| 研究課題/領域番号 |
25420474
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
山川 優樹 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80324010)
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| 研究分担者 |
田村 洋 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (10636434)
池田 清宏 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50168126)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 送電鉄塔 / 損傷機構 / 地盤変状 / 基礎不同変位 / 耐荷力 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では送電施設の安全性向上技術に貢献することを趣旨とし，地盤変状に起因する鉄塔の損傷機構の解明を目的とした．特に，地盤変状や基礎不同変位を想定した下での鉄塔の耐荷・変形性能を評価することと，基礎による鉄塔脚部の支持剛性を忠実に考慮するため地盤－基礎－鉄塔構造の全体系解析を行うことに重点を置いた．
3箇年の研究期間で，(1) 地盤変状に伴う基礎不同変位の高精度予測評価，(2) 既存鉄塔に対する基礎不同変位の発生下での損傷・耐荷性能評価，(3) 基礎不同変位に基づく鉄塔の健全性評価に取り組んだ．
典型的な基礎不同変位下における鉄塔の耐荷力低下挙動と損傷形態について解析を行った．その際，鉄塔継脚の違いによる影響も検討し，塔体設計で用いられる塔体自重・電線張力・塔体作用風圧などを3種の季節荷重として設定して解析へ導入した．作用外力の発生因子により活荷重と死荷重とに分け，一定の死荷重下で活荷重に対する倍率係数（活荷重係数）を漸増載荷する解析を行った．
脚部不同変位の発生前後の耐荷力を比較した結果，ある範囲までの脚部不同変位では耐荷力の低下は殆どみられないが，脚部不同変位がある値を超えると耐荷力が著しく低下することが確認された．また，健全時の耐荷力を概ね保持しうる脚部不同変位の限界値や，それを超過したときの耐荷力の低下程度，ならびに鉄塔の損傷形態は，鉄塔の種類（懸垂型・耐張型）や継脚の違い，想定季節荷重，脚部不同変位の方向によって大きく異なることが分かった．また，著しい耐荷力が生じないような脚部不同変位の限界値と，現行の技術基準における脚部不同変位の許容目安とを比較考察した．
地盤－基礎－鉄塔構造の全体系解析では，地盤特性（地盤の硬・軟）やそれによる基礎の脚部支持剛性の違いにより，上述のような脚部不同変位に起因する鉄塔の損傷・耐荷力低下挙動が異なることも確認された．
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