ファイバー要素でせん断変形を考慮した弾塑性平面梁-柱有限要素モデルの開発

DEVELOPMENT OF ELASTIC-PLASTIC BEAM-COLUMN FEM MODEL WITH FIBER ELEMENT EVALUATING SHEAR DEFORMATION

2018-09-25

2018-09-25

本論は，せん断変形を考慮するいくつかのファイバー要素で構成される新しい平面梁-柱有限要素法を増分摂動法により定式化して提案している。各ファイバー要素におけるせん断ひずみ分布は，弾性状態のせん断ひずみ分布によって仮定している。ファイバー要素における垂直応力-ひずみ関係とせん断応力-ひずみ関係は，互いに異なる構成則に独立で従うと仮定されている。提案解析法（FERTs-P）の検証は弾性平面梁の問題，シェル要素による有限要素解析および鋼梁実験のシミュレーションで行われている。弾性平面梁のせん断変形と曲げ変形の比率は理論値とほぼ一致し，せん断降伏する梁のシェル要素による有限要素解析と実験の荷重変形曲線を良く予測している。さらに，骨組全体の解析につなげるため，FERTs-Pで梁ウェブの塑性局部座屈問題を扱うための効果的な手法の構築を目指して，H形鋼のウェブがせん断応力によって局所座屈するときの応力の変化を調べた結果を整理している。ウェブの垂直応力とせん断応力分布はシェル要素による有限要素解析により検討され，それらの関係性について述べている。単調載荷時に，ウェブが塑性局部座屈する場合には，ウェブの有限要素で垂直応力が増加し，せん断応力が急激に減少する。このとき，応力の大きさの大小関係が入れ替わる現象が起きている。有限要素解析による数値実験によってファイバーモデルの応力-ひずみ関係をモデル化するための一方向載荷時における塑性局部座屈発生時のせん断応力の予測式を示している。

博士（学術）

京都工芸繊維大学

14303甲第894号

http://hdl.handle.net/10212/2504

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Thesis or Dissertation

Thesis