土木構造部材に生じる低サイクル疲労現象に関する基礎的研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650544
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 館石 和雄 東京工業大学, 工学部, 講師 (80227107)
• Keywords: 低サイクル疲労 / ひずみ振幅 / ひずみ速度 / 屈部座屈 / ぜい性破壊

Research Abstract

土木構造部材の低サイクル疲労損傷を考える上で重要となる局部的なひずみ履歴を明らかにするために解析的検討を行った.局部ひずみの解析には細かい要素を配した3次元解析が必要となり,また,大変形時の挙動をとらえるには幾何学的および材料非線形性をとりこんだ解析が必要となることから,そのままでは計算量が膨大となる.そこで解析にあたっては,疑似動的実験手法の考え方を応用した効率的な動的解析法を考案した.
阪神淡路大震災において損傷を受けた鋼製円形断面橋脚を対象に,神戸海洋気象台で観測された地震波形を入力し,その地震時挙動について明らかにした.その結果,実際の損傷に近い局部座屈を再現することができ,また局部座屈は最初の大きな地震波によって生じたものであることが明らかとなった.局部的なひずみに着目した結果,座屈部付近には最初の大きな地震波によって最大約10%程度のひずみが生じ、その後の振幅は比較的小さいことや,部材軸方向だけではなくその直角方向にも極めて大きなひずみが生じており,強い多軸ひずみ場となっていたことなどが明らかとなった.また,水平方向の地震動と上下方向の地震動をともに入力して解析を行った結果,上下動によるひずみ履歴への影響は小さいことがわかった.
このような解析をいくつかのモデル,地震波によって行い,土木構造部材の低サイクル疲労を考える上で想定するべきひずみの大きさ,繰り返し特性などを検討した.

Research Products

• [Publications] Tateishi,K.and Arai,T.: "Analytial Investigation on Strain Behavior of Steel Bridge Piers" The 4^<th> Japan-Korea Joint Seminar on Steel Bridges. (印刷中). (1997)
• [Publications] 館石和雄,荒井智代: "鋼製橋脚の直下型地震時ひずみ挙動" 第46回応用力学連合講演会. 265-266 (1997)