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本研究では、交通荷重の特性を考慮した変動振幅応力のシミュレーションによる皮労設計荷重の検討および種々の変動振幅応力下での疲労亀裂進展解析による疲労強度評価方法の検討から、変動振幅応力を受ける部材の合理的な疲労照査法を構築すること、またそのための基礎的な資料を提供することを目的とし、以下の検討を行なった。
(1)道路橋の交通特性(車両の形式、車両の構成比、時間交通量、…)を考慮した応力変動のモンテカルロシミュレーションを行ない、疲労設計に用いるべき荷重および応力範囲頻度分布を提案した。提案した疲労設計荷重は重量20tfの3軸トラックである。応力範囲頻度分布は2母数ワイブル分布に基ずくものである。
(2)疲労損傷の進行を疲労亀裂の進展としてとらえ、疲労損傷に寄与する応力範囲の限界値と疲労損傷度との関係を明らかにするとともに、この関係を線形累積被害則に組込んだ変動振幅応力を受ける鋼橋梁部材の新しい疲労強度評価方法を提案した。
(3)一般の橋梁技術者が鋼道路橋の疲労設計および既設橋梁の疲労安全性照査を簡便にしかも精度良く行なうためのパーソナルコンピュータをベースとした対話型プログラムを開発した。本プログラムには、車両走行(疲労設計荷重あるいは荷重列のモンテカルロシミュレーション)による応力変動の解析、日本鋼構造協会疲労設計指針(案)基づく照査部の疲労強度の設定と疲労安全性照査などの機能が含まれている。
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