2019 Fiscal Year Research-status Report
極大地震動作用下の挙動を踏まえた免制震橋の限界状態の再評価と損傷制御設計法の構築
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19K04568
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
松崎 裕 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 講師 (10506504)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 漸増動的解析 / 免制震橋 / 超過作用 / 地震動 / 応答特性 / 損傷イベント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の地震被害を振り返ると、橋脚基部の損傷ではなく、ゴム系支承の本体および取付ボルトでの破断、ダンパーの取付部の破壊等の設計における想定とは異なる損傷形態が、3次元的に複雑な挙動をしやすい形式の橋梁を中心に生じ、部材が有する本来の性能を十分に発揮できていない形で生じたものが少なくない。本研究では、こうした既往の地震被害における教訓や、将来的に予見される被害に基づき、1)設計における想定とは異なる地震動が作用した場合の地震応答の変化点を踏まえて照査に用いる限界状態・耐力階層化を再評価し、2)各部材が本来発揮すべき性能を発揮した上で、粘り強く抵抗して、安全性が高く、速やかに復旧できる免制震橋を実現するための損傷制御設計法を構築することを研究全体の目的としている。
令和元年度は、最終的な免制震橋の損傷制御設計法の構築も見据え、特に、設計地震動に対して主たる地震エネルギー吸収部材が免震支承となっている免震支承－RC橋脚系を対象として、地震動の振幅倍率と構造系の非線形応答特性の関係に関する基礎的検討を行った。検討に際しては、非線形応答特性のばらつきの違いにも着目し、弾性応答を揃える観点で設計用加速度応答スペクトルにフィッティングした位相特性の異なる地震動群を用い、地震動群の振幅倍率を変化させた漸増動的解析により、応答・損傷特性を評価した。その結果、免震支承－RC橋脚間の終局耐力比が大きくなるのに伴って、免震支承のせん断ひずみと破断ひずみに乖離が生じ、免震支承の破断を防止できること、さらには、免震支承がハードニングを伴って大きく変形することが抑制されて、免震支承からRC橋脚への伝達荷重が低減するため、RC橋脚の塑性化も抑制されることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和元年度は、年度途中での所属機関の変更内定に伴い、異動前の物品その他の購入を控え、既往の文献調査および解析手法の検討に重点を置いて研究を実施した。このような状況を踏まえ、多数の繰り返し計算が必要な解析の一部は令和2年度に行う計画の変更を行ったため、その観点で当初の計画よりもやや遅れている部分がある。ただし、令和2年度は、令和元年度に検討した解析手法を実装して解析を実施する予定であり、所期の目標を達成できると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度における基礎的検討により、各部材が本来発揮すべき性能を発揮した上で、粘り強く抵抗する上では、最終的に塑性化が進展する部材の塑性化進展をより大きな地震動強度まで抑制することの重要性が明確に示されている。また、異なる位相特性を有する地震動群に対する非線形応答のばらつきの程度の違いも、意図しない部材での塑性化進展を抑制する上で着目すべき点である。
令和2年度は、令和元年度に検討した解析手法を実装して解析を実施する中において、これらの基礎的検討結果を踏まえて、諸元の範囲を広げた検討を進め、設計者がより容易に極大地震動作用下における安全性の高い橋梁を設計できる設計方法を提案していく予定である。
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| Causes of Carryover |
令和元年度は、年度途中での所属機関の変更内定に伴い、異動前の物品その他の購入を控え、既往の文献調査および解析手法の検討に重点を置いて研究を実施したため、次年度使用額が生じた。令和2年度は、令和元年度に検討した解析手法を実装して解析を実施する予定であり、令和元年度の未使用額をそのための計算機購入費用等に充てる。
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