2023 Fiscal Year Annual Research Report

Development of isolation bearing to be effectively used for seismic retrofitting

Research Project

Project/Area Number	22H01570
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Utsunomiya University
Principal Investigator	藤倉修一宇都宮大学, 地域デザイン科学部, 教授 (90782558)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	運上茂樹東北大学, 工学研究科, 教授 (60355815) 井上和真群馬工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (50825982) 小林巧国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(構造物メンテナンス研究センター), 研究員 (30962427) 大住道生国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(構造物メンテナンス研究センター), 上席研究員 (70784479) 石井洋輔国土技術政策総合研究所, 道路構造物研究部, 研究官 (50796670)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2026-03-31
Keywords	球面すべり支承 / 地震時挙動 / 免震支承 / 耐震補強 / 振動台実験 / 非線形動的解析
Outline of Annual Research Achievements	免震支承である球面すべり支承を橋梁の耐震補強として用いるために，球面すべり支承の地震時挙動を明らかにする研究を行った．免震支承は，軸力の影響を受ける積層ゴム支承に比べると，支持重量とは無関係に周期を決定できるとともに，原点復帰という利点もあるが，地震時挙動，特に，内陸直下型地震時の挙動が明らかになっていない．今年度は，昨年度のすべり材より耐久性の高い橋梁用のすべり材が開発された．そこで，球面すべり支承の基本的な性能検証として，小型の振動台を用いて，高耐久性すべり材を用いた球面すべり支承で支持された橋梁模型桁の振動台実験を行い，摩擦係数の各種依存性が動的挙動に及ぼす影響を検証した．速度の影響確認実験では，支承部の相対速度と，時間とともに変化する摩擦係数の関係から，速度の増加に伴い摩擦係数が増加する速度依存性が確認された．さらに，スティック（固着）とスリップ（すべり）が交互に発生するスティックスリップ現象が確認されたが，上部構造への動的挙動には大きな影響はなかった．さらに，小型振動台では，計測項目や動的挙動の把握も限定されるため，シングル球面すべり支承の動的挙動を明らかにするために，シングル球面すべり支承で支持された橋梁模型桁に対し，国立研究開発法人土木研究所が保有する三次元大型振動台による加振実験を行った．特に，支承部の軸力変動に着目し，球面半径の違いや加振方向の違い，上下動入力の有無が水平応答や軸力変動に及ぼす影響を検証した．振動台加振実験の結果，シングル球面すべり支承の水平荷重－相対変位関係は軸力変動の影響を受け，特に，二次剛性が変化することを示した．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度は，高耐久性すべり材を用いた球面すべり支承に対して，小型振動台において基本的な力学現象について明らかにするとともに，大型振動台実験を行うことができた．いずれも，球面すべり支承を橋梁の免震支承に実装するためには，必要であり，大きな成果と言え，予定通り進捗している．
Strategy for Future Research Activity	本年度は，国立研究開発法人土木研究所が保有する三次元大型振動台を用いて，球面すべり支承で支持された橋梁の動的実験を行った．球面すべり支承の地震時挙動のデータを収集することができたので，それらを分析し，大規模地震時の球面すべり支承の挙動を明らかにする予定である．