｂ）
１．０５＜ｂ＜４・・・（Ｃ）
ここに、ｃ：表裏面からの厚みの全厚に対する割合
ｂ：表裏両表層部の降伏応力の鋼材中心部の降伏応力に対する割合
【請求項２】
前記鋼構造物は溶接部を含み、該溶接で組み立てた中空構造物であって、溶接部の降伏応力が鋼板部の降伏応力のｂ／（２ｃ（ｂ−１）＋１）倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の塑性座屈後の脆性破壊特性に優れた中空鋼構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空部の塑性座屈後の脆性破壊特性に優れた中空鋼構造物に関し、特に、曲げや材軸方向の圧縮を受ける、例えば、パイプライン、タンク、建築鋼構造物、海洋構造物、鋼製橋脚などの、中空部の塑性座屈後の脆性破壊特性に優れた中空鋼構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常の鋼構造物は、通常の使用条件に対して一般に弾性設計がなされている。しかしながら、大地震などで通常の使用条件を大きく超える曲げや材軸方向の圧縮を受ける可能性のあるパイプラインやタンク、圧力容器、海洋構造物、橋脚などの中空鋼構造物では、まず地震などによる過大な圧縮応力を受けて中空部などで座屈し、次に、その座屈部位が引張を受けて脆性破壊することがある。これは、中空部材では、中実断面部材に比べ、側壁が局所的な塑性座屈を起こしやすく、一旦塑性座屈すれば歪集中のために座屈部位の鋼材破壊靭性が低下して脆性破壊の危険度が高まるためである。
例えば、パイプラインでは、地震による地すべりや断層による局部的に過大な曲げ変形を受けて塑性座屈を起こす可能性がある。この塑性座屈の判定条件は、例えばＤＮＶ規格（非特許文献１参照。）などで定式化されているが、鋼材の全厚での降伏応力を基準としたものである。また、脆性破壊防止のための破壊靭性規定について明確化されているものはなく、シャルピー吸収エネルギーの規定がなされている程度であり、座屈部からの脆性破壊については全く考慮されていないのが現状である。
【０００３】
また、建築構造物においては、鋼材の破壊靭性にかかわらず、大地震に対してある一定の塑性変形能力を持つものとして耐震設計されており、各々の建築構造物の有する塑性変形能力は鋼材の全厚での引張り特性を基にした構造解析により判断されている。このため、全厚の引張特性は従来のままで構造物として座屈特性のみが向上することが望ましいと考えられる。
また、兵庫県南部地震での一部の被災鉄骨建築構造物で構造部材の脆性破断が観察されたことから、建築用鋼材にも破壊靭性が要求されるようになってきた。このような脆性破断の観察された部位の多くは柱梁接合部等の構造的な応力集中をもつ溶接部であり、これらの部位に対する必要な破壊靭性が提言されている。しかしながら、部材が著しい曲げや圧縮を受ける場合、上記のような構造的な応力集中部から離れた位置でも局部座屈により大きな塑性変形を生じ、鋼材が折りたたまれるように塑性座屈を生じることがある。さらに、地震により反対方向の負荷が作用した場合、予め溶接欠陥やき裂がなくても折りたたまれた座屈部内側の表面を起点として脆性破壊が生じた事例が報告されている（非特許文献２、３参照。）。
このような塑性座屈をした鋼材は、著しく破壊靭性が低下することが、予歪による鋼材の靭性低下や冷間加工材の靭性低下として知られている（非特許文献４参照。）。
塑性座屈部から脆性破壊が発生した場合、座屈した部位は破壊靭性が低下することから、容易に脆性き裂が伝播し、パイプラインやタンクでは伝播したき裂部から内容物が漏洩したり、海洋構造物や建築構造物では部材の脆性破断による倒壊、鋼製橋脚では橋の倒壊等に至る可能性がある。
【０００４】
このような脆性破壊を防止するためにはまず部材の座屈を防止することが必要であり、部材の塑性座屈強度を増すためには鋼材の強度を増す必要があるが、たとえば、建築鉄骨に用いる場合などでは、柱と梁の強度のバランスを考慮して塑性変形により地震の振動を梁部材で吸収する設計がなされることもあり、むやみに部材の強度を上げることはできない。
現状の鋼構造物の座屈後の脆性破壊に向けた対応としては、例えば、鋼製橋脚の分野で予歪による靭性低下を考慮して、あらかじめ高い靭性を持つ鋼材を適用する設計が（非特許文献５参照。）などに取り入れられているが、座屈による歪が大きい場合、必ずしも十分な特性ではなかった。
一方、タンクや船舶、建築の分野では冷間加工等により歪を受けた部位の靭性について配慮した部材の脆性破壊の研究はなされているものの、塑性座屈後の脆性破壊防止については検討がなされていなかった。
【非特許文献１】DET Norske Veritas:Rules for Submarine Pipeline Systems,1996.
