環境要因および荷重履歴により耐力劣化する構造物の最適な点検・補修計画に関する研究

因环境因素和荷载历史而导致强度下降的结构的最佳检测和修复方案研究

• 批准号: 07750656
• 负责人: 森 保宏
• 金额: $ 0.51万
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750656/
• 关键词: 信頼性; 限界状態確率; 経年劣化; 疲労; 繰り返し荷重; 点検・補修; 最適化; 生涯コスト

構造物の耐力が劣化すると,構造物が限界状態を超過する危険性は増大する。鋼構造物における耐力劣化の主なメカニズムとしては,錆・腐食等による断面欠損のほか,地震等の大入力時に塑性変形が繰り返されることによる累積損傷,および,降伏点以下の繰り返し応力が長期間にわたって加わることによる疲労損傷などがある。本年度は,疲労による劣化に焦点を当て,荷重の大きさや繰り返し回数,および,初期亀裂の大きさにおける不確定性を考慮した不規則亀裂進展解析を展開し,これをもとに,繰り返し荷重を受ける鋼構造部材の信頼性解析を行った。不規則亀裂進展を考慮した構造信頼性解析に関する既往の研究では,その解析の困難さから,1個の亀裂進展のみを考慮し,この亀裂の長さが限界亀裂長さ以上となる確率でもって構造物の信頼性を評価してきた。しかし,実際は,亀裂は複数存在し,また,これらの亀裂により,耐力は低下する。ここでは,研究者らが提案している「離散高速フーリエ変換による確率解析法」を適用し,複数の亀裂について不規則進展を行い,さらに,構造信頼性解析では,以下の二つの限界状態を考慮している。1)複数の亀裂のうち少なくとも一つの亀裂長さが,限界亀裂長さ以上になったとき2)亀裂進展により劣化した耐力よりも大きな荷重効果を受けたとき亀裂長さと残存耐力との関係については,Feddersenの経験的弾塑性破壊力学に基づく提案式を用いている。劣化する構造物の信頼性は点検・補修により確保することができる。ここでは,亀裂発見における不確定性を考慮に入れ,ベイズ理論を適用して,点検・補修後の亀裂長さの確率密度関数を更新することにより,点検・補修の効果を定量的に評価する手法を提示している。この手法を拡張することにより,総コストを最小とする最適な点検・補修計画を決定することができる。

The durability of the structure deteriorates, and the structural limit state exceeds the critical state. The main reason for the durability deterioration of steel structures is that they are damaged by corrosion, etc., and the plastic deformation of steel structures is caused by the accumulation of damage under the large input force such as earthquake. This year, the focus of fatigue degradation is on the analysis of the reliability of steel structural components, considering the uncertainty of initial cracking and the large number of cycles of load. Previous studies on structural reliability analysis considering irregular fracture progression have shown that the analysis is difficult, but one fracture progression is considered, and the fracture length is limited to the fracture length. In fact, there are many cracks in the body, and the endurance is low. In this paper, the authors propose to apply the "discrete high-speed transformation accuracy analysis method" to the analysis of structural reliability, considering the following two bounded states. 1)2) Crack progression, degradation, endurance, large load, effect, residual endurance, relationship between crack length and residual endurance,Feddersen's plastic fracture mechanics, fundamental formula, application. The reliability of deteriorated structures is guaranteed by point correction and repair. In this regard, the uncertainty of crack detection is considered, and the theory is applied. The accuracy density of crack length after point detection and repair is updated. The method of quantitative evaluation of point detection and repair effect is suggested. The method is to determine the minimum and repair plan.

项目成果

森保宏,B.Ellingwood,富本淳: "構造物の信頼性維持のための点検・補修計画に決定に関する研究" 構造物の安全性および信頼性. 3. 349-356 (1995)

Hiroshi Mori、B.Ellingwood、Jun Tomimoto：“确定维持结构可靠性的检查和维修计划的研究”《结构的安全性和可靠性》3. 349-356 (1995)。