2017 Fiscal Year Research-status Report
高い耐震性と優れた経済性という二律背反事象を同時に実現する橋脚基礎構造の開発
| Project/Area Number |
16K18144
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
磯部 公一 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70452084)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 杭 / 地震 / 耐震性 / 数値解析 / 振動台実験 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，損傷制御設計思想に立脚し，地震ライフサイクルコストに優れた鋼管集成橋脚に対し，フーチングを省略し，杭本数を削減した杭基礎一体型鋼管集成橋脚の耐震性能，構造成立性を，従来のフーチング形式の地震時挙動と比較することで検討している．一連の研究では，実構造物の1/20 サイズで作製した杭基礎一体型鋼管集成橋脚模型とフーチング型鋼管集成橋脚模型に対する大型振動台実験の結果に対し，土・水連成三次元動的弾塑性有限要素解析により再現解析を行い，杭基礎一体型鋼管集成橋脚構造の地震時応答特性および変形メカニズムを詳細に把握した．その結果，せん断パネルの塑性化により構造全体の剛性の低下が大きいフーチング型において，橋脚天端の応答加速度および応答変位が増幅され相対的に脆性的な挙動を示したことで，杭基礎一体型の方がより粘り強い構造体となることが確認できた．また，地震時の地盤の応答変位が大きくなる地盤環境，条件において，杭基礎一体型鋼管集成橋脚の優位性がより発揮できることを明らかにした．一方，堆積環境が複雑で地層間の剛性差，強度差が大きい場合には，地盤の応答変位量が大きく異なるため，杭基礎構造には負担が大きいことで，慣性力が地震外力の主要因となる条件と，地盤の応答変位による外力作用が地震外力の主要因となる条件では，変形メカニズムが異なり，構造部材の塑性化順序，損傷程度にも影響が及ぶ．これらの影響度合いを確認するための数値実験を上記の数値解析手法により行い，損傷程度の推定手法を検討した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度に予定していた地中梁の剛性・強度変化に対する当該構造の終局状態への影響評価，表層地盤の過大変形からの地盤の剛性・強度の修復性について検討を行い，慣性力が卓越する場合と，地盤の応答変位が卓越する場合とで，変形メカニズムが異なり，構造部材の塑性化順序，損傷程度にも影響が及ぶことを明らかにし，構造体の損傷程度の推定手法を検討するなど，想定していた成果を得られたため．
|
| Strategy for Future Research Activity |
さらに数値実験ケースを拡充することで，種々の地盤環境下における当該構造物の耐震性能，変形メカニズムを精査し，提案構造物が優位に働く条件を合理的な形で整理し，実設計に資する情報，構造形式の簡易選択表，ノモグラムの作成を完遂する．
|