【非特許文献２】日本建築学会近畿支部鉄骨構造部会：1995年兵庫県南部地震鉄骨造建物被害調査報告書
【非特許文献３】半田恒久ら：兵庫県南部地震により座屈した鋼材の脆性破壊発生機構、材料とプロセス、Vol.10，No.3，p468，1997
【非特許文献４】吉成仁志ら：圧縮予ひずみを受けた鋼材からの延性・脆性破壊挙動、日本造船学会論文集、第190号、p559、2001など
【非特許文献５】（社）日本道路協会：道路橋示方書（Ｉ共通編・II鋼橋編）・同解説、2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
中空の構造物の塑性座屈後の脆性破壊を防止するためには、鋼構造物の座屈の生じる可能性のある部位すべてにニッケルを含有する低温用鋼など破壊靭性が極めて高い鋼材を用いる方法が考えられるが、地震による破壊被害の確率などを考慮すると母材そのものがかなり高価格になるという問題が考えられる。また、塑性座屈強度自体も素材の強度に応じた従来並みとなるため利点は少なかった。
そこで、本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、鋼構造物の脆性破壊を比較的低コストで防止できる表層部の脆性破壊発生阻止特性が高く、強度が高い鋼材を利用する塑性座屈後の脆性破壊特性に優れた中空鋼構造物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前述の課題を解決するため、鋭意検討の結果なされたものであり、表層部の脆性破壊発生阻止特性が高く、強度が高い鋼材を中空部材によって構成される鋼構造物に用いることによって、鋼構造物の塑性座屈強度を向上させ、もし、塑性座屈が生じても座屈部からの脆性破壊を防止することができ、また、溶接部からの先行座屈を防止することによって該溶接部からの脆性破壊も防止することができる塑性座屈後の脆性破壊特性に優れた中空鋼構造物を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）厚みが２０ｍｍ以上の鋼材からなる中空鋼構造物であって、
前記鋼材における、下記（Ａ）式および（Ｂ）式を満足する厚さ２ｍｍ以上の表裏両表層部が、最低使用温度より１２０℃低い温度でのＩＳＯ１２７３７に準拠した標準破壊靭性試験によって最大荷重を呈した後まで脆性破壊が生じないほど脆性破壊発生阻止特性に優れており、かつ、前記鋼材の表裏両表層部の降伏応力が、下記（Ｃ）式を満足することを特徴とする塑性座屈後の脆性破壊特性に優れた中空鋼構造物。
０＜ｃ＜０．３７５・・・（Ａ）
０．５（１−１／ｂ）＜ｃ＜０．５（１−ｂ／１．０５）／（１−ｂ）・・・（Ｂ）
１．０５＜ｂ＜４・・・（Ｃ）
ここに、ｃ：表裏面からの厚みの全厚に対する割合
ｂ：表裏両表層部の降伏応力の鋼材中心部の降伏応力に対する割合
（２）前記鋼構造物は溶接部を含み、該溶接で組み立てた中空構造物であって、溶接部の降伏応力が鋼板部の降伏応力のｂ／（２ｃ（ｂ−１）＋１）倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の塑性座屈後の脆性破壊特性に優れた中空鋼構造物。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、表層部の脆性破壊発生阻止特性が高く、強度が高い鋼材を中空部材によって構成される鋼構造物に用いることによって、鋼構造物の塑性座屈強度を向上させ、もし、塑性座屈が生じても座屈部からの脆性破壊を防止することができ、また、溶接部からの先行座屈を防止することによって該溶接部からの脆性破壊も防止することができる塑性座屈後の脆性破壊特性に優れた中空鋼構造物を提供することができるうえ、具体的には以下のような産業上有用な著しい効果を奏する。
