2000 Fiscal Year Annual Research Report
建設コスト縮減を目指した鋼アーチ橋梁の開発に関する研究
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12650480
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
山尾 敏孝 熊本大学, 工学部, 教授 (40109674)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩坪 要 八代・工業高等専門学校, 土木建築工学科, 助手 (60290839)
崎元 達郎 熊本大学, 工学部, 教授 (50029302)
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| Keywords | アーチ橋 / 復元力モデル / 非線形動的解析 / 組み合わせ荷重 / 相関強度曲線 / 局部座屈 / 幅厚比パラメータ |
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| Research Abstract |
実際に供用されている100〜200m程度の上路アーチ橋梁について、アーチ主部材の断面形状、鋼種及び建設コストなどの設計データの資料収集を行った。これよりアーチリブの断面形状について、補剛断面のフランジとウエブの幅厚比パラメータと補剛材の剛比との間には比例関係が存在することを明らかにした。次に、このアーチリブの設計データを基にして、解析パラメータを選定して弾塑性有限変位解析法により耐荷力解析を行なった。特に、従来型のアーチと曲がり部材を用いたアーチモデルの耐荷力解析を実施して、面内荷重及び風や地震などの面外荷重が作用する場合の補剛桁及びアーチ部材に作用する、軸力、面内曲げモーメント、面外曲げモーメント及びねじりモーメントの関係を解析的に明らかにした。並行して、アーチ橋梁の代表的な断面について、曲がり部材で構成したアーチ模型と従来型のアーチ模型を製作して実験を実施して、静的な実験により実現象を観察した。
アーチ橋が地震を受けた場合の耐震設計に必要な非線形動的解析法を確立するためには、軸力の影響を考慮した2軸曲げモーメント及びねじりが作用する場合の復元力モデルの開発と相関強度曲線が不可欠である。そこで、現有の弾塑性有限変位FEMプログラムを用いて上で求めた幅厚比パラメータを変化させた断面を有する短柱部材を取り出し、軸力を変化させながら面外及び面内曲げを繰返し作用させて最大強度と挙動を解析した。解析結果より、軸力とひずみ及び面内曲げと面外曲げ-曲率関係のそれぞれのスケルトンカーブを求め、復元力モデルを提示した。また、アーチリブの軸力、面外曲げ及び内曲げを受ける場合の局部座屈を考慮した相関強度曲線を定式化した。これらを3次元動的骨組解析プログラムに取りこみ、実橋を対象にした非線形動的解析を行い、アーチ橋の耐震設計では相関強度の考慮の重要性を明らかにした。
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