多方向地震動を受ける鋼製およびコンクリート充填鋼製橋脚の耐震照査法の開発

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1.多方向入力した鋼製橋脚実験と解析:正方形断面鋼製補剛橋脚モデル7体を用いて、一定鉛直力の下で水平2方向載荷実験を行った。水平2軸方向の地震波は複雑な挙動を示すので、これを単純化したモデルに置き換え、漸増円形(らせん状載荷)、楕円らせん形、漸増正方形および放射線形載荷パターンの実験を行った。またFEM解析を行い、実験結果との対比を考察した。実験および解析結果は、新評価基準に従って整理し、載荷パターンごとの最大荷重、変形能、エネルギー吸収性能をまとめた。2.テーパ(変厚)鋼板を用いた鋼製橋脚の耐震性能実験:テーパ鋼板を橋脚に用いれば、軽量化と大変形能が期待できるため、その実験的検証を12体の供試体を用いて昨年度に行った。今年度はそれに対するFEM解析を進めた。またテーパ鋼板をラーメン構造に利用したときのFEM解析も行い、構造物の設計法に対する検討を加えた上で論文にまとめた。この内容を2004年8月に行われる国際会議にて発表する。3.極低降伏比鋼を用いた鋼製橋脚の耐震性能実験:極低降伏比鋼(LY鋼)を橋脚基部に用いれば局部座屈しにくく、大変形性能が鋼製橋脚にも期待できる。今年度は5体の供試体を用いて、橋脚基部に部材幅の1/3の幅のLY鋼を用いて耐震性能実験を行った。リブのあるなし、板厚の相違により耐震性能に大きな差が生じ、LY鋼板幅の増加の必要性が認識された。4.圧縮芯材を有する鋼製橋脚の耐震実験:コンクリート充填鋼管を鋼製橋脚の中心部にセットし、上部工車量をこれに持たせれば地震時にも荷重低下しにくい変形能の優れた橋脚が実現できる。これを実験的に検証するため試験体5体を製作し、耐震性能実験した。比較のため圧縮芯のない試験体案験も行った。圧縮芯を設ければ経済的で、著しく優れた変形能力が発揮できることが実証できた。