| 研究概要 |
本研究では,地震により大きく面外変形した鋼製橋脚損傷部材を加熱矯正した場合,加熱矯正が部材の座屈強度および終局強度にどのような影響を及ぼすか,基本特性を把握するため,十字柱を作製し,まず,実験を行った。
実験結果によれば,加熱矯正した試験体は健全試験体に比べ,座屈強度は低下するが,終局強度はほとんど変化しないこと。また,座屈モードが種々変化することが明らかになった。
座屈強度の低下および座屈モードが変化する理由を明らかにするため,弾塑性大変形解析により実験をシミュレーションした。
結果によれば,座屈強度低下の主要因は,加熱矯正しきれずに残存する局部的なたわみであり,座屈モードが種々変化した理由は,局部座屈,すなわち,塑性変形に伴う加工硬化による降伏応力の上昇に起因することが明らかになった。
一方,橋脚のひとつのダイアフラム間を模擬した箱型断面柱を作製し,上述の十字柱を対象として得られた知見の正当性を検証するため,実験を行うと共に,弾塑性大変形解析により実験をシミュレーションした。
結果によれば,加熱矯正した箱型断面柱の圧縮挙動は,上記2つの因子に支配されることの正当性が明らかになった。
他方,実橋を模擬した構造体モデルを作製し,十字柱および箱型断面柱で得られた知見を加味し,正負交番載荷試験を実施した。
結果によれば,加熱矯正時,加熱温度をA_1変態点以下にすれば,水を利用し,機械的特性を損ねることなく,残存不整を大きく矯正できた。加熱矯正しきれずに残存する局部的なたわみの大きさにより,終局強度が低下するか否かが決まる。したがって,可能な限り原状復帰することが望まれるが,それが難しい場合,やや大きめに矯正する。すなわち,座屈モードと異なる不整を残存させることが補修方法として有効であることを提示した。
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