1996 Fiscal Year Annual Research Report
高エネルギー吸収材料・部材による高架道路の耐震性能の向上策
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08455209
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
阿部 雅人 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (60272358)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 吉郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (50242003)
藤野 陽三 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20111560)
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| Keywords | 高架道路橋 / 高エネルギー吸収材料 / 最適化 / 損傷分布 / 極低降伏鋼 |
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| Research Abstract |
本研究では、都市基盤として生活や経済活動に大きな影響を与える高架道路の耐震性能向上策として、高エネルギー吸収材料・部材を効果的に用いる方法を提案することを目的とする.具体的には、地震による力学的・エネルギーを意図的に局在化させ,そこに高エネルギー吸収材料・部材を配置することによって,高架橋システム全体の崩壊を防ぐと同時にエネルギー吸収部分の取り替えだけで復旧を可能とする技術を開発することを目指すものである.
平成8年度は,まず,高架橋システムの地震時応答に対して構造最適化の手法の適用を試み,目的に応じて最適なエネルギー吸収部材の設計値と,それによる高架橋システムの応答の軽減率を精度よく求める方法を構築した.また,橋脚に断面変化を導入することで,一定の範囲で損傷の集中が可能であることを,簡単な非線形動的構造解析によって示すことが出来た.これらの基礎的検討により,高エネルギー吸収部材が耐震性能を大きく向上させる可能性を持っていることを示すと共に,今後の開発の方向を定めることが出来た.
さらに,高エネルギー吸収材料として高い靱性を持つことが知られている極低降状鋼を取り上げ,その基礎的性質を検討すると共に,いくつかの形状の高エネルギー吸収部材を試設計して,極低降伏鋼の挙動を高い精度で再現する構成則を使用した有限要素解析を行った.その結果,部材形状によって塑性領域の範囲ならびにエネルギー吸収能力が大きく異なりことが明らかになり,最適なエネルギー吸収性能を持たせるためには,形状の最適化が必要であることがわかった.今後,その知見に基づいて,さらに詳細な理論的,ならびに実験的検討を行い,極低降伏鋼を用いた最適なエネルギー吸収部材の設計法を提案していく予定である.
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