多様な耐震性能を設定可能な高性能鋼を活用したハイブリッド鋼部材の開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22560476
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 小野 潔 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60324802)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松村 政秀 大阪市立大学, 工学研究科, 講師 (60315976)
• Keywords: ハイブリッド構造 / 鋼製橋脚 / 弾塑性有限変位 / 高性能鋼 / SBHS / 耐震性能 / 構成則

Research Abstract

近年,橋梁用高性能鋼であるSBHS鋼等の新たな高性能鋼が幾つか開発され,それら高性能鋼を活用することで鋼部材の耐震性能を多様化できる可能性がある.そこで,本研究では,正負交番載荷実験および弾塑性有限変位解析を行い,高性能鋼の特性の活用,ハイブリッド構造の適用により,多様な耐震性能を設定可能な鋼製橋脚を主対象とした鋼部材の開発を目的としている
ハイブリッド鋼製橋脚の耐震性能を把握するには正負交番載荷実験を行うことが最も確実である.正負交番載荷実験でより効率的に耐震性能に関する情報を得るには,供試体のパラメータをどのように設定するかが非常に重要になってくる.しかしながら,ハイブリッド鋼製橋脚の耐震性能に関する研究はほとんどなく,耐震性能および耐震性能に与えるパラメータについては,全くといってよいほど情報が得られてない.そこで,本年度は当初の予定を変更し,鋼材の塑性履歴特性を精度良く再現できるFEM解析によりハイブリッド鋼製橋脚の耐震性能に関する基礎的な情報を収集するとともに,正負交番載荷試験から得られる情報をより有益なものとするため,解析結果を正負交番載荷試験に用いる供試体のパラメータに反映させることとした.具体的には,(1)現行の鋼製橋脚で多く使用されているSM490材のみを使用した一般的な鋼製橋脚,(2)フランジ・ウェブにSM490材,リブにBHS500に相当する鋼材を使用したハイブリッド鋼製橋脚,(3)フランジ・ウェブにSM490材,リブにBHS700に相当する鋼材を使用したハイブリッド鋼製橋脚,以上の3種類の鋼製橋脚を対象に座屈パラメータ変化させて解析を行った.その結果,今回検討を行った中では,(3)のハイブリッド鋼製橋脚が多様な耐震性能を設定できる可能性があるという結果が得られるとともに,その解析結果を正負交番載荷試験に用いる供試体のパラメータに反映させた