本発明の表層高強度高靭性鋼でからなる中空部材で形成した鋼構造物は、地震時などの想定以上の負荷が部材に作用する場合、全厚引張試験により同等強度を有する鋼材で形成した場合と同等の構造物の変形によるエネルギー吸収性能確保しつつ、塑性座屈を効果的に防止し、仮に塑性座屈してもその部位から脆性亀裂が発生することを効果的に防止し、地震などによる鋼構造部材および鋼構造物の一部または全体の崩壊を回避することができ、被害を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、鋼構造物を構成するパイプライン、タンク、建築構造物、海洋構造物、鋼製橋脚などの曲げや材軸方向に圧縮負荷を受ける中空構造部材に表層高靭性高強度の鋼材を用いることを特徴とするものであるが、本発明に用いる表層高靭性高強度の鋼材とは、全厚が２０ｍｍ以上で、下記（Ａ）式および（Ｂ）式を満足する厚さ２ｍｍ以上の表裏両表層部が、最低使用温度より１２０℃低い温度でのＩＳＯ１２７３７に準拠した標準破壊靭性試験によって最大荷重を呈した後まで脆性破壊が生じないほど脆性破壊発生阻止特性に優れており、かつ、前記鋼材の表裏両表層部の降伏応力が、下記（Ｃ）式を満足する鋼材である。
０＜ｃ＜０．３７５・・・（Ａ）
０．５（１−１／ｂ）＜ｃ＜０．５（１−ｂ／１．０５）／（１−ｂ）・・・（Ｂ）
１．０５＜ｂ＜４・・・（Ｃ）
ここに、ｃ：表裏面からの厚みの全厚に対する割合
ｂ：表裏両表層部の降伏応力の鋼材中心部の降伏応力に対する割合
このような鋼材を用いて図１のような中空の鋼構造物を形成することによって、鋼構造物の塑性座屈強度を向上させ、もし、塑性座屈が生じても座屈部からの脆性破壊を防止することができる。
図１において、１は本発明の中空構造部材、２は表層の高強度高靭性部、３は鋼材内部を示す。
ここで、標準破壊靭性試験とは、ＩＳＯ１２７３７に規定されている３点曲げ破壊靭性試験を示しており、例えば、図２に示すように、まず、試験片４に機械ノッチ７を導入し、押しポンチ５に繰り返し荷重を与えることで機械ノッチ７の先端に疲労亀裂６を導入し、機械ノッチ７と疲労き裂６の長さの総和が試験片４の幅の０．４５〜０．５５倍になるようにし、この試験片４を所定の温度でポンチ５に単調な圧縮負荷を与えることで３点曲げを行い破壊させることにより破壊靭性を求める試験法である。
【０００９】
本発明では部材の表面から板厚のｃ倍の深さまでの表層部を供試材として採取し、その全厚を用いて試験片４を作製し、最低使用温度より１２０℃低い温度で、標準破壊靭性試験を行い最大荷重を通過し、試験荷重が低下しても脆性破壊が発生しないことを確認することが必要である。
鋼板の厚さに関して、鋼材の脆性破壊が板厚が薄くなると脆性破壊が生じにくく、特にその傾向が２０ｍｍ以下で著しいことや薄肉の中空部材は弾性座屈による圧潰や崩壊が起こりやすくなるため、塑性座屈は問題になりにくく、鋼板の最小厚さを２０ｍｍに限定した。
表層の高靭性高強度の最低厚みは、座屈後に脆性破壊した種々の鋼材を調査した結果、脆性亀裂は鋼材の表面から２ｍｍ以内で生じることが判明したため、最低厚みを限定した。
また、表層高強度高靭性鋼の表層部の厚みと板厚中央部の降伏応力に対する板表層部の降伏強度の割合との関係を示した（Ｂ）式の意味するところは、表面が降伏する条件でも板厚中央部が降伏しない条件と塑性座屈強度が材質一様部材よりも高くなる条件を巧みに組み合わせたものであり、この条件をグラフ化すると、図３の斜線部となる。
