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ねじりを考慮した鋼製橋脚の耐震性能評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12450183
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造工学・地震工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

宇佐美 勉  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50021796)

研究分担者 葛西 昭  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (20303670)
葛 漢彬  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (90262873)
伊藤 義人  名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 教授 (30111826)
鈴木 森晶  愛知工業大学, 工学部, 助教授 (90273276)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2002年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
2001年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
2000年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
キーワード鋼製橋脚 / 局部座屈 / ねじり変形 / 耐震性能 / 弾塑性有限変位解析 / 繰り返し載荷実験 / 面外変形 / 機能保持 / 弾塑性有限変立解析
研究概要

本研究は,ねじり作用の想定される逆L型鋼製橋脚を対象にした耐震性能を評価するものである.大きく実験的なアプローチと解析的なアプローチを施し,種々の成果を得た.最終的には耐震設計法への寄与を行うべく,設計時に用いやすい提案式を開発するに至っている.以下でその成果をまとめる.
1.想定している橋脚に対して,鉛直荷重を一定にし,面外操り返し水平力を作用させる弾塑性有限変位解析を行った.解析時には修正2曲面モデルを構造解析用汎用ソフトのサブルーチンとして組み込み,局部座屈が生ずる部分にシェル要素,その他の部分に棒要素を用いた混合型の有限要素法によって行った.なお,対象断面は,正方形補剛箱形断面およびパイプ断面とした.
2.支配パラメータとして,偏心量e,断面の幅厚比,柱の細長比,柱とはりの剛性比,柱の軸力,載荷パターンを取り上げ,種々のパラメータの基で,質量あるいは剛性偏在によるねじりの影響を明らかにした.
3.上記解析結果の妥当性を評価するために,耐震性能実験を行った.逆L型補剛箱形断面供試体を4体制作し,上部構造重量の偏心比を変化させ,上部構造重量作用位置に繰り返し水平荷重を作用させた条件で実験を行い,これをFEMモデルによって数値解析的に実験を模擬し,解析手法の妥当性を検証した.
4.鋼製橋脚が繰り返し荷重を受ける場合,橋軸方向の水平変位よりも,橋軸直角方向の水平変位の方が,より増大することを実験的および解析的に検証した.
5.正方形箱形断面からなる逆L型鋼製橋脚の面外方向に対する強度と変形能の推定式を提案した.

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (13件)

  • [文献書誌] 葛漢彬, 高聖彬, 宇佐美勉: "鉛直荷重が偏心して作用する鋼製橋脚の操り返し弾塑性挙動に関する数値解析的研究"土木学会論文集. No.654/I-52. 271-284 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shengbin Gao, Tsutomu Usaim, Hanbin Ge: "Eccentrically Loaded Steel Columns under Cyclic Out-of-plane Loading"Journal of Structural Engineering. Vol.126, No.8. 974-981 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 青木微彦, 錦木真一, 渡辺俊輔, 鈴木森晶, 宇佐美勉, 葛漢彬: "面外繰り返し水平力を受ける逆L型鋼製箱形断面橋脚の強度と変形能に関する実験的研究"土木学会論文集. No.724/I-62. 213-223 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 葛漢彬, 渡辺俊輔, 宇佐美勉, 青木徹彦: "面外繰り返し外力を受ける逆L形鋼製箱形断面橋脚の耐震性能に関する解析的研究"土木学会論文集. (登載予定).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ge, H., Gao, S.and Usami, T.: "Numerical Study on Cyclic Elastoplastic Behavior of Eccentrically Loaded Steel Bridge Piers"J.of Struct.Mech.and Earthquake Eng., JSCE. No.654/I-52. 271-284 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Gao, S., Usami, T.and Ge, H.: "Eccentrically Loaded Steel Columns under Cyclic Out-of-plane Loading"J.of Structural Engineering, ASCE. Vol.126, No.8. 974-981 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aoki, T., Suzuki, S., Watanabe, S., Suzuki, M., Usami, T.and Ge, H.: "Experimental Study on Strength and Deformation Capacity of Inverted L-Shaped Steel Bridge Piers Subjected to Out-of-Plane Cyclic Loading"J.of Struct.Mech.and Earthquake Eng., JSCE. No.654/I-52. 271-284 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ge, H., Wataname, S., Usami, T., and Aoki, T.: "Analytical Study on Strength and Deformation Capacity of Inverted L-Shaped Steel Bridge Piers Subjected to Out-of-Plane Cyclic Loading"J.of Struct.Mech.and Earthquake Eng., JSCE. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 青木徹彦, 鈴木真一, 渡辺俊輔, 鈴木森晶, 宇佐美勉, 葛漠彬: "面外繰り返し水平力を受ける逆L型鋼製箱形断面橋脚の強度と変形能に関する実験的研究"土木学会論文集. No.724/I-62. 213-223 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Liu, Q., Kasai, A., Usami, T.: "Two hysteretic models for thin-walled pipe-section steel bridge piers"Engineering Structures. Vol.23. 186-197 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 宇佐美勉, 織田博孝: "鋼構造物の耐震解析法および耐震照査法に関する研究展望"土木学会論文集. No.668/I-54. 1-16 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Chusilp, P., Usami, T.: "New elastic stability formulas for multiple-stiffened shear panels"Journal of Structural Engineering,ASCE. (掲載予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Chusilp, P., Usami, T., Ge, H.B.: "Analytical study on strength and ductility of stiffened box-shaped steel members subjected to shear loading"Journal of Structural Engineering,JSCE. (掲載予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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