繰り返し2軸曲げを受ける鋼変断面脚柱の非弾性地震応答性状に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650562
• Research Institution: Daido Institute of Technology
• Principal Investigator: 酒造 敏廣 大同工業大学, 工学部, 助教授 (90137175)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 事口 壽男 大同工業大学, 工学部, 教授 (60047305)
• Keywords: 柱 / テ-パ-柱 / 地震応答 / 変断面 / 2軸曲げ / 崩壊モード

Research Abstract

本研究は変断面構造の柱に着目して鋼製橋脚の非弾製地震応答解析を実施し,その弾塑性応答性状を究明したものである.研究概要は以下の通りである.
1.橋脚の地震応答解析
まず,汎用FEMコードMARCを用いて,2方向の水平地震動を受ける柱の地震応答解析を行い,2軸曲げが作用する柱の塑性ひずみ(軸ひずみ,曲率)の累積性状を調べた.変異および累積塑性ひずみは,1方向の地震動を受ける場合に比べて,著しく大きくなる傾向にあった.抵抗断面の小さい柱の上部断面で塑性変形を認めると損傷が大きくなることがわかった.
また,これまでに提案した解析手法を用いて,門形ラーメンの地震応答解析も実施し,はり部材がせん断崩壊するときの柱部材の損傷メカニズムを明らかにした.
テ-パ-付き柱基部を採用したときの非弾性地震応答性状
上記の結果を踏まえて,抵抗断面力の大きな柱基部内に塑性変形を分散して損傷を小さく押さえるために,テ-パ-付き柱基部構造を数値解析と実験によって検討した。すなわち,
(1)フランジ幅と腹板高さ,あるいは,変厚鉄板を組み合わせて,柱基部をテ-パ-構造とすると,塑性変形が柱基部内で分散して,その累積による局部座屈の損傷をかなり小さくできる可能性がある。
(2)このとき,塑性ひずみの累積が著しくなると,柱基部内のフランジ全域にわたって局部座屈が発生するため,柱基部内での補剛構造を検討して,最終的にどの箇所に局部座屈を発生させるかを制御することが今後の課題である。

Research Products

• [Publications] Miki,T.and Nethercot,D.A.: "Cyclic Instability of Columns with Variable Cross-Section due to Combination of Collapse Mechanisms" Proc.of 5th International Colloquium on Stability and Ductility of Steel Structures, Nagoya, Japan. 566-574 (1997)
• [Publications] 酒造敏廣: "テ-パ-付き柱基部を有する変断面柱の非弾性地震応答性状に関する研究" 第24回地震工学研究会発表会,講演論文集. 1041-1044 (1997)
• [Publications] 酒造敏廣: "せん断崩壊型はり部材を有する鋼門形ラーメンの非弾性地震応答性状に関する研究" 土木学会構造工学論文集. 44A. (1998)
• [Publications] 酒造敏廣: "テ-パ-付き柱基部を有する鋼変断面柱の非弾性地震応答性状に関する研究" 第52回年次学術講演会講演概要集・第1部(B). 200-201 (1997)
• [Publications] 酒造敏廣: "繰り返し水平力を受ける片持ちテ-パ-柱の弾塑性性状" 第47回応用力学連合講演会. 145-146 (1998)
• [Publications] 酒造敏廣, 小瀬木順彦, 見並宏章, 川瀬研一: "テ-パ-付き柱基部を有する柱の弾塑性性状に関する実験的研究" 土木学会中央支部・平成9年度研究発表会・講演概要集. 29-30 (1998)
• [Publications] 酒造敏廣, 岩村敏幸, 川田真也: "テ-パ-付き柱基部を有する片持ち柱の弾塑性性状に関する数値解析" 土木学会中央支部・平成9年度研究発表会・講演概要集. 27-28 (1998)