| 研究概要 |
本研究ではまず,溶接止端部の形状を正確に表現した解析モデルにより得られたひずみ範囲と,溶接止端部に1mmサイズの比較的大きな要素を配置したモデルによるそれとを比較することにより,1mmの要素を用いたモデルによる解析結果から,き裂発生点のひずみを推定するための関係式を提案した.その関係式の検証を行うため,小型のT字溶接継手試験体に対する極低サイクル疲労試験を実施し,提案した関係式が十分な精度であることを検証した.次に,溶接継手に対して提案した関係式の実構造部材への拡張を試みた.溶接継手に対して得られた関係式,実際の鋼製橋脚を模擬した3次元モデルに対する弾塑性有限要素解析,設計実務で用いられる梁モデルによる解析を相互に組み合わせることにより,梁モデルによる解析によって溶接止端部のき裂発生点の局部ひずみを安全側に推定する手法を提案した.この構築した局部ひずみ推定手法の妥当性を検証するために,鋼製橋脚をモデル化した中型の試験体に対して極低サイクル疲労試験を行った.提案した局部ひずみ推定法に従ってき裂発生点における局部ひずを求めた場合,試験体の疲労強度は疲労強度曲線の若干上側に位置する結果となったが,その差は小さく,提案手法は実用上十分な精度であることを明らかにした.さらに,開発した極低サイクル疲労照査法を用いて実地震動下での鋼製橋脚の疲労照査を行い,実際の鋼製橋脚が保有している極低サイクル疲労に対する抵抗性を定量的に明らかにした.
設計実務において現在用いられている梁モデルによる解析によって極低サイクル疲労照査を行うことができるという点で,本研究にて提案した極低サイクル疲労照査法は極めて実用性が高いと考えられ,阪神淡路大震災により露呈した土木鋼構造部材の極低サイクル疲労破壊を防止するための設計法の道筋を示すことができたといえる.
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