鋼材表層の高強度部を厚くすると曲げ座屈特性を大きく向上させることが可能となるが、内部との強度さが大きくなるため、鋼材の圧延や熱処理の技術で作製するのは困難になるため、鋼材を張り合わせる等の加工が必要となり、材料の価格面でのメリットが失われることがあるため、注意が必要である。
【００１０】
本発明でいう中空部材で構成される構造物とは、パイプライン、建築鉄骨の柱材や海洋構造物のブレースなどであり、角形鋼管、円形鋼管など単体、またはこれらを選択的に組み合わせた構造物、またはタンクや鋼製橋脚など厚鋼板を溶接により接合して中空構造したものである。ここで、溶接する際の溶接材料には、基本的には普通鋼材に用いるものを使用してよいが、本発明の効果を発揮させるためには座屈以前に溶接部から破壊しないよう、十分な溶接部靭性を持つ溶接材料を選択し、欠陥や過度な応力集中が無いように施工することが望ましい。
そこで、溶接によって該中空構造部材を組み立てる際には溶接部の降伏応力が鋼板部の降伏応力のｂ／（２ｃ（ｂ−１）＋１）倍以上であることを条件とした。この条件式は溶接部の降伏応力が表層高強度高靭性鋼の表層部の降伏応力以上であることを表した式である。ｂに対するこの式の値を図４に示した。この式の値のｂに対して最大となる条件はｃが  （Ｂ）式で示した範囲で最も小さい場合である。また、表層部の降伏応力は全厚の降伏応力の高々１．３３倍であることから、この値以上となる溶接材料を用いればより簡易に本発明の効果を発現することができる。
また、圧延や熱処理技術によって製造された表層高強度高靭性材料を用いる場合には溶接部の熱影響部で表層が高靭性高強度である特性が失われる場合があるが、この溶接熱影響部の幅が板厚の１／４以下程度であれば溶接金属部と表層高強度高靭性材の高強度部の拘束により、座屈性能に対して影響はない。
【実施例１】
【００１１】
実構造物での座屈破壊試験は極めて高価なため、ここではまず、本発明の効果を発現できる小型の部材を用いて座屈部のモデル試験を行い、破壊性能を評価することにした。そこで、図５の試験体８であって、厚み３５ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ４００ｍｍのＪＩＳ  Ｇ  ３１０６−ＳＭ４９０Ｂに相当する一般の鋼材と同規格に相当する表層高靭性高強度鋼を用いた曲げ試験を行い、座屈部からの脆性破壊発生特性を比較評価した。
脆性破壊発生特性評価試験の前に、材料試験を行った。破壊靭性試験片は表層付近４．５ｍｍから採取、３点曲げによる標準破壊靭性試験を行い、表層高靭性高強度鋼の−１４０℃において脆性破壊は生じなかったが−１６０℃では脆性破壊が生じた。比較鋼の一般材では−８０℃において脆性破壊は生じなかったが−１００℃では脆性破壊が生じた。
また、全厚引張試験により、表層高靭性高強度鋼の降伏応力は３９２Ｎ／ｍｍ2であることを確認した。一方、厚さ３ｍｍの薄板を板厚中央部と表層部から切り出し、引張試験した結果、それぞれ降伏応力は３５２Ｎ／ｍｍ2と４４３Ｎ／ｍｍ2であった。一方、全厚引張による比較一般材の降伏応力は３９２Ｎ／ｍｍ2であり、板厚中央部と表層部の降伏応力はそれぞれ３８２Ｎ／ｍｍ2と４００Ｎ／ｍｍ2であった。つまり、表層高靭性高強度鋼ではｂ＝１．２５９、一般鋼ではｂ＝１．０４８であった。また、表層高靭性高強度鋼のｃは０．１４であった。
【００１２】
脆性破壊発生特性評価試験は表層高靭性高強度鋼の場合、−２０℃、−４０℃、−６０℃、で各３本づつ実施し、比較一般鋼では＋４０℃、＋２０℃、０℃で各３本づつ実施した。まずはじめに図６のように先端に半径１０ｍｍの曲率を持つポンチ５を試験体中央部に押し付け試験片端部の角度が３５°になるように３点曲げを行った。座屈開始の目安となる降伏荷重は、表層高靭性高強度鋼の場合、強度が内部と表層で一様な材料に比べて１３％荷重が高いことをあらかじめ数値解析により確認した。また、実験により降伏荷重は表層高靭性高強度鋼の場合の方が比較の一般材の材料に比べて１１％高いことを確認した。
