超弾性合金を用いたダンパーによる橋脚の地震時反力分散効果に関する研究

近年各種の免震装置を用いた橋梁の建設や計画が注目を集めている。免震装置の利用は地震時反力の分散にも効果があり、特に死荷重の大きいコンクリート橋梁において、超多径間橋梁の建設問題とも合わせてこの効果が注目されている。これらの免震あるいは反力分散効果は、使用される材料特性に大きく左右され、いかに高機能な材料を開発するかが焦点となっている。本研究では、超弾性合金を用いたダンパーによる橋脚の地震時反力分散効果を検討するため、ダンパーおよび橋脚をモデル化し、地震応答の計算機による数値シミュレーションを行ない、反力分散効果やエネルギー吸収能など基礎的な動特性を明らかにすることを目的とした。エネルギー吸収能で比較した場合、超弾性効果を仮定したダンパーでは、同じ骨格曲線を仮定したバイリニア型ダンパーの2/3程度しか履歴エネルギーを吸収することはできなかった。したがって、履歴エネルギー吸収量から計算される等価減衰も小さめの値となる。また、地震が終わってからの自由振動が収まるまでに要する時間も長くなる。しなしながら、残留変形がないのは大きな利点であり、活用の可能性はある。反力分散に関しては、ゴムのハードニングまでを考慮したダンパーによる地震時反力分散効果を参考までに計算し、衝撃的な応答波形となりかねないことが明かとなった。この点から考えると、超弾性効果を利用した場合の方が、仮定する骨格曲線の特性にもよるが、効果的となることもある。今後、実際の超弾性合金の復元力の大きさや、履歴応答特性について、詳細な検討が望まれる。

近年各種の免震装置を用いた橋梁の建設や計画が注目を集めている。免震装置の利用は地震時反力の分散にも効果があり、特に死荷重の大きいコンクリート橋梁において、超多径間橋梁の建設問題とも合わせてこの効果が注目されている。これらの免震あるいは反力分散効果は、使用される材料特性に大きく左右され、いかに高機能な材料を開発するかが焦点となっている。本研究では、超弾性合金を用いたダンパーによる橋脚の地震時反力分散効果を検討するため、ダンパーおよび橋脚をモデル化し、地震応答の計算機による数値シミュレーションを行ない、反力分散効果やエネルギー吸収能など基礎的な動特性を明らかにすることを目的とした。エネルギー吸収能で比較した場合、超弾性効果を仮定したダンパーでは、同じ骨格曲線を仮定したバイリニア型ダンパーの2/3程度しか履歴エネルギーを吸収することはできなかった。したがって、履歴エネルギー吸収量から計算される等価減衰も小さめの値となる。また、地震が終わってからの自由振動が収まるまでに要する時間も長くなる。しなしながら、残留変形がないのは大きな利点であり、活用の可能性はある。反力分散に関しては、ゴムのハードニングまでを考慮したダンパーによる地震時反力分散効果を参考までに計算し、衝撃的な応答波形となりかねないことが明かとなった。この点から考えると、超弾性効果を利用した場合の方が、仮定する骨格曲線の特性にもよるが、効果的となることもある。今後、実際の超弾性合金の復元力の大きさや、履歴応答特性について、詳細な検討が望まれる。