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2012 年度 実績報告書

積層ゴム支承の耐震設計用レオロジーモデルの開発:低温下における設計法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 22560473
研究機関埼玉大学

研究代表者

奥井 義昭  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40214051)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード耐震設計 / 免震支承 / 温度依存性 / 高架橋
研究概要

高減衰ゴム支承,天然ゴム支承,鉛プラグ入りゴム支承のに関して、低温下(-30℃と-20℃)における各種実験(リラクゼーション試験,正弦波加振実験,一定載荷速度試験など)を行った。これら実験結果を用いてゴム支承の載荷速度依存性と低温下におけるハードニングを考慮した耐震設計時の非線形解析で用いる復元力モデル(レオロジーモデル)を提案し,あわせてモデルパラメータの同定方法も提案した。さらに,提案モデルと現行の耐震設計基準で用いられているバイリニアモデル用いて,標準的な高架橋モデルについて地震時非線形応答解析を行い,両解析結果を比較することで,モデル化による橋梁システムの応答の違いや,モデルパラメータの感度を等を検討した。
一般的な結論としては,現在,通常の設計で行われているように,常温時の試験結果に基づいて決定されたバイリニアモデルを用いて設計した高架橋では,-20℃などの低温時においてゴム支承の硬化やハードニングが顕著になることからゴム支承の変形が小さくなり,エネルギー減衰効果が小さくなることから,橋脚に損傷が生じ危険になることが分かった。また,天然ゴム支承と鉛プラグ入りゴム支承の低温下の挙動では,低温下によるハードニングの影響は無視できないが,速度依存効果を無視しても,橋梁のシステムの応答に大きな影響がないことが分かった。この結果を受けて,これらのゴム支承に関してはハードニング影響のみを考慮したレオロジーモデルを提案した。
高減衰ゴム支承に関しては,くり返し載荷に伴う自己発熱の影響とMullins効果の影響が無視できないことが分かり,これらに影響を考慮もしくは修正した耐震設計用モデルに関しては今後の課題となった。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Application of Rheology Modeling to Natural Rubber and Lead Rubber Bearings: A Simplified Model and Low Temperature Behavior2012

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Kashif RAZZAQ, Yoshiaki OKUI, Abdur Rahman BHUIYAN, A. F. M. Saiful AMIN, Hiroshi MITAMURA, Takashi IMAI
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A1 (Structural Engineering & Earthquake Engineering (SE/EE))

      巻: Vol. 68, No.3 ページ: 526-541

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seismic Performance of a Highway Bridge with Different Modeling Techniques for Laminated Rubber Bearings at a Low Temperature2012

    • 著者名/発表者名
      Razzaq, M., Okui, Y., Mitamura, H., and Imai, T.
    • 雑誌名

      Cold Regions Engineering 2012: Sustainable Infrastructure Development in a Changing Cold Environment

      巻: A-58 ページ: 467-477

    • DOI

      10.1061/9780784412473.046

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seismic Response Prediction of Base Isolated Multi-Span Highway Bridge with Different Modeling Techniques for Lead Rubber Bearings2012

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Kashif RAZZAQ; Yoshiaki OKUI; Hiroshi MITAMURA; Takashi IMAI
    • 雑誌名

      Proc. of 18th IABSE Congress in Seoul, Korea

      巻: A-58 ページ: 1-7

    • 査読あり
  • [学会発表] ゴム支承の温度依存性に関する研究とMullins効果のモデル化の検討2012

    • 著者名/発表者名
      石島 慎也, 奥井 義昭, Nguyen Anh Dung, 今井 隆, 三田村 浩
    • 学会等名
      平成24年度土木学会全国大会 第67回年次学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20120905-20120907

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公開日: 2014-07-24  

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