また、表層高靭性高強度鋼が降伏する程度の荷重では降伏応力の差を考慮しても、比較一般鋼では大きな塑性変形が発生しており、明らかに表層高靭性高強度鋼の部材の座屈性能が高い。
【００１３】
次に、図７に示すように試験片を反転させ逆曲げを行った。この結果、表層高靭性高強度鋼の場合、−２０℃ではすべてが脆性破壊せず、−４０℃、では３体の内１体が逆曲げを開始した直後ほとんど弾性変形の内に脆性破壊し、残り２体は延性亀裂が発生し角度を１０°まで戻しても脆性破壊しなかった。また、−６０℃では３体の内２体が逆曲げを開始した直後ほとんど弾性変形の内に脆性破壊し、残り１体は延性亀裂が発生し角度を１０°まで戻しても脆性破壊しなかった。
一方、比較一般鋼では＋４０℃ではすべてが脆性破壊せず、２０℃、では３体の内１体が逆曲げを開始した直後ほとんど弾性変形の内に脆性破壊し、残り２体は延性亀裂が発生し角度を１０°まで戻しても脆性破壊しなかった。また、０℃では３体の内２体が逆曲げを開始した直後ほとんど弾性変形の内に脆性破壊し、残り１体は延性亀裂が発生し角度を１０°まで戻しても脆性破壊しなかった。
上記の実験では初めの座屈負荷で比較鋼による部材の変形を表層高靭性高強度鋼と同様にしたが、実際の構造物では分材強度に応じた設計が行われていることから、比較鋼の部材での最大曲げ荷重と同様の荷重を表層高靭性高強度鋼部材に与え、破壊実験を行った。この際、試験温度は−１４０℃とし、３繰り返し試験を行った。この結果、表層高靭性高強度鋼部材では初めの曲げ負荷で１０°程度の変形しか起こらず、逆曲げを行ってもいずれの試験片も脆性破壊を起こさなかった。
以上のことから本発明の効果を確認した。
ただし、板材は圧縮や曲げによる弾性座屈が容易に起こるため、平板のまま構造部材として利用されることは少なく、構造物としての本発明の有効性はないため、板材は請求項に含めなかった。
【実施例２】
【００１４】
当該の構造物試験体１３として、管厚２１ｍｍ、直径３１０ｍｍ、長さ１０ｍで降伏応力が−４０℃で４６０Ｎ／ｍｍ2でｂ＝１．１８、ｃ＝０．１５の表層高強度高靭性鋼と０℃で同じ強度となる板厚方向に強度靭性の小さい一般の鋼材を用いたパイプとを作製し、窒素ガスを充填し１０気圧の内圧を付与した。この状態で本発明の部材は−４０℃で、一般の部材は０℃で曲げ試験を行い座屈部の脆性破壊性能を比較した。材料の破壊特性を確認するため、曲げ試験に先立ち、表層部の破壊靭性試験を行ない、破壊特性を確認したところ、−１６０℃で最大荷重まで脆性き裂が生じないことを確認し、−１９６℃では脆性破壊した。一方、一般鋼材では−１２０℃で最大荷重まで脆性き裂が生じないことを確認し、−１４０℃では脆性破壊した。
曲げ試験は二段階に行い、第一段階として図８の様に４点曲げにより試験体の中央部を約１０°の角度に曲げ塑性座屈を生じさせた。この段階では変形挙動の差は見られなかった。
第二段階として４点曲げを中止しパイプの端部を図９のように強制変位を与えることで９０°の角度まで曲げを行った。どちらのパイプも局部座屈が進行し圧縮曲げを受ける曲げの内側部分が折りたたまれるように大きく塑性変形したが、この変形の途中、本発明のパイプでは曲げ最大荷重が７％高く、最大荷重変形角４°大きかった。この結果、塑性座屈に対する抵抗の大きさが確認できた。
