鋼製ラーメン橋脚の地震時保有水平耐力照査法の開発に関する研究

地震时钢刚构桥墩水平强度验证方法的研究

基本信息

批准号：
12750431
负责人：
葛漢彬
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,まず,構造物から取り出した部材セグメントを対象に,せん断荷重を受ける鋼製箱形断面短柱の強度とダクティリティーに関する数値解析的研究を行った.その成果をまとめると次のようになる.(1)せん断を受ける補剛板の最適剛比を求める近似式を示した.(2)補剛箱形断面部材の非弾性せん断挙動はプレートガーダーの場合に類似し,補剛材があるにも関わらずウェブ全体で1つの斜張力場が形成される.また,フランジに対する斜張力場のアンカー長さがウェブ長さの2/3にまで達する.ただし,その長さがフランジの幅厚比に若干影響されることがある.(3)せん断強度は載荷履歴に対する敏感度が低い.一方,せん断変形能に及ぼす載荷履歴の影響が非常に厚肉のウェブプレートでは大きいものの,その他の場合は強度と同様に無視できる程度である.(4)ウェブプレートの幅厚比がせん断強度とせん断変形能の予測においては最も支配的なパラメータである.その他のパラメータ,例えば,フランジの幅厚比パラメータと補剛材剛比,ウェブのアスペクト比と補剛材剛比による影響は無視してもよい.(5)せん断強度の推定は,ECCSの経験式を用いてよい.(6)ウェブプレートの幅厚比のみで表された提案式よりせん断変形能を推定することができる.(7)このモデルの妥当性を実験結果との比較により検討できている.次に,単柱式橋脚のみならず,種々の構造形態を有する薄肉鋼構造物の限界値(保有性能)を評価するためのPushover解析手法が示されている.この手法の妥当性を検討するために,単柱式鋼製橋脚と1層ラーメンに対して,Pushover解析を行い,強度と変形能の予測値を過去の準静的実験および解析結果と比較している.その結果,本提案法が良い精度で強度と変形能を推定できることが示されている.また,Pushover解析による,多層ラーメン構造物の耐震照査法の提案を行っている.提案法は,Pushover解析を介して多層ラーメン構造物(MDOF)を等価な1自由度系(ESDOF)に置き換え,ESDOFの時刻歴応答解析からMDOFの応答量を推定し耐震照査を行うものである.提案法の妥当性を示すために,鋼材の繰り返し弾塑性挙動を高い精度で解析可能な修正二曲面モデルを用いてMDOFの弾塑性地震応答解析を行っている.これにより,ESDOFの弾塑性地震応答解析によりMDOFの応答塑性率(最大応答変位)を10%程度以内の誤差で推定できることを示している.一方,ESDOFの弾塑性解析によるMDOFの残留変位の推定の精度が極端に悪いことも明らかにし,単柱式鋼製橋脚の実験から求められた強留変位推定式はラーメン構造物に対しても適用できる可能性を示唆している.さらに,橋軸直角方向の地震動を受ける多径間連続高架橋を対象に,Pushover解析と等価な1自由度系モデルによる応答変位の推測手法を拡張し,パラメトリック解析によって適用範囲を検討している.なお,コンクリート充填鋼製橋脚に対しても適用し,静的解析と動的解析の面から検討を行い,本提案法の有用性を過去の実験結果との比較により示している.

在这项研究中，我们首先对钢制盒形短柱的强度和延展性进行了数值分析研究，该柱形成了剪切负载，该柱子在从结构中采取的成员段上受到剪切载荷。结果总结如下：（1）显示了施加剪切板的加劲耐板的最佳刚度比的近似方程。（2）加强盒形横截面构件的非弹性剪切行为与板梁的剪切行为相似，即使有一个加强器，整个网络中也会形成单个电缆张力场。此外，法兰的电缆张力场的锚固长度达到了网络长度的2/3。但是，法兰的长度可能会受到法兰的宽度厚度比的略微影响。（3）剪切强度对负载病史的敏感性低。另一方面，在非常厚的网板中，负载历史记录对剪切可变形性的影响很大。但是，在其他情况下，强度可以忽略不计，就像力量一样。（4）网板的宽度厚度比是预测剪切强度和剪切变形能力的最主要参数。可以忽略其他参数，例如法兰和加强剂比的宽度厚度比，Web的纵横比和加强器加强器比率。（5）剪切强度的经验方程可用于估计剪切强度。（6）剪切变形能力可以从仅通过网板的宽度厚度比表示的拟议方程式估算。（7）可以通过比较实验结果来检查该模型的有效性。接下来，已经显示了一种用于评估不仅单孔墩，而且具有各种结构形态的薄壁的钢结构的限制（保持性能）的推翻分析方法。我们检查了这种方法的有效性。为了实现这一目标，对单杆钢墩和单层拉面进行了推行分析，并将强度和变形的预测值与以前的准静态实验和分析结果进行了比较。结果，已经表明，所提出的方法可以准确地估计强度和变形。此外，通过推杆分析提出了一种对多层拉面结构的地震检查方法。提出的方法通过推行层分析代替了多层拉面结构（MDOF），用同等的一级自由系统（ESDOF）代替了一级自由系统（ESDOF），并估计了时间历史响应分析中的MDOF响应量并执行地震检查。为了证明该方法的有效性，使用修改的二面模型对MDOF进行了弹性地震响应分析，该模型允许以高精度的钢材料重复弹性塑料行为。这允许ES用于分析ES。 DOF的弹性地震反应分析表明，MDOF的响应可塑性系数（最大响应位移）可以估计，误差约为10％或更小。另一方面，也很明显，通过ESDOF的弹性分析估算MDOF的残留位移的准确性极差，这表明从单极钢墩实验获得的应变位移的估计公式也可以应用于拉根结构。此外，扩展了使用一级自由度模型估算响应位移的方法，并扩展了相当于推力分析的方法，并通过参数分析检查了应用范围。该方法还应用于充满混凝土的钢墩，并从静态和动态分析的角度进行了检查，与先前的实验结果相比，该提出的方法的有用性显示出来。