2020 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 | 免制震橋 / 漸増動的解析 / フラジリティ評価 / マルチハザード / 経年劣化 / 地震動 / レジリエンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
免制震橋の供用期間にわたって地震損傷の制御を行う上では、免震支承等のデバイスの経年劣化に伴う限界状態の閾値の変化を適切に考慮する必要がある。そこで、令和2年度は、鉛プラグ入り積層ゴム支承における天然ゴムの経年劣化に伴うせん断剛性の変化や破断ひずみの変化について、実橋における調査結果からゴムの劣化は表層の限られた範囲で進行することを踏まえ、既往の加熱促進劣化試験や繰返載荷実験結果に基づいて特性を評価し、漸増動的解析へと反映させた。
その結果、レベル2地震動に対して生じる最大せん断ひずみの健全時の破断ひずみに対する裕度が小さい場合には、経年劣化の有無に関わらず、レベル2地震動よりも大きな強度を有する地震動の作用下では長期の復旧期間を要する免震支承の破断を回避できない状況であった。すなわち、経年劣化の影響が無くても、免震支承の破断が生じ得る条件下では、経年劣化の影響により免震支承の破断可能性がより一層高まった。一方で、レベル2地震動に対して生じる最大せん断ひずみの健全時の破断ひずみに対する裕度を一定以上確保することにより、経年劣化による破断ひずみの低減の影響を受ける領域における地震応答を抑制できる。そのため、経年劣化と地震動のマルチハザードの影響を受けにくく、長期の復旧期間を要する免震支承の破断を回避した免震橋が実現されることが示された。さらには、そうした免震橋では、免震支承による安定的な地震エネルギーの吸収がなされた上で、副次的にRC橋脚においても地震エネルギーの吸収がなされてから、構造系としての終局限界状態に到達するため、構造系としての地震時安全性が向上することも示された。
また、免制震橋は単独で機能を発揮せず、道路ネットワークとして所要の交通機能を発揮する必要があり、限界状態の設定に関連して、機能低下が社会に及ぼす影響について、レジリエンス評価の観点からも整理を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和元年度は、やや検討が遅れていたが、令和２年度の検討により、超過作用を含む地震動と免震支承の経年劣化のマルチハザードを踏まえた免震支承－RC橋脚系の地震損傷制御に向けた知見が得られてきている他、限界状態の設定において参考になるレジリエンス評価との兼ね合いの整理も進んでおり、おおむね順調に進展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
設計地震動に対して許容する応答レベルとそれによる地震動・経年劣化を踏まえた脆弱性の関係を整理した上で、設計に用いる設計規準式と部分係数について検討を行っていく予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍で旅費の支出が無く、海外文献の調査や解析に重点を置いた研究を進めた結果として次年度使用額が生じた。損傷制御設計法として取りまとめる上で、マルチハザードの影響に関する検討、地震損傷による構造物の機能低下が社会に及ぼす影響に関する検討に使用する予定である。
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