鋼製橋脚-地盤連成系のPushover解析による耐震性能評価モデルの構築

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750430
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 葛西 昭 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (20303670)
• Keywords: 橋梁システム / 鋼製橋脚 / 耐震設計 / 構造物と地盤の動的相互作用 / 残留変位 / Pushover解析 / 動的解析 / 機能保持

Research Abstract

本年度は,橋脚システム全体の地震時挙動の把握を目的とした,前年度に行われた簡易解析手法の有用性を検証するために,解析結果の精度を評価する必要がある.そこで,橋脚システムを2次元問題としてとらえ,地盤部分に平面ひずみ要素を適用し,地盤材料の動的非線形性を考慮した動的解析を行った.ここでは,鋼製橋脚部分に過去の研究により精度の確認されている解析モデルを用いることにより,精度の高い解析を行う.この解析を行うには,要素数が非常に多いことから,前年度より準備を進めたワークステーションを活用した.以下に,得られた成果と問題点をあげ,今後のさらなる研究の必要性を述べる.
(1)FEMモデルによる固有値解析を実施したところ,等価1自由度モデルへの適用性を示唆するパラメータである有効質量比において,十分適用可能である数値が得られた.しかし,地盤部分の材料定数を数例で行ったのみであり,特に多層地盤などで軟弱な層が含まれる場合などでは,適用性を検討する必要がある.
(2)FEM解析によって,構造物基礎に入射する加速度が,構造物がない場合の同位置における応答加速度に比べて約70%に減少することが得られた.これは,構造物-地盤の動的相互作用によるものである.本年度では,この点に着目した検討を行い,Pushover解析につなげる段階を完備するに至った.
(3)橋梁システムとして,多径間の橋梁を考えた場合,上記の加速度減少は,各橋脚についても生じることが分かったが,その減少の程度は橋脚によって異なり,この種のパラメトリック解析を必要とする.
本年度までに得られた知見としては,以上であるが,さらにパラメトリック解析を必要とし,特に地盤物性値も含めてどのパラメータが敏感であるかを見極める必要がある.

Research Products

• [Publications] 葛西昭, 河村康文, 宇佐美勉: "地盤との連成を考慮した連続高架橋システムの大地震時挙動"第26回地震工学研究発表会講演論文集. 789-792 (2001)
• [Publications] 葛西昭, 宇佐美勉, 河村康文: "鋼製橋脚-地盤間の連成効果を考慮した連続高架橋の地震時挙動"第4回鋼構造物の非線形数値解析と耐震設計への応用に関する論文集. 49-54 (2002)
• [Publications] 葛西昭, 宇佐美勉, 河村康文, 羽生満広: "鋼製橋脚を有する連続高架橋の橋脚間地盤における応答加速度に着目した解析的検討"第5回地震時保有耐力法に基づく橋梁の耐震設計に関するシンポジウム講演論文集. 95-98 (2002)