2017 Fiscal Year Annual Research Report
Proposal of versatile evaluation method for occurrence of Brittle fracture during earthquakes in steel structures based on the further understanding of its mechanism
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25820199
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田村 洋 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (10636434)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 地震時脆性破壊 / 鋼製橋脚隅角部 / 修正ワイブル応力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は，28年度に着手した既設鋼製橋脚隅角部を対象に，脆性破壊移行限界評価手法を検討した．脆性破壊移行確率の評価は修正ワイブル応力に媒介変数とするものでアプローチとしては前年度採用したものと同様の手法ではあるが，29年度は対象隅角部として橋脚面外変形の影響が懸念される逆L字型橋脚隅角部を対象とした．また，当該隅角部と28年度に対象とした門型ラーメン橋脚の隅角部に関して，現行の設計法で扱われている断面力と修正ワイブル応力の関係を，地震時に想定される代表的な橋脚の変形状態について調べ，隅角部の断面力から脆性破壊移行確率を推定する手法を提示した．
逆L字型橋脚隅角部の脆性破壊移行確率評価においては，有限要素法による地震応答解析を用いた．面外方向変形時の隅角部に発生するピーク相当塑性ひずみが小さいことから，当初懸念していた橋脚面外方向の変形の影響については移行確率の評価対象から外すこととした．隅角部に発生するピーク相当塑性ひずみが小さい理由としては，面内変形の場合のように変形が柱内フランジとはり下フランジの溶接部に集中ぜず，隅角部全体に変形量が分散するためであると考えられる．面内変形下における脆性破壊移行確率については，門型ラーメン橋脚隅角部より小さいことが明らかとなった．その要因としては逆L字型橋脚隅角部に採用されることの多いはり部のハンチが地震時に発生する修正ワイブル応力を有効に低減するためと考えられる．
隅角部の断面力と修正ワイブル応力の関係性については，隅角部の面内曲げによるフランジ平均応力（奥村・石沢の手法を参照のこと）により修正ワイブル応力の推定が可能であることが確認され，断面力からこのフランジ平均応力を媒介し脆性破壊移行確率を評価する手法を提案した．換算にあたってはハンチの有無等，隅角部の構造を考慮する必要があることが分かり，今後の検討課題となった．
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