| 研究概要 |
本年度は前年度行われた実験結果の妥当性を確認し,また実験結果を補完する目的で,載荷実験で使用した供試体を対象として解析を行った.数値解析には局部座屈を精度良く表現できるようにシェル要素を用いた汎用有限要素解析コードABAQUSによる弾塑性有限変位解析を実施した.
健全なモデルと腐食損傷を有するモデルの実験結果と解析結果は概ね挙動が一致しており,載荷実験ならびに数値解析の妥当性が確認した.実験結果と同様であるが,2δyの3サイクル目で最大荷重を迎え,3δyの4サイクル目で耐荷力が低下していることがわかった.耐荷力の低下は腐食損傷を有するモデルで顕著であることがわかった.座屈損傷の形態は載荷実験と同様であり,健全なモデルでは板パネルの座屈損傷が支配的であるのに対し,腐食損傷を有するモデルでは板パネルの座屈損傷に加え,腐食損傷部である角部にも座屈が生じていた.
数値解析の妥当性を確認したため,ねじりと腐食形態に着目したパラメトリック解析を行った.その結果,ねじりその影響は大きくないことが明らかとなったが,ねじりと腐食損傷の程度によっては大きく耐荷性能を低下させる場合もあり,注意が必要である.腐食幅と腐食深さが大きくなるにつれて耐荷力は低下するが,腐食幅が耐荷力に与える影響が大きく,また同程度の腐食であってもその形状により耐荷性能は異なるため注意が必要であることが明らかとなった.
腐食により劣化した構造物が,大規模な地震時に大きな損傷を受ける恐れがあり,適切な維持管理を行う必要があると思われる.本研究では限られた実験・解析ケースで検討を行い,角部に腐食損傷を有する矩形鋼製橋脚の挙動・耐荷性能について考察を行ったが,今後は実際に近い荷重状態,耐震性能の異なる種々の橋脚に対して様々な腐食形態を考慮した検討を行う必要がある.
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