第27回 地 震 工 学 研 究 発 表 会 梗 概 集 橋 脚 の 過 強 度 曲 げ 耐 力 がPC連 続 ラ ー メ ン 橋 の 応 答 せ ん 断 力 に 与 え る 影 響 浦 川 洋 介1・ 吉 川 卓2・ 大 木 太3・ 角 本 周4 1 工 修 オ リ エ ン タ ル 建 設 株 式 会 社 第 二 技 術 部E-mail:yousuke [email protected] 2 工 修 オ リ エ ン タ ル 建 設 株 式 会 社 第 二 技 術 部E-mail:taku [email protected] 3 工 修 オ リエ ン タ ル 建 設 株 式 会 社 第 二 技 術 部E-mail:futoshi [email protected] 4 工 修 オ リ エ ン タ ル 建 設 株 式 会 社 福 岡 支 店 技 術 部E -mail:meguru [email protected]
1.は じめ に 橋 梁 の耐 震 設 計 で は,曲 げ破 壊 とせ ん 断 破 壊 の よ う に破 壊 モ ー ド間 で 耐 力 に階 層 化 を設 け る こ とが 望 まれ て い る.こ の よ う に,せ ん断 破 壊 に対 す る 安 全 度 を意 図 的 に変 化 させ る 場 合 に は,限 界 状 態 設 計 法 で は部 材 係 数 で 考 慮 す る こ と と して い る が,コ ン ク リー ト標 準 示 方 書 等 に お い て も過 強 度 の影 響 を 考 慮 した 部 材 係 数 の 割 増 し値 は 明 確 に は示 され て い な い. 本 研 究 で は,PC連 続 ラー メ ン橋 の橋 軸 方 向 を 対 象 と し,橋 脚 に配 置 す る軸 方 向 鉄 筋 の降 伏 強 度 の 過 強 度 が,橋 脚 や 主 桁 の応 答 せ ん 断 力 に与 え る影 響 につ いて検 討 を行 っ た. 2.検 討 対象 橋 梁 お よ び解 析 モデ ル 検 討 対 象 橋 梁 は,中 央 支 間100mのPC3径 間 連 続 ラー メ ン橋 と し,橋 脚 高 を15m,30m,45mの3ケ ー ス と した.本 検 討 で は,構 造 全 体 系 の最 大 応 答 塑 性 率 と鉄 筋 の 過 強 度 に よ る応 答 せ ん 断 力 の 増 加 比 との 関 係 を検 討 す る た め に,軸 方 向鉄 筋 の径 をD32か ら D51の5段 階 と して 橋 脚 の 曲 げ 耐 力 を 設定 した. 解 析 モ デ ル は2次 元 骨 組 モ デ ル と し,上 部 構 造 は 線 形 は り要 素,橋 脚 は塑 性 ヒ ンジ位 置 に非 線 形 回 転 バ ネ を設 定 した.入 力地 震 動 は,道 路 橋 示 方 書 に 示 され て い る タ イ プIお よ び タ イ プIIのI種 地 盤 に対 す る標 準 波 を用 い た. ま た,本 検 討 で は,鉄 筋 の 引張 試 験 結果 を統 計 処 理 した 結 果 を参 考 に,橋 脚 の軸 方 向鉄 筋 の 規 格 降 伏 強 度(fn=345N/mm2)に 対 す る実 降 伏 強度 の 平 均 値 fmを385N/mm2(約12%増),標 準 偏 差 σ を 16.7N/mm2と 設 定 した. 3.橋 脚 の 過 強 度 曲 げ耐 力 と応 答 せ ん 断 力 本 検 討 にお け る 着 目位 置 は,橋 脚 は 上下 端 の 塑 性 ヒ ンジ 中心 位 置,主 桁 は レベ ル2地 震 時 に対 して せ ん 断補 強 鉄 筋 量 が 増 加 す る位 置 と した. 構 造 系 の 最 大 応 答 塑 性 率 と強 度 曲 げ耐 力 によ る 応 答 せ ん 断 力 の増 加 比 との 関 係 で は,鉄 筋 の 降伏 強 度 に 平 均 値 を用 い て 算 定 した 場 合 の塑 性 ヒ ン ジ の 曲 げ 耐 力 が,規 格 値 を 用 い た 場 合 に 比 べ て8∼10%増 加 す る の に対 して,橋 脚 の応 答 せ ん 断 力 の 増 加 比 は, 最 大 応 答 塑 性 率 や 橋 脚 高,地 震 動 特 性 に よ らず3∼ 7%程 度 とな った.一 方,主 桁 の 応 答 せ ん 断 力 につ い て も 最 大 応 答 塑 性 率 や 橋脚 高,地 震 動 特 性 に よ る顕 著 な 傾 向 はな いが,0∼3%程 度 と 橋 脚 に 比較 して そ の増 加 比 は小 さ い結 果 とな っ た.な お,構 造 全 体 系 の 最 大 応 答 塑 性 率 が1.0以 下 の 場 合 で も,橋 脚 下 端 の 塑 性 ヒ ン ジが 塑 性 化 して い る こ と に よ り,過 強 度 曲 げ耐 力 によ る応 答 せ ん 断 力 が増 加 して い る。 鉄 筋 の 降 伏 強 度 と応 答 せ ん 断 力 の 増 加 比 の 関係 で は,鉄 筋 の 降 伏 強 度 に平 均 値 お よ び 平 均 値+3倍 の 標 準 偏 差 を用 いて 算 定 した場 合,塑 性 ヒ ン ジ の 曲 げ 耐 力 は,規 格 値 を用 い た 場 合 に 比 べ て そ れ ぞ れ8∼ 10%お よ び18∼22%増 加 す る 結 果 とな っ た が,橋 脚 の 応 答 せ ん 断 力 の 増 加 比 は,そ れ ぞ れ3∼7%程 度 お よ び8∼15%で あ り,曲 げ耐 力 の増 加 比 に対 し60%程 度 で あ る.一 方,主 桁 の応 答 せ ん 断 力 の 増 加 比 は, 平 均 値 を用 い た 場 合 で0∼3%程 度,平 均 値+3倍 の 標 準 偏 差 を用 い た 場 合 で も0∼5%で あ り,橋 脚 に比 べそ の増 加 比 は小 さ い結 果 とな った. 4.ま と め (1)過 強 度 曲 げ耐 力 に よ る 橋 脚 の応 答 せ ん 断 力 の 増 加 比 は,塑 性 ヒ ンジ の 曲 げ耐 力 の増 加 比 に対 し 60%程 度 で あ る. (2)過 強 度 曲 げ耐 力 に よ る応 答 せ ん 断 力 の増 加 比 は, 構 造 系 の 着 目位 置 に よ っ て も異 な り,主 桁 の 増 加 比 は橋 脚 に比 べ て 小 さ い. (3)過 強 度 曲 げ耐 力 に よ る応 答 せ ん 断 力 の増 加 比 は, 構 造 全 体 系 の最 大 応 答 塑 性 率 が1.0以 上 の 場 合, 最 大 応 答 塑 性 率 に よ らず 同程 度 で あ る. (4)今 回 検 討 したPC連 続 ラ ーメ ン橋 で は,平 均 値 +3倍 の標 準 偏 差 に対 す る過 強 度 の影 響 と して, 橋 脚 で は15%程 度,主 桁 で は5%程 度 の 応 答 せ ん 断 力 の 増 加 を考 慮 す れ ば よ い結 果 とな った. 受 付 番 号:102 ―48―
