塑性 ヒンジ。 塑性変形能力とは?すぐに分かる意味と塑性ヒンジとの関係

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塑性 ヒンジ

降伏点を超える外力が作用するとき生じる変形です。 力を取り除いて残った変形を、残留変形や永久変形ともいいます。 逆に、力を取り除くと元に戻る変形を弾性変形といいます。 今回は塑性変形の意味、読み方、塑性加工、降伏点、弾性変形との違いについて説明します。 弾性変形の意味は、下記が参考になります。 塑性変形とは? 塑性変形(そせいへんけい)とは、外力を取り除いても残る変形です。 下図をみてください。 これが塑性変形です。 逆に、外力を取り除くと元に戻るような変形を、弾性変形といいます。 建築物は、数十年に一度起きる地震に対しては「弾性変形」に留める設計を行います。 日本では日常的に地震が起きます。 地震が終わると、建物は普段通り使えますよね。 弾性変形に留めるよう設計されている証拠です。 一方、数百年に一度起きる規模の地震に対しては、「塑性変形」が起きることを許容します。 その代わり、建物の倒壊は防ぎます。 よって、大地震が起きると、その後の建物は使えません。 中地震、大地震の意味は、下記が参考になります。 大地震に対しても、弾性変形に留める設計ができれば一番良いです。 しかし、構造部材が大き過ぎるため、経済性や意匠計画の上で問題が多いです。 弾性変形の意味は、下記が参考になります。 塑性変形の読み方 塑性変形は「そせいへんけい」と読みます。 関係用語の読み方を、下記に示します。 力を取り除いても変形が残る。 残留変形、永久変形ともいう。 力を取り除くと変形も無くなる。 弾性変形の意味は、下記が参考になります。 塑性変形と降伏点の関係 物体に降伏点を超える外力が生じる時、塑性変形が生じます。 降伏点が、弾性変形と塑性変形を分ける境界点と考えてください。 弾性変形の意味は、下記が参考になります。 塑性変形と塑性加工の関係 角形鋼管などの鋼材は、「塑性加工(冷間加工)」を行います。 特に、角形鋼管の角部は溶接を避けるのが普通です。 塑性加工の意味は、下記が参考になります。 まとめ 今回は塑性変形について説明しました。 意味が理解頂けたと思います。 塑性変形は、外力を取り除いても残る変形です。 降伏点を超える外力が作用すると、塑性変形が生じます。 弾性変形との違い、構造設計の手法など併せて勉強しましょう。 下記が参考になります。

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力学についての質問です。崩壊機構の問題なのですが、ヒンジが発生する...

塑性 ヒンジ

完全弾塑性の応力-ひずみ関係の図を見てみましょう。 崩壊機構の図を描く 塑性ヒンジの位置を決めたら、早速崩壊機構の図を描いてみましょう。 崩壊機構の図というのは、外力によって 部材に塑性ヒンジが発生した時の変形図のことです。 曲げモーメントも求めてないのに変形図なんて描けないよと思うかもしれませんが、これはぶっちゃけ慣れの話なので、 試しに描いてみてすぐに解答例を見て覚える、でいいと思います。 崩壊荷重の問題で出てくる崩壊機構の例もそれほど数は多くないので、 崩壊機構の図のパターンを覚えちゃうのが一番早いです。 ひとつ描き方にポイントがあります。 それは、手描きで描く時は解答例以上に 変形を誇張して描く、ということです。 まずは崩壊機構図をもとに仮想仕事式を立てます。 続いて、右辺の内力仕事式について考えてみます。 これで、崩壊荷重が求められました。 崩壊荷重の問題は、 崩壊機構の変形の図がきちんと描けるかどうかがポイントです。 図が描ければあとは変形図に合わせて仮想仕事式を立てて計算するだけです。 でも、 出題される問題はある程度テンプレ化しているので、覚えてしまえばスムーズに解けるようになるはずです。 以下、関連記事です。 崩壊機構の図を描く参考にしてみてください。 それでは、また。

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【構造力学の基礎】梁の塑性崩壊【第22回】

塑性 ヒンジ

塑性変形能力が大きい部材(建物)は、地震力のエネルギーを沢山吸収します。 今回は、塑性変形能力の意味と塑性ヒンジとの関係などについて説明します。 塑性変形能力とは? 塑性変形能力とは、部材又は建物にどれだけの変形性能があるか示す用語です。 鋼材の、材質としての塑性変形能力の大きさを示す値が「シャルピー衝撃係数」です。 その実験をシャルピー衝撃試験と言います。 簡単に言うと、金属の試験片を破壊するためのエネルギーを測定する試験です。 後述しますが、SN材はシャルピー衝撃係数や降伏比が設定されており、塑性変形能力の高い材料です。 RC造は特別、そのような試験はありません。 また、建物としての塑性変形能力は、脆性破壊を起こしていないこと(塑性ヒンジが発生しているか)から確認できます。 さて、塑性変形能力が大きいことは「靱性がある」と同義です。 むしろ、実務では「靱性」ということが多いです。 逆に塑性変形能力が無い建物は、脆性的だと分かります。 塑性変形能力と塑性ヒンジの関係 建物の塑性変形能力は、塑性ヒンジの発生と大きく関係します。 塑性ヒンジとは、部材が曲げ降伏した状態です。 曲げモーメントは伝達できませんが、鉛直水平の反力は伝達可能のため、「ピン接合」と言えます。 前述したように、塑性ヒンジは直ちに建物が崩壊するような破壊モードでは無いです。 但し剛性が失われるため、変形が進みます。 そうして部材に塑性ヒンジが生じて崩壊する建物は、塑性変形能力があると言えます。 逆に、梁や柱のせん断破壊によって建物が崩壊に繋がる破壊は危険です。 塑性変形能力が無い建物です。 塑性変形能力と鋼材の関係 鋼材は、塑性変形能力の大きさをシャルピー衝撃係数や、降伏比によって定めています。 SN材の中でも、• ・SN400B(490級鋼も同様)• ・SN400C(490級鋼も同様) は、前述した値が規定されています。 主柱や大梁など、塑性変形能力が求められる部材はSN400B材が基本です。 まとめ 今回は、塑性変形能力について説明しました。 塑性変形能力は、建物の構造設計で大切です。 塑性変形能力を高めるために、出来るだけ塑性ヒンジが発生する破壊形式が望ましいです。 ただ、何も塑性変形能力が低くても、強度の高い建物ならOKだと理解してください。 下記も併せて参考になります。

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