2014 Fiscal Year Annual Research Report
エネルギ吸収機能と残留変形の自己修復機能を併せ持つ鋼製橋脚の開発
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24656279
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
後藤 芳顕 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90144188)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 自己修復 / コンクリート充填橋脚 / 残留変位 / 局部座屈 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高エネルギ吸収機能と残留変位の自己修復機能を併せもつ鋼製橋脚開発に関する，過去2年の詳細な検討を踏まえ，中間支圧板と充填コンクリート頂部にダイヤフラムを持つコンクリート部分充填鋼製橋脚の最終形状を決定して実験による検証を行った．その結果，目標をほぼ満足する橋脚の開発が可能であることを提示できた．以下に具体的に述べる．
1.高エネルギ吸収能と自己修復機構の確認のための模型実験に先立ち，中間支圧鋼板の板厚をパラメトリックに変化させた高精度FEM解析を実施し，自己修復特性に与える影響の検討を行った．その結果，水平方向荷重の最大値は中間支圧鋼板の有無によって大きく変化しないものの，中間支圧鋼板の板厚が橋脚本体の板厚と同程度であれば，ピーク点以降の荷重低下が低減されることが確認された．この効果は板厚が厚いほど効果は向上する傾向があるが，向上の度合いは鈍化する．また，中間支圧鋼板での支圧力の伝達はその圧縮側外縁部が接触することによりなされており，中間支圧鋼板が従来のダイヤフラムのように中央に孔を有する構造であっても上記の効果が発揮されることを確認した．
2.上記数値解析結果を踏まえ，実験による検証を行うため中間支圧鋼板の板厚を2種類に変化させたコンクリート部分充填自己修復型鋼製橋脚と中間支圧板のない通常のコンクリート部分充填鋼製橋脚の縮小模型を計3体製作し，水平1方向繰り返し載荷試験を実施した．その結果，ピーク荷重4%の上昇に対してピーク点変位は20%ほど増加して変形能が向上するとともに，ピーク点後以降の荷重低下時の軟化勾配は約半分に低減された．また，局部座屈の位置および面外変形量については差異がないものの，主に局部座屈変形に起因する橋脚頂部の鉛直変位は40%程度に低減した．このように最大耐力の大きな上昇を伴わず，所要のエネルギ吸収能と自己修復機能を持つことを実験的に検証した．
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