2020 Fiscal Year Annual Research Report
The method to restrict the increase of strength of hollow steel bridge pier by in-filled concrete for seismic retrofitting
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18K04322
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
海老澤 健正 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90332709)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 耐震設計 / 鋼製橋脚 / 補強 / CFT / 変形能 / 耐力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
和元年度の縮小模型供試体実験により，コンクリート充填橋脚に中間弱層を挿入した，耐力上昇を抑制したまま，変形性能を向上させることが可能であることを確認した．また，実験との比較により，数値解析モデルの妥当性についても検証した．
令和2年度においては，上記成果を踏まえ， CFT柱に要求される耐震性能を満たすための適切な設定方法について検討を行った．具体的な設計パラメータとなるは中間弱層の層厚，材料特性，挿入位置の3点である．このうち，層厚が橋脚挙動に対して与える影響が最も大きい要因ではあるが，昨年度の載荷実験およびそれに対応する数値解析結果を分析することで，橋脚頂部の沈下量とほぼ比例的な関係があることが判明した．材料特性については，中間弱層が圧縮されて充填コンクリートが接触するまでの剛性や強度は充填コンクリートの1/10以下であり，多少の剛性や強度変化では橋脚の荷重－変位関係に対して大きな影響を持たないことを数値解析により確認した．このため，本年度は特に，中間弱層の挿入位置について重点を置いて実験および数値解析による検討を行った．
まず，実験において，円形・矩形断面橋脚それぞれ中間弱層挿入位置を50mm程度，鋼管の座屈想定位置からずらして供試体を用意し，載荷を行った．その結果，その違いによる荷重や変形能に与える影響は小さいことが確認された．また，数値解析においても，その傾向を確認することができた．一方で，鋼管の座屈想定位置と中間弱層挿入位置がずれることで局部的な変形が分散することで，き裂発生が遅れること期待したが，その影響はほぼないことが確認された．しかしながら，き裂発生は10δ0程度であり通常の耐震設計では問題にはならない範囲と考えられる．
以上から，中間弱層を導入したCFT柱の特性は，ほぼ層厚により決定できることを明らかにし，また数値解析により適切な値を予測できることを確認した．
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