極低サイクル疲労の評価を考慮した橋梁鋼構造物の耐震性能評価法の開発

考虑极低周疲劳评价的桥梁钢结构抗震性能评价方法开发

基本信息

批准号：
12F02067
负责人：
葛漢彬
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Meijo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は, 橋梁鋼構造物の局部座屈および極低サイクル疲労を統一的に照査できる手法の開発を目的としたものである. 平成24年度では, 延性き裂の発生・進展・破壊の全過程を模擬できるCDDモデル(Cyclic Ductile Damage Model)の開発と解析手法の確立について検討した. また, 鋼部材の極低サイクル疲労実験を実施し, 解析モデルと手法の妥当性について検証した. 今年度は, まず, 昨年度に構築したCyclic Ductile Damage Modelを適用し, パイプ断面を鋼管ブレース材と箱型断面を有する単柱式鋼製橋脚の数値シミュレーションを行った。ブレース材の場合, 径厚比と載荷履歴が異なる8ケースについて検討し, 座屈とき裂の発生から破断までの全過程を解析的に評価し, それらを実験結果との比較を行った. ほとんどのケースーにおいて, 本手法が実験結果を良好に評価できている. 一方, 鋼製橋脚の場合, 厚肉断面部材に限定して検討し, 基部のき裂から進展までの挙動を解析的に評価し, 本手法は実験現象をおおむね評価できることを示した. 溶接の影響および欠陥の影響を調べるため, 切欠きを有する溶接鋼部材の単調引張試験を行った. これらの影響をCDDモデルに反映できるように, モデルパラメータの同定を行った. 本プログラム終了後にも, 外国人特別研究員と受入研究者が継続して共同研究を行い, 鋼製橋脚基部, 鋼製ラーメン隅角部の溶接部に着目し, その溶接接合部に溶接欠陥が存在するとした場合の地震時破壊挙動(延性き裂、脆性破壊)についてのシミュレーションを行う予定である. 未発表の研究成果や検討中の内容を今後速やかにまとめ, 国内外の学会で積極的に発表し, ジャーナルにも投稿していく.

这项研究旨在开发一种可以在桥钢结构中统一检查局部屈曲和极低循环疲劳的方法。 2012年，我们讨论了CDD模型（环状延性损伤模型）的开发，该模型可以模拟延性裂纹产生，进展和断裂的整个过程。我们还对钢构件进行了超低周期疲劳实验，以验证分析模型和方法的有效性。今年，我们首先应用了我们去年建立的环状延性损伤模型，并对带有钢管括号和盒形横截面的单极钢桥墩进行了数值模拟。在牙套的情况下，检查了八个厚度比和负载病史不同的病例，并通过分析评估了从屈曲到破裂再到断裂的整个过程，并将其结果与实验结果进行了比较。在大多数情况下，该方法能够很好地评估实验结果。另一方面，就钢墩而言，从底部的破裂到生长的行为仅限于厚部分，并且分析了从底座的裂纹到生长的行为，表明该方法通常可以评估实验现象。为了研究焊接的影响和缺陷的影响，对带有缺口的焊接钢构件进行了单调的拉伸试验。确定了模型参数，以便可以在CDD模型中反映这些效果。该计划完成后，外国特别研究人员和主持人研究人员继续进行联合研究，重点是钢墩和钢拉根角的焊缝。我们计划模拟当发现焊接缺陷存在于焊接接头处时地震引起的裂缝（延性裂纹，脆性断裂）的行为。我们将迅速编译未发表的研究结果和未来所考虑的内容，并将在日本和国外的学术会议上积极介绍，并将发布在期刊上。