性能照査設計法における鋼橋床版の疲労照査方法に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450176
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 浜田 純夫 山口大学, 工学部, 教授 (30164908)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松尾 栄治 山口大学, 工学部, 助手 (10284267) ; 高海 克彦 山口大学, 工学部, 助教授 (00171546)
• Keywords: RC床版 / 破壊確率 / 安全係数 / 押抜きせん断強度

Research Abstract

限界状態設計法においては、材料、部材、構造解析等にそれぞれの安全係数が適用されている。面部材の設計押抜きせん断強度に対しては材料係数と部材係数を用いて安全性の確認をしている。この材料係数と部材係数はともに1.3が用いられている。本来、これらの係数は何らかの論理に基づくべきもので、「一般に1.3」の「一般」あるいは「一般でない場合」がどのような場合かは規定されていない。
本研究においては部材係数の根拠を求めるため、コンクリート標準示方書の設計押抜きせん断耐力式に対し、従来の実験と対比し、部材係数の算出を試みた。なお、部材係数は実験値のばらつきが関係しており、設計算定式が異なれば必然的に部材係数は異なる。つまり、実験値に対して極めて良い算定式であれば安全係数はそれだけ低い値をとることができる。示方書のように極力簡単な式で示すように求められた式ではばらつき(変動係数)は大きくなり、それだけ大きい部材係数が必要となる。
コンクリート標準示方書の設計押抜きせん断強度式に限らず、ACI式、角田らの提案式、松井らの提案式、および著者らの松井の提案する式の修正式に対しそれぞれの部材係数を求めた。すなわち、各算定式により得られた計算値に対する実験値の比を確率変数とし、この値が各確率密度分布関数に従うと仮定して求めた破壊確率より部材安全係数を算出し、その妥当性について論じた。
その結果、現在の示方書にて用いられている床版の押抜きせん断強度算定式の部材安全係数1.3は、計算値に対する実験値の値が正規分布関数に従うと仮定した場合、破壊確率において1%以上となった。また、Weibull分布関数に従うと仮定した場合は1%以下となった。すなわち現行の値は妥当であると考えられる。
また、角田らの提案式や松井らの提案式を用いる場合は、示方書の式よりも精度がよいため部材安全係数を現在より小さく設定できる。