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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 3 薄板鋼板パネルの面内せん断実験概要及び実験結果

薄鋼板構造性能1.

ワンサイドボルト
静的実験

正会員○姿健一郎 4*

同

津田達也 1*

同
同
同藤井克紀 2*
揚原茂雄 3*
安達 洋 5*

同
同

渡辺邦夫 3*中西三和 5*

せん断挙動
座屈

はじめに
本報は，薄板鋼板パネルの面内応力の挙動を明らかにすることを目的として実施した実験結果（シリーズ B）の報告である。実験の主要な変動因子はパネル厚，ワンサイドボルト本数（又はピッチ）及び座屈止めの配置本数であり，面内せん断挙動に及ぼすこれら変動因子の影響を調べた。
2. 実験概要
2.1 試験体概要
表 1 に試験体概要，図 1 に試験体寸法を示す。

試験体 B1

試験体 B2

試験体は，表 1 に示した 4 体（B1～B4）からなり，それぞれ関連づけて設計されている。試験体寸法は薄鋼板パネルの板厚以外は共通であり，BH 梁断面寸法は前報（その 1）の試験体 A2 と同じである。試験体 B1 は，パネル厚を 3.2mmとし，試験体 B2（パネル厚 1.6mm）とパネル取付のワンサイドボルト本数は同じとした。また，試験体 B3，B4 は試験体 B2 に対してパネルの座試験体 B3屈止めをパネル中央に配置したものとパネル 3等分線の交点 4 か所に配置した試験体である。

A

また，B4 はボルト本数を倍にしている。
表 1 試験体概要
試験体概要

B13.2mm薄鋼板パネルをワンサイドボルトで固定

6495

1.6mm薄鋼板パネルをワンサイドボルトで固定

6495649512847.5B3B41.6mm薄鋼板パネルをワンサイドボルトで固定
座屈止め(4分割点1箇所)
1.6mm薄鋼板パネルをワンサイドボルトで固定座屈止め(9分割点4箇所)

試験体 B4

試験体寸法

載荷方向＋

試験体名B2

図1

A：反力壁 B：水平載荷用アクチュエータ
C：L 型載荷用ビーム D：パンタグラフ－C

ボルト本数[本] ボルトピッチ[mm]BD

2.2 載荷装置
図 2 に載荷装置概要を示す。本実験は建研式加力装置

図2を用いて，正負交番繰り返し水平載荷試験を行った。L 型載荷装置概要

載荷用ビームは，パンタグラフ機構で平行に維持される
ため試験体は逆対称の変形状態となる。試験体は，パネ
ル 4 つの角部がピン支承を介して加力装置に取付けられている。水平載荷は反力壁に取り付けたアクチュエータ（静的：±450kN）により載荷を行った。
2.3 測定方法
図 3 に試験体の測定点及びひずみ計測の位置を示す。
図3

測定点およびひずみゲージ位置

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

SUGATA Kenichiro

Part.3 Outline of Experiments and Test Results on shear thin steel panel

Fujii Katsunori

AGEHARA Shigeo
ADACHI Hiromi―941―

TSUDA Tatsuya

WATANABE Kunio
NAKANISHI Mitsukazu

試験体の水平変位は変位計を用いて測定した。パネル部

ルの板厚の違いによる比較である。試験体 B1 では，初期のひずみゲージの測定は，薄鋼板パネル内の面内応力分の剛性を維持したまま最大耐力を迎え，耐力低下したの布を把握することを意図したものである。

に対して，B2 では，約 100kN で明瞭な降伏現象を示して2.4 載荷スケジュール
加力は，ひずみゲージの測定値を参考に，ほぼ弾性域とみなせる範囲まで 10kN の増分荷重ごとに繰り返し載荷を行い，それ以降は，部材角 1/1000（0.8mm）ずつの増分変位を与えた繰り返し載荷実験とした。
3. 実験結果
3.1 最終破壊状況
各試験体の実験結果を表 2，各試験体の座屈状況を写真いる。
B2，B3，B4 の比較：図 5-b）は，試験体 B2，B3，B4 の座屈止めの効果を比較したものである。B2 と B3 は，ほぼ同じ履歴曲線を示したのに対し，B4 は降伏するまでの耐力が上がっていることから増加させたボルトの効果が表れていることが確認できた。
4.

