1580

日本建築学会大会学術講演梗概集（九州） 2016 年 8 月

25 度狭開先ロボット溶接を適用した柱端接合部の性能評価－その 3

実験結果および変形性能評価－

狭開先溶接

冷間成形角形鋼管 ロボット溶接

溶接止端NBFW 法

正会員 ○ 服部 和徳 ＊ 1

載荷実験

同＊3

宗川 陽祐

＊2

同見波 進

同中野 達也 ＊ 4ため，載荷終了とした．延性き裂の発生は，試験体 No.1

1．序が -6c d p の 1 回目，試験体 No.2 が +4c d p の 1 回目，試験本報では実験結果について述べる．

体 No.3 が +4c d p の 2 回目に目視により確認している．脆2．実験結果その 1 の表 1 には主要な実験結果一覧を示しており，性破壊は試験体 No.1 が -8c d p の 2 回目，試験体 No.2 が

図 1 に荷重変形関係，図 2 に履歴曲線から抽出した破断+8cd p の 1 回目に生じている．

もしくは加力終了時を含む加力方向の骨格曲線，写真 1

3．変形性能評価に終局状況外観，写真 2 に破断面を示す．図 1 の縦軸 P

図 3 に変形性能の比較を示す．(a) は履歴曲線による累は左右のジャッキ先端に取りつくロードセルから得られ

積塑性変形倍率 Eh A，(b) は骨格曲線による塑性変形倍率

る反力の和であり，図中には延性き裂発生確認時を▽，脆Eh S である．図中には履歴曲線に対する必要塑性変形倍率7)
Ch A，骨格曲線に対する必要塑性変形倍率 Ch S ，多関節溶性破壊発生時を▼で併記している．図 2 は全塑性計算値
cP p および c d p で無次元化している．図 1 より，全試験体接ロボットで狭開先溶接技術を適用した既往の実験結果 2)で安定した紡錘形の復元力特性を示していることがわかを併記しており，鋼種は BCP325，コラムサイズは本実る．試験体 No.1，No.2 は，コラム角部外側の溶接止端部験と同様である．CP-1 は溶接まま，CP-2，CP-3 はコラ近傍で延性き裂が発生し，母材方向に進展した後に脆性破ム角部内側の溶接初層部に形状欠陥が存在し，CP-2 には断を生じて終局状態に至っている．試験体 No.3 は試験体グラインダーによる溶接止端部の仕上げ加工を施していNo.1，No.2 と同様に止端部近傍で延性き裂が発生したが，る試験体であり，いずれの試験体もコラム角部外側の溶母材方向に進展した延性き裂が押切り載荷時においても接止端部を起点として破壊が生じている．Eh A について，脆性破壊に転化することなく緩やかな荷重低下が生じた要求性能を十分に満たしている．Eh S について，試験体：延性き裂を目視で確認

0-4000G (mm)

100-10004000

100-4000

G (mm)

P (kN)-1004000P (kN)

P (kN)

4000：脆性破壊発生-1000100-4000

G (mm)(a) 試験体 No.1(b) 試験体 No.2
図 1 荷重変形関係(c) 試験体 No.3(a) 試験体 No.1(b) 試験体 No.2
写真 1 終局状況外観(c) 試験体 No.3

Evaluation for structural performance of column-end robotic welded connection using 25 degrees narrow groove- Part 3 The results of loading test and evaluation for deformation Capacity HATTORI Kazunori, MINAMI Susumu, SOKAWA Yosuke, NAKANO Tatsuya― 1159 ―(a) 試験体 No.1(b) 試験体 No.2
写真 2 破断面100ヨ㦂యNo.11.5ᮏᐇ㦂⤖ᯝ(c) 試験体 No.3ᩥ⊩2)

ᮏᐇ㦂⤖ᯝ
20KS60EKA1.0E

P / cP p8040100.5ヨ㦂య
No.20246ヨ㦂యNo.3810200G / cG p

図2ᩥ⊩2)CCKS(=8.4)

