2007 Fiscal Year Annual Research Report
腐食と補修の履歴を考慮した既設鋼構造物の3次元耐震性能評価法に関する研究
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17360211
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
後藤 芳顕 Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, 教授 (90144188)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小畑 誠 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (30194624)
川西 直樹 豊田工業専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (60300589)
永田 和寿 名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (40301238)
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| Keywords | 耐震 / 維持管理 / 鋼構造 / 腐食 / 延性破壊 / 座屈 / 形状計測 / 数値流体解析 |
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| Research Abstract |
腐食欠損した構造物の延性破壊を評価するための解析手法を完成するとともに,腐食した鋼構造物の耐震性能評価手法の適用例として杭桟橋の腐食した鋼管杭をモデルに評価手法の妥当性を検証するために繰り返し載荷実験を行った。また,鋼構造物の将来の腐食欠損パターンやその大きさを予測するために,数値流体解析を利用する手法の適用性について検討した。得られた結果を以下にまとめる。
1.すでに開発した鋼材の腐食形状を正確に計測する方法により得られた数値データより腐食部材の有限要素モデルを自動的に作成し,複合非線形解析により相当塑性ひずみと3軸応力度を精度良く求める手法を確立した。そして,実験的に求めた三軸応力度と相当塑性ひずみをパラメータとした延性き裂発生条件式により,き裂発生を予測して部材の吸収エネルギを評価する手法を提案し,その精度を確認した。
2.提示した耐震性能評価手法を検証するために杭桟橋の腐食した鋼管杭モデルを対象に繰り返し載荷実験を行い,評価手法による解析結果と比較した。腐食形状を有限要素モデルに正確に反映し,かつ鋼管杭鋼材の材料構成則に3曲面モデルを用いれば杭の履歴挙動ならびに局部座屈形状を精度良く解析できることが明らかになった。さらに,腐食により複雑な局部座屈形状を呈するが,これも正確に予測できる。
3.長期間にわたる鋼材の腐食挙動を予測するために橋梁近傍における温湿度,結露,飛来塩分等の汚染物質の橋梁表面への付着等を,熱移動,質量移動,相変態等を考慮した数値流体解析によって予測することを試みた。その結果,実際に観測されている箱桁内部の結露,汚染物質の橋桁表面への付着等に見られる局所性をある程度説明できることを示した。
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