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2021 年度 実績報告書

耐震性能の新陳代謝を可能とする鋼・コンクリート複合構造橋脚の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K22431
研究機関京都大学

研究代表者

植村 佳大  京都大学, 工学研究科, 助教 (80882133)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
キーワード柱構造 / 複合構造 / メタボリズム / セルフセンタリング / 取り替え / 復旧性
研究実績の概要

本研究では,地震時のエネルギー吸収を期待する外殻部に取り替え可能な鋼管(外殻部鋼管)を使用し,その中心部に鉛直力支持機能およびセルフセンタリング機能を有する部材を配置する複合構造を提案する.
昨年度までの検討では,外殻部に鋼管,中心部に変位制御付きゴム支承を使用した構造(検討構造1)に対する実験的検討と,外殻部に鉄筋コンクリート構造,中心部に鋼管拘束コンクリート柱を使用した構造(検討構造2)に対する解析的検討を実施した.本年度の検討では,それらの検討を深度化・高度化させた.以下,本年度の検討について述べる.
検討構造1に対する検討では,外殻部鋼管の取り外し時の余震への抵抗性確保に向けて,仮設部材(鋼製棒材)を取り付けた際の検討構造に対して正負交番載荷実験を実施した.その結果,外殻部の矩形鋼管取り替え時に鋼製棒材を仮設することで,P-Δ効果や余震に弾性範囲内で抵抗できる程度の復元力を確保できることがわかった.次に,昨年度実施した正負交番載荷実験に対する再現解析を行った.その結果,検討構造1が示す復元力特性の再現が可能な開発モデルを開発するとともに,外殻部の鋼管が座屈した際に,中心部の部材(検討構造1ではゴム支承)が軸力支持機能を発揮し,柱の軸沈下抑制に寄与していることを解析的に示した.また,本解析モデルを用いることで,外殻部鋼管の形状や拘束条件が柱の復元力特性に与える影響についても表現することが可能であることを示した.
上記の解析モデルを,検討構造2に対する解析モデルと組み合わせることで,提案構造の設計を可能とする解析モデルの構築が可能となる.このモデルを用いることで,外殻部鋼管や鋼管拘束コンクリート柱に関する構造パラメータが提案構造の復元力特性に与える影響を算定することができ,提案構造に対する構造設計が可能となるといえる.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 軸力支持下で耐震性能の改変が可能な鋼製メタボリズム柱構造の開発2022

    • 著者名/発表者名
      植村佳大,前田紘人,高橋良和
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1

      巻: 78 ページ: 現時点で未定

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 軸力支持下において耐震性能の改変が可能な鋼製メタボリズム柱構造の正負交番載荷実験2021

    • 著者名/発表者名
      植村佳大
    • 学会等名
      第41回地震工学研究発表会
  • [学会発表] 復旧時にセルフセンタリング機構を発揮する橋脚構造の解析的検討2021

    • 著者名/発表者名
      白井洵
    • 学会等名
      第24回橋梁等の耐震設計シンポジウム
  • [学会発表] 軸力支持下において耐震性能の改変が可能な鋼製メタボリズム柱構造の正負交番載荷実験2021

    • 著者名/発表者名
      植村佳大
    • 学会等名
      第24回橋梁等の耐震設計シンポジウム

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公開日: 2022-12-28  

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