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日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2010年 9 月

ワンサイドボルトを用いた薄鋼板構造性能実験
その 2 薄板 BH 鋼梁の実験結果

薄鋼板構造性能

ワンサイドボルト
断続溶接

正会員
同
同
同

○津田達也 1*
渡辺邦夫 3*
姿健一郎 4*安達 洋 5*同
同
同藤井克紀 2*
揚原茂雄 3*中西三和 5*BH(build.H)形鋼
局部座屈

はじめに
本報は，前報（その 1）に述べた各試験体の実験結果値から求めた主応力度分布図を示した。試験体 A1 では，から破壊状況，荷重－変形曲線，最大耐力について比較せん断に近い応力状態であることがわかる。これに対し検討したものである。て並行に断続溶接した試験体 A2 と千鳥配置で断続溶接し2. 実験結果
2.1 最終破壊状況
各試験体の実験結果一覧を表 1 に示す。また，図 1に試験体 A3 では，加力点に近づくほどその引張主応力が1.

引張及び圧縮の主応力の大きさがほぼ等しいことから純た試験体 A3 では引張の応力が大きくなる傾向があり，特表1及び写真 1 に，試験体 A1~A3 の座屈部位と座屈状況を試験体示す。また，写真 2 に，上下に薄板パネルを配した 6A1A2A3A2-B3.2
A2-B1.6
A2-W3.2
A2-W1.6
A2-B'3.2
A2-B'1.6

体の試験体と薄板パネルの座屈状況を示す。各試験体の最終破壊状況は以下のとおりである。
A1：フランジとウェブを全溶接した試験体である。上下フランジの圧縮および引張降伏後，横座屈止めを装置

実験結果一覧
最大耐力時
荷重[kN] 中央変位[mm]
106.6
25.63
82.1
16.34
82.7
16.42
160.0
35.68
105.8
12.17
180.8
13.07
126.8
10.98
116.5
57.85
93.4
82.18

した曲げモーメント一定区間で，梁がそりを伴う横座屈試験体 A1
試験体 A2

図1試験体 A3
試験体 A1~A3 座屈部位（図 1・写真 1a））が起こり最終破壊に至った。
A2,A3：断続溶接した 2 体の試験体で，断続溶接の長さ，間隔が異なる。断続溶接形状の違いにかかわらず，いずれの試験体とも，曲げモーメント一定区間の断続溶接間a）試験体 A1b）試験体 A2c）試験体 A3
写真 1 試験体 A1~A3 座屈状況で圧縮フランジが局部座屈（図 1・写真 1b），c））した。
A2-B,W：試験体 A2 に対して，上下フランジ部の左右に 1.6mm と 3.2mm のパネルをワンサイドボルトと部分溶接によって接合した 4 体の試験体である。板厚にかかわらず最終破壊は，試験体 A2 と同様に曲げモーメ
ント一定区間の圧縮フランジの局部座屈（写真 2a），b），a）試験体 A2-B3.2b）試験体 A2-B1.6c）試験体 A2-W3.2d）試験体 A2-W1.6e）試験体 A2-B’3.2f）試験体 A2-B’1.6c），d））であるが，同区間におけるパネルの座屈を伴う。また，板厚の違いにより座屈の大きさが変わる。
A2-B’：試験体 A2-B において，左右パネルを接合するために配置した直交梁が通し部材になり単純支持された梁部材が，直交梁を介して接合された試験体である。最終破壊は試験体 A2-B と同様である。
2.2 全溶接と部分溶接の応力度分布
図 2 に試験体 A1~A3 の弾性域とみなせる，荷重が40kN 時のせん断スパン内に貼付したロゼットゲージ測定

図2g）3.2mm パネルh）1.6mm パネル
写真 2 リブ及び薄板パネル座屈状況

弾性域応力度分布図

Experiments on the Performance of Thin Steel Plate Structures Using One-side Bolt

TSUDA Tatsuya

Part2. Test Results of Experiments on BH shaped steel Beam

WATANABE Kunio

AGEHARA Shigeo

SUGATA Kenichiro

NAKANISHI Mitsukazu

ADACHI Hiromi―939―

FUJII Katsunori

増大し圧縮主応力が小さくなる傾向が見られ，応力分布

4.

