斜張橋鋼製タワーの大地震時非線形応答と耐震性能向上に関する研究

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本研究は斜張橋鋼製タワーを3次元骨組構造にモデル化し、ファイバー要素を用いて動的非線形時刻歴応答解析を行い、耐震性能向上について考察した。以下に、研究実績の概要を箇条書きする。(1)大規模地震動を受ける斜張橋鋼製タワーの水平梁に低降伏点鋼または鋼材系ダンパーを設置したエネルギー吸収機構は耐震性能を確保する上で有効であることが分かった。(2)レベル2地震動を想定した地盤の動的変形特性およびひずみ成分の大きさに応じたHDモデルの適用は、上部構造・基礎・地盤の動的相互作用を考慮した非線形応答解析に有効であることが分かった。(3)上部構造・基礎・地盤の動的相互作用を考慮した非線形応答解析にWinklerばねモデルの適用は有効であり、フーチング基部の浮き上がりのはギャップ要素の導入が有効であることが分かった。(4)工学的地盤における入力地震波の作成には、各地層のN値に応じた周波数領域での処理を行いことで、地表地震波の再生が可能であることが分かった。(5)質量比例型減衰は鋼製ワター基部に発生する軸力および応答加速度を過大評価することが分かった。さらに、鉛直地震動は高周波成分が支配的なことから、Rayleigh減衰を適用することが有効であることが分かった。ここで得られた研究成果を国内外のシンポジウム等で論文発表した。