曲げ部材強度に及ぼす捩りの影響について : I 半円形片持梁について(1)

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概要

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• The purpose of this paper is to study the effects of torsion on the bending strength of the structural members and to try to evaluate the safety of the main framing of the agricultural structure. As basic research for that, from the behaviors of cantilever beams with thin-walled semicircular sections, the shear center of which is off from the center of gravity, in bending and torsion, the effects of torsion on the strength of beams were studied. In this paper, the theoretical analysis is firstly carried out to discuss the behaviors of beams in bending and torsion, and then the results of the experimental study are shown. From these studies, the following can be mainly indicated: 1) there may be almost no difference between the theoretical yielding load calculated by equation (15) in this paper and experimental yielding loads, and experimental ultimate loads may be about from 2.3 to 2.5 times as large as the theoretical yielding load. therefore in this case, using equation (15) employed to take account of torsional stresses, it may be seem that the safety of framing can be covered by the use of the usual factor of safety which, for practical usage, is usually about 1.7. 2) If we take no account of the torsional stresses, the yielding load due to bending moment only may be about 6.4 times larger than the theoretical yielding load, and so the experimental yielding loads may be so small as 1/6 of the yielding load due to bending moment only, and also the experimental ultimate loads may be so small as 1/3 of the latter. We take no account of the torsional stresses frequently in the case of the main framing design of the agricultural structure, but in such a case, care must be taken because there is such a possibility, as the safety of framing can not be covered by the use of the usual factor of safety.本研究の目的は曲げ部材強度に及ぼす捩りの影響を調べ, 農業用大型施設構造物骨組主構の安全性の評価に資することにある. そのための基礎的研究として, 薄肉の半円形片持梁(せん断中心と重心が離れた部材)に曲げと同時に捩りを作用させ, 生ずる梁の挙動から, 梁の強度に及ぼす捩りの影響を探った. 文中, 最初に梁の挙動につき理論的解析を加え, 次いで実験的研究成果を示した. その結果, 1)文中の(15)式から算出した理論降伏荷重は, 実験降伏荷重とほぼ合い, 実験崩壊荷重は理論降伏荷重の2.3〜2.5倍ある. 従ってこの場合捩り応力を考慮した(15)式を用いると, 通常の安全率1.7程度で実用上支障のない程度の安全性は保たれること. 2)捩り応力を無視すると, 曲げ降伏荷重は理論降伏荷重の約6.4倍となり, 実験降伏荷重は曲げ降伏荷重の1/6程度, 実験崩壊荷重でもその1/3程度の強度しかないことになる. 以上のことをふまえると, 農業用構造物主構設計の場合, 一般に捩り作用を無視することが多いが, 無視した場合には通常の安全率程度では安全性をカバー出来ない恐れがあり注意を要すること, 等を指摘した.

• 1981-10-20

著者

• 三宮 和彦

  香川大学農学部

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