KA(=14.0)ヨ㦂య ヨ㦂య ヨ㦂య
No.1 No.2 No.3

0CP-1 CP-2 CP-3(a) Eh A の比較

図3

骨格曲線(b) Eh S の比較

CP-2120の実験と概ね同等の結果となっている．

ヨ㦂యNo.3
ヨ㦂యNo.1

Eh A について，図 4 に既往の実験データ 2), 4) との比較を示す．横軸は等価幅厚比 a の逆数（表 1（その 1）参照）

KA100

ECP-180BCP325 4)ࠉ㸦ᒁ㒊ᗙᒅ㸧
BCP325 4)ࠉ㸦◚᩿㸧4)
BCP325Tࠉ㸦ᒁ㒊ᗙᒅ㸧
BCP325T 4)ࠉ㸦ᘏᛶ◚ቯ㸧

ヨ㦂యNo.260CP-340である．本実験の実験結果は柱部材の要求性能を十分に満CP-1 CP-2 CP-3

変形性能比較

140

No.2 はわずかに要求性能を下回ってはいるものの，既往4．既往の実験データとの比較

ヨ㦂య ヨ㦂య ヨ㦂య
No.1 No.2 No.3

ᵓ㐀ࣛࣥࢡϨࡢせồᛶ⬟ 7)

20

たしている．BCP325 について，溶接ままの試験体 No.2は CP-1，CP-3 と同等の結果となっている．また，止端0部にグラインダー仕上げ加工が施されている試験体 No.1

1

図4は既往の実験結果（■プロット）4) と同等の結果となって

2

31 / Dࠉ( D=Hy (B / t )2 )既往の実験結果との比較いる．BCP325T について，試験体 No.3 は既往の実験結[2] 角部溶接止端部に仕上げ加工を施した試験体 No.1 に果（◆プロット）4) と同等の結果となっている．以上より，ついて，既往の知見と同様に止端部の応力・ひずみ集単関節溶接ロボットを使用しても同等の塑性変形性能を中が緩和されたことで，仕上げなしの試験体 No.2 に保持していることを確認し，NBFW 法を用いた場合でも対して塑性変形性能が向上する結果が得られた．
[3] 試験体 No.1，No.2 は，延性き裂が母材方向に進展し同等の結果が得られることを確認した．
5．結た後，脆性破壊に転化して終局を状況を迎えた．これ

本研究では 25 度狭開先ロボット溶接技術を適用した冷に対し，NBFW 法を適用した試験体 No.3 は脆性破壊間成形角形鋼管柱と通しダイアフラム溶接接合部の保有に転化することなく終局状況に至った．このことに起性能を評価するため実大曲げ試験を行った．得られた知見因して，試験体 No.3 は延性き裂の発生時期は溶接まを以下に要約する．

まの試験体 No.2 と大差がなかったが塑性変形性能は[1] 25 度狭開先単関節溶接ロボットにより溶接施工された試験体は，25 度狭開先多関節溶接ロボットによる既往の実験結果 2) と同等の塑性変形性能を有している．
＊ 1 一般財団法人ベターリビングつくば建築研究センター，＊ 2 東京電機大学理工学部 教授・博士（工学），＊ 3 宇都宮大学大学院工学研究科 大学院生・修士（工学），＊ 4 宇都宮大学大学院工学研究科准教授・博士（工学）

止端部仕上げを施した試験体 No.1 と同等となった．
参考文献
その 2 にまとめて示している．
＊ 1 Tsukuba Building Test Laboratory of Center for Better Living,Dr. Eng., ＊ 2 Prof., School of Science and Eng.,Tokyo Denki
Univ., Dr. Eng., ＊ 3 Graduate student, Graduate school of Eng.,
Utsunomiya Univ., M. Eng., ＊ 4 Assoc. Prof., Graduate School ofEng., Utsunomiya Univ., Dr. Eng.

― 1160 ―