まとめ
本研究では，薄板鋼板パネルの面内せん断実験を行い1 に示す。各試験体の最終破壊状況は以下のとおりである。 検討した結果，以下の知見が得られた。
B1：試験体 B1 は，3.2mm の薄鋼板パネルを用いた試験体
1）薄鋼板パネルの板厚が大きいほど耐力，剛性が上がるである。写真 1 より，繰り返し載荷を行ったが，薄鋼板ことが確認できた。また，3.2mm の薄鋼板では，座屈破パネルには変化が見られなかった。しかし，パネルとリ壊がほとんど生じない。

ブを接合しているワンサイドボルトは試験体の角部で 1

2）座屈止めを入れることにより座屈の損傷を減らすこと箇所破断し，数箇所のボルトが浮いていることが確認でから座屈止めの効果が確認された。

きた。その後，耐力が低下し，ワンサイドボルトの破断

なお，シリーズ C については改めて報告する予定である。

により最終破壊に至った。
B2：試験体 B2 は 1.6mm の薄鋼板パネルを用いた試験体である。写真 1 より，薄鋼板パネルが引張の対角線方向【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

載荷に凹型に大きな座屈を生じた。また，ボルト接合部分のパネル部の支圧破壊により，最終破壊に至った。
B3：試験体 B3 は，薄鋼板パネルに座屈止めがあるにも拘らず，B2 と同様，パネルの引張対角線方向に凹型に座屈を生じた。試験体 B2 と比較すると，初期に起こる座屈が試験体 B1

試験体 B2

試験体 B1
弾性域応力分布図

図4小さいという違いが見られるが最終破壊状況は同様であ表2った。しかし，ボルトによるパネル接合部の支圧破壊の試験体箇所は B2 よりも減少した。
B4：薄鋼板パネルが対角線方向に座屈が生じる現象は，他の試験体と同様であるが，初期に起こる座屈が座屈防

試験体 B4
試験体 B3
写真 1 試験体破壊状況300低減した。また，ボルトの支圧によるパネルの支圧破壊200も引き裂かれることもなく軽微であった。

100

荷重[kN]

止筋の影響で小さくなり，最終的な板座屈による損傷も3.4 弾性域における応力度分布
図 4 に試験体 B1 の弾性域応力度分布図を示す。図 4 は-40-20a）

4060

B1B2300200
荷重[kN]

100-500-10-100-30

B1，B2 の比較：図 5-a）は試験体 B1 と B2 の薄鋼板パネ*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

103050B2B3B4-2003.2 荷重－変形曲線の比較
図 5 に各試験体の荷重－変形曲線を比較して示した。

大学院生

20板厚の違いによる比較近い応力状態であることがわかる。一方，試験体 B2，B3，*5 日本大学理工学部海洋建築工学科 教授・工博

0-300
変位[mm]

び圧縮の応力の大きさがほぼ等しいことから純せん断に*4 日本大学院理工学科-100-200

す＋方向に載荷したときの図である。試験体 B1 は引張及応力度分布を得ているが今後，検討が必要である。

最大耐力時
荷重[kN] 変位[mm]249.4
10.11128.1
24.5
125.938.02
155.923.720-60

試験体 B1 の弾性域と見なせる荷重＋40ｋN 時に図 2 に示

B4 はパネル厚が薄いこと，また座屈止めの影響で複雑なB1B2B3
B4

実験結果

-300
変位[mm]b） 座屈止めによる効果の比較
図5

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―942―