このあと、試験体を約３０°まで曲げ戻しすると、どちらのパイプも脆性亀裂が生じずに延性亀裂が発生し、座屈部から窒素ガスが漏洩した。このことから請求項１の鋼材表層部の降伏応力の規定と破壊靭性の規定が有効であることを確認した。
【実施例３】
【００１５】
実施例２の試験体１３を長さ５ｍずつの実施例２に記載の表層高強度高靭性鋼パイプを用いて、中央部でＣＯ2溶接により周溶接を行い接合した。このときの溶接部の降伏応力は５０６Ｎ／ｍｍ2であった。この試験体を用いて実施例２と同様の実験を−４０℃で行ったところ、局部座屈は溶接部から５０ｍｍ離れた位置で生じ、請求項２の溶接部降伏応力規定が有効であることを確認した。
【実施例４】
【００１６】
当該の構造物試験体１８として、管厚２０ｍｍ、一片が３５０ｍｍ、長さ５ｍの降伏応力が０℃で３５８Ｎ／ｍｍ2でｂ＝１．２、ｃ＝０．１７の表層高強度高靭性鋼板を用いて冷間加工と溶接により作製された角型鋼管の端部を図１０に示すように地面に対しコンクリート中に４５°の角度で埋め込んだ。なお、角型鋼管の４つ角の曲率は６０ｍｍであった。
材料の破壊特性を確認するため、曲げ試験に先立ち、表層部の破壊靭性試験を行ない、破壊特性を確認したところ、−１２０℃で最大荷重まで脆性き裂が生じず、−１４０℃では脆性破壊することを確認した。
この試験体を３体用意し、それぞれ温度０℃、−２０℃、−４０℃で自由端部に繰り返し曲げ負荷を与え、鋼管根元部の破壊実験を行った。曲げ載荷は試験体に対して４５°の角度で行った。つまり、地面に水平に引張ることで、図１１のように地面と垂直になるように曲げ起こし、その後除荷した。このとき試験体の圧縮曲げ側の根元部は塑性座屈し、外板が折りたたまれた状態になった。
このあと、反対方向に載荷し、曲げ戻しを行った。０℃では３０°曲げ戻しても脆性破壊しなかったが、−２０℃では５°戻した時点で、また−４０°では２°程度戻した塑性化が開始した時点で脆性破壊を起こし、部材断面の約６０％が破断した。
このことから請求項１に示した表層部の破壊靭性規定が有効であることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の中空構造部材を例示する図である。
【図２】標準破壊靭性試験法を示す図である。
【図３】係数ｂと係数ｃの有効範囲を示す図である。
【図４】降伏強度上昇期待値または溶接部の必要降伏強度を示す図である。
【図５】実施例１の試験体を示す図である。
【図６】実施例１の座屈を模擬した曲げ試験方法を示す図である。
【図７】実施例1の逆曲げ方法を示す図である。
【図８】実施例２の一次曲げ方法を示す図である。
【図９】実施例2の二次曲げ方法を示す図である。
【図１０】実施例４の試験体試験方法を示す図である。
【図１１】実施例４の座屈曲げ状況を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  本発明の中空部材
２  表層の高強度高靭性部
３  鋼材内部
４  表層部試験片
５  押しポンチ
６  疲労き裂
７  機械ノッチ
８  試験材
９  曲げ角度
１０  冷却槽
１１  冷却用アルコール
１２  曲げ受け冶具
１３  試験体パイプ
１４  ４点曲げ用押し治具
１５  可動台車
１６  固定台車
１７  反力壁
１８  角型鋼管試験体
１９  油圧ジャッキ
２０  一次曲げ角度
２１  二次曲げ角度
２２  曲げ角度
【図１】
2005305499.tif 000003
【図２】
2005305499.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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