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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750431/
• 关键词: 鋼製橋脚; 耐震設計; 強度; 変形能; Pushover解析; 等価1自由度系モデル; 地震応答解析; 応答変位; 鋼製ラーメン橋脚; 隅角部; 繰り返し解析; 破壊せん断ひずみ; 破壊基準

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.

This study で は, ま ず, structure か ら take り out し た department material セ グ メ ン ト を like に, seaborne せ ん off load を by け る の strength steel box section of short column と ダ ク テ ィ リ テ ィ ー に masato す る line the numerical analytical research を っ た. そ の results を ま と め る と times の よ う に な る. (1) せ ん を broken by け る fill the optimal just than just board の を o め る approximant を In し た. (2) fill just box section of material の non 弾 せ ん broken 挙 dynamic は プ レ ー ト ガ ー ダ ー に の occasions similar し, fill material just が あ る に も masato わ ら ず ウ ェ ブ all で 1 つ の が diagonal tension field formed さ れ る. ま た, フ ラ ン ジ に す seaborne る inclined tension field の ア ン カ ー long さ が ウ ェ ブ long さ の two-thirds に ま で da す る. た だ し, そ の さ long Thick が フ ラ ン ジ の than some influence さ に れ る こ と が あ る. (3) せ ん breaking strength は fulfillment of load bearing に す seaborne る sensitivity low が い. Side, せ ん can break - shaped に and ぼ す fulfillment of load bearing の influence が very thick meat に の ウ ェ ブ プ レ ー ト で は big き い も の の, そ の he は strength と の occasions with others に ignore で き る degree で あ る. (4) ウ ェ ブ プ レ ー ト thick の than が せ ん breaking strength と せ ん can break - shaped の be に お い て は も dominate most な パ ラ メ ー タ で あ る. そ の him の パ ラ メ ー タ, example え ば, フ ラ ン ジ thick の than パ ラ メ ー タ と fill just than just material, ウ ェ ブ の ア ス ペ ク ト than と fill material just than に よ る influence は ignore し て も よ い. (5) せ ん estimation の breaking strength は, ECCS の 経 験 type を with い て よ い. (6) ウ ェ ブ プ レ ー ト thick の than の み で table さ れ た proposal type よ り せ ん - form Presumption can を す る こ と が で き る. (7) こ の モ デ ル の justice を be 験 results と の is に よ り beg で 検 き て い る. に, 単 column bridge foot の み な ら ず, kind of 々 の tectonics を have す る thin steel structure の limit numerical performance (keep) を review 価 す る た め の Pushover parsing technique が shown さ れ て い る. こ の gimmick の justice を beg す 検 る た め に, 単 pillar type steel bridge foot と 1 layer ラ ー メ ン に し seaborne て, Pushover parsing を い, strong Degrees と - shape can の to measure numerical を past の must still be 験 お よ び parsing results と し て い る. そ の as a result, the proposed method が good い precision で strength と - presumption can form を で き る こ と が shown さ れ て い る. ま た, Pushover parsing に よ る, multilayer ラ ー メ ン structure の seismic line according to the check method proposed の を っ て い る. は proposal method, analytical を Pushover interface し て multilayer ラ ー メ ン structure (MDOF) を 価 な 1 degree of freedom system (ESDOF) に き change え, ESDOF の moment bearing 応 a parsing か ら MDOF の 応 a presumption quantity を し seismic line according to check を う も の で あ る. Proposal method の justice を shown す た め に, steel の Qiao り return し 弾 plastic 挙 を high precision い で parsing may な modification 2 surface モ デ ル を with い て MDOF の 弾 plastic earthquake 応 line a parse を っ て い る. こ れ に よ り, ESDOF の 弾 plastic earthquake 応 a parsing に よ り MDOF の 応 a plastic rate (maximum 応 answer - a) を degree of less than 10% The <s:1> error で presumes that で る る る とを とを indicates that る て る る る. Side, ESDOF の 弾 plastic analytic に よ る MDOF の residues - a presumption の の が extreme precision に 悪 い こ と も Ming ら か に し, 単 pillar type steel bridge foot の be 験 か ら o め ら れ た stay - a push pattern は ラ ー メ ン structure に し seaborne て も applicable で き を る possibility in stopping し て い る. さ ら に, bridge axis orthogonal direction の seismic を by け る multipath Even between 続 viaduct を like に seaborne, Pushover parsing と etc 価 な 1 degree of freedom system モ デ ル に よ る 応 answer - の speculation technique を company, zhang し, パ ラ メ ト リ ッ ク parsing に よ っ て applicable van 囲 を beg し 検 て い る. な お, コ ン ク リ ー ト filling steel bridge foot に し seaborne て も applicable し, static analytical と dynamic analytical の surface か ら 検 for line を い, this offer The utility of the case law を past <s:1> experimental results と <s:1> comparison によ shows that <s:1> て る る る.

项目成果

Y.Zheng,T.Usami and H.B.Ge: "Ductility Evaluation Procedure for Thin-Walled Steel Structures"Journal of Structural Engineering.ASCE. 126(11). 1312-1319 (2000)

Y.Zheng，T.Usami 和 H.B.Ge：“薄壁钢结构的延展性评估程序”结构工程学报.ASCE。

Zheng, Y., Usami, T., Ge, H. B.: "Seismic Response Predictions of Multi-Span Steel Bridges through Pushover Analysis"Earthquake Engrg. and Struct. Dyn.. (Accepted).

郑Y.，宇佐美T.，葛H.B.：“基于Pushover分析的多跨钢桥地震响应预测”地震工程。

葛 漢彬, 浅田秀史, K. A. S. Susantha, 宇佐美 勉: "薄肉及び厚肉断面を有するコンクリート部分充填鋼製橋脚の統一的耐震照査法"構造工学論文集. Vol.47A. 783-792 (2001)

Kanaki Kuzu、Hidefumi Asada、K. A. S. Susantha、Tsutomu Usami：“薄截面和厚截面混凝土部分填充钢桥墩的统一地震验证方法”《结构工程杂志》第 47A 卷（2001 年）。

Prawcen Chusilp, 葛 漢彬, 宇佐美 勉: "せん断力を受ける補剛箱形断面鋼部材の強度と変形態に関する解析的研究"構造工学論文集. Vol.48A(印刷中). (2002)

Prawcen Chusilp、Kanaki Kuzu、Tsutomu Usami：“受剪切力作用的加劲箱形截面钢构件的强度和变形的分析研究”《结构工程杂志》第 48 卷（出版中）。

葛 漢彬, K. A. S. Susantha, 佐竹洋一, 宇佐美 勉: "コンクリート部分充填鋼製橋脚の地震応答推定手法の検証に関する解析的研究"構造工学論文集. Vol.48A(印刷中). (2002)

Hanaki Kuzu、K.A.S. Susantha、Yoichi Satake、Tsutomu Usami：“部分填充钢桥墩地震反应估计方法验证的分析研究”《结构工程杂志》第 48 卷（出版中）。