表題番号：1999A-185 日付：2002/02/25
研究課題都市内高架橋の鋼製ラーメン橋脚の耐震性に関する研究
研究者所属（当時） 資格 氏名
（代表者） 理工学部 教授 依田　照彦
研究成果概要
　鋼製橋脚の地震時動的応答を評価することを目的として、実験的研究やFEM解析、１次元ばね－質点系等の簡易解析などが広く行われてきた。しかし、鋼製ラーメン橋脚の動的応答解析においては、強震後の残留変位に関する評価法が確立されていないのが現状であり、プッシュオーバー解析の結果を利用した非線形M-φ関係をもつ線材による方法や等価１自由度モデルによる方法においても、最大応答変位は再現されるものの、残留変位についてはさらなる検討が必要とされている。
　本研究では、鋼製ラーメン橋脚を局部座屈による劣化の影響を考慮した梁要素によりモデル化し、汎用FEMコードを用いて動的応答解析を行い、残留変位の評価に注目した。
　局部座屈により劣化した部材の挙動は、その部材のプッシュオーバー解析時の先端水平荷重－変位関係で代表されるものとした。解析手順の概要は次の通りである。①はじめにシェル要素を用いたFEM解析により、橋脚を構成する部材のプッシュオーバー解析時の水平荷重－変位関係を求め、②それを近似できるように調節したバイリニア応力－ひずみ関係を有する梁要素で部材をモデル化し直し、③その梁要素モデルを用いて動的解析を行う。
　上述の手法を矩形断面鋼製橋脚２断面、加速度波形２種の計４ケースの動的応答解析に適用し、その有効性を確認した上で、鋼製ラーメン橋脚の動的応答解析に応用した。解析には汎用FEMコードABAQUSを用いた。
　その結果、以下のことが分かった。①鋼製ラーメン橋脚の地震時挙動は、各部材を単柱としてプッシュオーバー解析した場合の荷重－変位関係を近似するような応力－ひずみ関係を有する梁要素のモデルにより、精度良く再現できる。②この応力－ひずみ関係には、局部座屈による劣化の影響を含めることが可能である。③任意の形状を持つ鋼ラーメン橋脚であっても、同様のモデル化により動的解析を行うことができる。