2.3 荷重－変形曲線の比較
図 3 に各試験体の荷重－変形曲線を比較して示した。

まとめ薄板 BH 鋼梁の 2 点載荷実験を行い検討した結果，以下の知見が得られた。
(1)断続溶接試験体の破壊は断続溶接間の圧縮フランジ

A1,A2,A3 の比較：図 3-a）は全溶接（A1）と断続溶接の局部座屈であり，この座屈を考慮した計算値でほぼ最（A2，A3）の試験体の比較である。最終破壊状況でも大耐力を推定可能であった。

述べたように，試験体 A1 は上下フランジの降伏後に起(2)薄板パネルを接合した場合，梁の耐力と剛性が上がこった横座屈現象により耐力を徐々に低下させたのに対ることがわかった。また，パネルの厚さが大きいほどそし， 試験体 A2，A3 は断続溶接間の圧縮フランジの局の効果は大きい。

部座屈で急激に耐力低下した。しかし，断続溶接の違い(3)ワンサイドボルトと部分溶接の接合では，いずれもによる変形性能の違いは見られなかった。

耐力，剛性が上昇するが部分溶接の方が剛性，耐力がと

A2-B と A2-W の比較：図 3-b）はワンサイドボルト接もに高い。

合と部分溶接の各接合とパネル厚の違いによる荷重－変(4)薄板パネルを接合した試験体の耐力はリブの圧縮フに明らかに差異があることが確認された。

形曲線の比較である。ワンサイドボルト，部分溶接ともランジの局部座屈により，決まることが分かった。

試験体 A2 に比べ剛性，耐力ともに増大するが，パネル【謝辞】
本実験を実施にあたり，ご協力いただいた各位に感謝の意を表します。
【参考文献】
1）日本建築学会：鋼構造座屈設計指針，1996.9が厚いほどその効果は大きい。また，ワンサイドボルト

表2に比べ部分溶接のほうが，剛性が高く耐力も上昇すると試験体 A1 理論値

弾性限曲げ耐力[kN] 終局曲げ耐力[kN]8496
表 3 試験体 A2,A3 理論値

いった結果が得られた。
A2-B と A2-B’の比較：図 3-c）に試験体 A2 と試験体座屈長さ[mm] 降伏強度[N/mm2] 最大耐力[kN]120278.6
76.4

A2-B，試験体 A2-B’を比較して示した。荷重－変形曲線では，初期の剛性が低く，大変形になって耐力を発揮200するような履歴性状を示した。

150A1A2

荷重[kN]

3. 最大強度に対する検討
A1：表 2 に試験体 A1 の断面係数から算定した弾性限曲げ耐力と塑性断面係数から算出した終局曲げ耐力を示

A310050す。実験値最大耐力は 106kN であり，表 2 に示した塑
性断面係数から算出した耐力よりも約 10%高い。

00A2,A3：試験体 A2，A3 は断続溶接間の距離を座屈長さ

102030405060として，鋼構造設計基準から座屈応力度を算出し，材料a）全溶接と断続溶接

200の降伏点強度と鋼材の許容応力度との比を強度上昇率とA2A2-B3.2150し，その積をみかけのフランジの降伏点強度とする。こ座屈応力度の算出に当たって，材端条件は両端ピンとし

A2-W3.2
A2-B1.6

荷重[kN]の降伏点強度に基づいて計算上の耐力を導いた。なお，て算出した。求めた理論値を表 3 に示す。試験体 A2，

A2-W1.610050

A3 の耐力はほぼ同等であり，実験値最大耐力との比較

0では，計算値は約 7%低い結果であり，全溶接の試験体

01020304050b）薄板パネルの接合の違いによる比較

200A2-B,W：図 3-b）に示されるように 4 つの試験体は，

A2A2-B3.2

試験体 A2 と比較すると，試験体 A2-W3.2 で 2.2 倍，

A2-B'3.2150
荷重[kN]

試験体 A2-B1.6 で 1.3 倍上昇した結果が得られた。
A2-B’：図 3-c）から 2 つの試験体を試験体 A2 の最大強度と比較すると，試験体 A2-B’3.2 が 1.4 倍，試験体
A2-B’1.6 は 1.1 倍上昇する結果が得られた。試験体 A2-A2-B1.6
A2-B'1.6

1005000

B との比較では，最大強度が下がることが確認できた。
*1 株式会社小山工作所*1 Oyamakousakusyo Co. Ltd.

*2 株式会社ロブテックスファスニングシステム*2 Lobtex Fastening System Ltd.

*3 構造設計集団（SDG）*3 STRUCTURAL DESIGN GROUP*4 日本大学院理工学科

大学院生*5 日本大学理工学部海洋建築工学科 教授・工博

60

δ'中[mm]

A1 の最大強度よりも約 30%低い結果となった。

試験体 A2-B3.2 で 1.9 倍，試験体 A2-W1.6 で 1.5 倍，70

δ'中[mm]102030405060708090

100 110120

δ'中[mm]c）通し方向の違う梁による比較
図 3 荷重－変形曲線*4 Graduate Student, Graduate School of Science & Technology, Nihon Univ.
*5 Prof, Dept. of Oceanic Architecture & Engineering College of Science & Technology, Nihon Univ. Dr. Eng―940―