鋼と充填コンクリートの剥離を考慮した鋼製橋脚柱の地震応答解析

摘要

本研究では，コンクリートを充填した鋼製橋脚柱において，鋼板と充填コンクリートが剥離した場合における鋼製橋脚柱の力学的挙動を検討するたぬ,剥離を前提に動的弾塑性有限要素解析を行い，その影響を考察した．以下に本研究の結論を示す．1）新潟県中越地震により生じる剥離の影響は，コンクリートを充填した調製橋脚柱の耐震性能を低下させる．具体的な数値として，無補剛断面で最大9.2％，補剛断面で最大9.4％の最大水平変位（δ/δ_y）の増加が見られた．2）新潟県中越地震が本研究で想定したコンクリート部分充填鋼製橋脚柱に作用した場合，補剛材の設置することで，無補剛断面より最大水平変位（δ/δ_y）は最大59.2％，鋼板の面外変位は最大27.6％，さらに，剥離によって生じる相対移動量は，最大で88.1％抑制することができる．3）新潟県中越地震による地震応答では，鋼製橋脚柱にコンクリートを充填することで，無補剛断面で最大46.4％，禰剛断面で最大29.9％の最大水平変位（δ/δ_y)を抑制する効果がある．4）本研究で想定したコンクリート部分充填鋼製橋脚柱は，許容水平変位値である静的解析による最大耐荷力時の水平変位（δ/δ_y）を本震で2～20倍，余震で1～4倍超える挙動を示し，中越地震における耐震性能を保有していない設計であることが言える．今後の課題として，剥離に関する鋼とコンクリート間の粘着力について実験結果を踏まえ，検討する必要性が挙げられる．また，本研究では，動的解析にあまり適していないプログラムを使用していたため，十分な応答時間が得られず，耐震評価基準となる残留変位について検討できなかった．そのため，現在，動的解析に適したプログラムを使用し，再度このテーマについて検討中である．