Inelastic Behavior of Buckling-restrained Braces Using Steel Mortar Planks by Finite Element Analysis�-Comparison of Cyclic Loading Test Results with Numerical Analysis for Different Core Plate Length-

■INTRODUCTION

座屈を拘束することで圧縮域でも引張域でも同等の性能を発揮できる座屈拘束ブレース(Buckling-restrained brace: BRB)は、制振構造部材として有効であり、これまで多くの研究が成されている。

しかし、近年の多様な形状の建物に適用させるためには多様な寸法の元で安定した性能が発揮できなければならない。

本研究では、座屈拘束ブレースの塑性化部長さ、接合部長さをパラメータとした繰返し載荷実験と、有限要素法を用いた解析結果を比較し、弾塑性挙動および座屈の発生過程を考察する。

■CONCLUSION

本報告で得られた解析結果は実験で計測された履歴形状および座屈モードの進展過程と概ね対応している。

L3/L1=50%以上の比較的塑性化部が長い試験体では0.5%軸歪時に高次も^度が進展するが、L3/L1=30%程度の塑性化部が短い試験体では1.0%軸歪以後で進展していく。

L1

L3

L2

1000kN Actuator

Specimen

Foundation

2ε/3

0.50%1.00%

2.00%

2ε/30.50%

1.00%

2.00%

3.00%

(1) (1)(1) (2)(2)(5) (2)(2) (2)(--)

3.00%

y

y

Test setup Loading history

Axial strain in plastic range

():Number of load application

■CYCLIC LOADING TEST UNDER DISPLACEMENT CONTROL

ExperimentAnalysis

No.1 No.2

No.3 No.4

■AXIAL FORCE-STRAIN RELATIONSHIPS

Axi

al fo

rce

N (

kN)

Axial strain ε(%)

各試験体とも履歴の拡大および各歪時の最大耐力が一致する。

Roller-end

Fixed-end(Bottom part)

(Loading part)

5 divisions

5 divisions

56 divisions①②③④

⑪⑩

⑨

⑤⑥⑦⑧

11 constraining points

Axial forceN

■FEM ANALYSIS MODEL

Steel mortar plank

Core plateWeldingRound bar

Mortar

H (Height)

φ10

h

b

tB

T

Dimension: (PL-b×h×H×ｔ)

Dimension: (PL-B×T)

2351

1251

1605

2001

L2: Length of restraining part

L3: Length of plastic region

L1: Length of core plate

Mea

surin

g ra

nge

■LIST OF SPECIMENS ■BUCKLING PROGRESS

No.1

No.3

Late

ral d

ispl

acem

ent (

mm

)

塑性化部の比較的長いNo.1,No.2試験体は早期段階の0.5%軸歪時に高次の座屈モードが進展する。

鋼モルタル板を用いた座屈拘束ブレースの有限要素法による弾塑性挙動解析　－芯材長が異なる場合の繰返し載荷実験結果との比較ー

Division of Architectural and Structural Design 空間構造解析学研究室

No. Cross-sectional Py L1 L2 L3 L3/L1 Height Ix×104 PE

area (mm2) (kN) (mm) (mm) (mm) (%) (mm) (mm4) (kN)No.1 L2351R420P21 PL-132×12 1584 458 2351 1797 1511 64 PL-159.2×37.5×75×3.2 37.5 259 949 2.1No.2 L2351R823P21 PL-132×12 1584 458 2351 1797 705 30 PL-159.2×37.5×75×3.2 37.5 259 949 2.1No.3 L1785R420P36 PL-132×12 1584 458 1785 1245 945 53 PL-159.2×37.5×75×3.2 37.5 259 1647 3.6No.4 L1644R550P60 PL-176×16 2816 792 1644 898 544 33 PL-203.2×50×100×3.0 50.0 631 4724 6.0

PE/PySpecimen

Restraining part

Section size Section size

Core plate

×102

×102

×102

×102