地震力を受ける鋼製橋脚アンカー部の終局挙動と耐震設計法

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555144
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 後藤 芳顯 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (90144188)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田嶋 仁志 首都高速道路公団, 工務部, 設計基準班長 ; 岩本 政巳 名古屋工業大学, 工学部, 講師 (60232716) ; 小畑 誠 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (30194624)
• Keywords: アンカー / 耐震設計 / 定着部 / 鋼製橋脚 / コンポーネントメソッド

Research Abstract

鋼製橋脚アンカー部の模型を対象に、静的ならびに繰り返し載荷実験を実施することによりその復元力特性を実験的に明らかにした。その結果、杭方式、鉄筋コンクリート方式いずれのアンカー部も相対回転角が増加するとアンカーボルトの塑性変形により、スリップ型の履歴特性を示すこと、また、逆載荷を行うと、逆載荷の領域で最大点指向型の傾向を示すことが明らかになった。この結果を基に、アンカー部の復元力モデルとして、component methodにより解析的に定めるスケルトンカーブと実験により求められた基準化履歴ループとを組み合わせた「半実験モデル」とこれを簡易化した「複合型モデル」を提示した。このモデルは、アンカー部の形状寸法によらず任意の構造に対して設定することができる。上記のアンカー部のモデルを骨組の非線形動的応答解析に導入し、解析した結果、簡易化したモデルである複合型モデルでも実用上十分な精度を有していることが判明した。提示したアンカー部モデルの妥当性を検証するため、兵庫県南部地震でアンカー部が被災した鋼製橋脚を対象に、地震時終局の挙動の解析を行った。この結果、実際の損傷傾向が少なくとも定性的に体は解析可能であることも明らかになった。
現在、アンカー部の強度・剛性が鋼製橋脚全体の挙動に与える影響について解析的に検討している。いままでに判明した特性としては、アンカー部の強度・剛性が高くなり、基部の固定度が剛結に近づくと、橋脚区体に損傷が集中し、橋脚天端の最大変位や残留変位がかえって増加すること。アンカー部の固定度が低下すると、アンカー部の損傷は増加するが、橋脚躯体の損傷度は減少することなどである。

Research Products

• [Publications] 後藤、上條、藤原、小畑: "縁端距離の短い杭方式による鋼製橋脚アンカー部の繰返し載荷実験" 構造工学論文集. 44A(掲載予定). (1998)
• [Publications] Goto,Miyashita,Iwamato: "Effect of column base restraint on seismic behavior of bridge pier" Proc.of 2nd International Conference on Behavior of Steel Structures in Seismic Areas. 51-58 (1997)
• [Publications] 宮下、後藤、藤原、上條: "アンカー部を考慮した鋼製橋脚の地震時挙動と耐震設計" 鋼製橋脚の非線形解析と耐震設計に関する論文集. 1. 77-84 (1997)
• [Publications] 宮下、後藤、藤原、上條: "アンカー部の挙動を考慮した鋼製橋脚の地震時終局挙動の解析" 第2回阪神・淡路大震災に関する学術講演会論文集. 2. 393-400 (1997)
• [Publications] 宮下、後藤、藤原、上條: "繰り返し荷重を受ける鋼製橋脚アンカー部の挙動とモデル化" 土木学会論文集. No.563/Iー39. 105-123 (1997)