CFRP製立体トラスの開発(その2)―部材と架構の力学特性―
1996年3月にCFRP製立体トラス構造を採用した第一号案件が着工予定である。このCFRP製立体トラスを開発するにあたっていくつかの実験・試験を行い、材料あるいは構造に関するデータを得た。(その1)－CFRPの力学特性－ではCFRP自体に着目した材料試験、CFRP製パイプの実験、また、ステンレス鋼製の接合部部品とのリベット継手部分の実験を行い、それらの結果について報告した。本編では、ハブ(節点)を含む部材の実験結果、ならびに、架構の曲げ実験結果について報告する。部材については、引張実験と圧縮実験を行った。本部材は、接合部とリベット継手部の応力伝達機構が引張と圧縮で異なっていることから複雑な挙動を示すことが予想されたが、実験結果では引張と圧縮で部材の全体剛性に大きな差は見られなかった。部分的な剛性のデータから、任意の長さの部材の等価弾性係数を得ることができた。長さ2mの部材3スパン分の立体トラス架構を用いた架構の曲げ実験では、その挙動を部材実験で得られたデータを用いた解析結果と検証した。変形、各部材の軸力とも実験結果と解析結果で良い対応が見られた。
Development of Space Truss Structure with CFRP (Part 2)―Mechanical properties of Members and Space Truss Units―
The first ever use of CFRP space truss units will be in a building, the construction of which will begin in March 1997. For the development of this structure, several tests and experiments had been conducted and some material and structural data were gained. In part 1 "Mechanical Properties of CFRP", focusing on CFRP itself, the results of material tests and experiments of CFRP pipe and rivet joints were reported. In this paper, the results of experiments on CFRP members, including hubs and space truss units are mentioned.
Regarding CFRP members, tensile and compression tests were conducted. Because of the difference in stress-transmitting mechanism between tension and compression, complicated kinetic behavior was initially expected. Contrary to expectations, there was not a big difference between both stresses in the total stiffness of the member. By analyzing partial stiffness data, the equivalent elastic modulus, which relates to the length of the member, was obtained.
Space truss units bending tests with three spanned members (each member is 2m long) were conducted. The behavior of these specimens were compared with the results from structural analysis with equivalent elastic modulus. A good correspondence between the tests and the analyses results for both the transformation and the axial force of each member.
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