2020 Fiscal Year Annual Research Report
杭基礎系の降伏を許容したキャパシティデザインのための応答評価手法の高度化
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18H01517
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
齊藤 正人 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40334156)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Goit Chandra 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (10782732)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 単杭基礎 / 群杭基礎 / インピーダンス関数 / 動的相互作用 / 非弾性 / 振動数依存性 / 振幅依存性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
R1年度までに実施した実験的研究では、単杭と群杭(正方配列4本杭)を対象に乾燥砂を用いた杭頭載荷試験を行い、動的インピーダンス特性の振動数ならびに振幅依存性について把握した。そこでR2年度は、以下の２つの評価を実施し、本研究を結論付けた。
①有限要素解析による地盤-群杭基礎系の振動数依存性に関する収束特性の評価
R1年度に実施した単杭・群杭基礎の実験シミュレーション解析を深度化し、実験で観測された振動数依存性の静的剛性への収束特性についてその再現性を検証した。その結果、シミュレーション解析においても、動的剛性項の大変形時における静的骨格曲線への収束特性が確認された。このことは、杭頭載荷試験で発見された同現象を裏付ける重要な知見であり、これまで未解明だった動的インピーダンス関数と振幅依存性の関係を明確に説明する重要な成果である。
② 振動数依存性と入力振幅依存性を同時に考慮した応答評価手法の開発と現行設計に向けた提案と提言
振動数依存性を有する動的ばねの収束特性を再現可能な解析モデルを提案し、単杭基礎の収束特性を再現するに至った。本研究の提案モデルは、振動数依存性を表現できる従来型のGyro-Lumped Parameter Model（GLPM）を改良し、同モデルを作用荷重レベルに応じて逐次パラメータ変化させ、それと同時にGLPMと直列したバイリニア型の非弾性履歴ばねを組み合わせることで、実験で観測されたインピーダンス関数の作用荷重レベルに応じた変化や剛性項の収束特性を良好に再現するに至った。設計への提言として、基礎の変形が降伏点近傍に及ぶ場合、本モデルの適用が望ましいと結論付けた。一方で、降伏後に更なる大変形が見込まれる場合、あるいは降伏点には到達しない小変形が見込まれる場合には、前者は単純な履歴モデル、後者はGLPMで代替できる可能性を本研究は示唆している。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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