土木学会論文集A1(構造・地震工学)
Online ISSN : 2185-4653
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68 巻 , 2 号
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和文論文
  • 田村 洋, 佐々木 栄一, 山田 均, 勝地 弘
    68 巻 (2012) 2 号 p. 226-241
    公開日: 2012/05/18
    ジャーナル フリー
     兵庫県南部地震の際に,鋼製橋脚隅角部に想定外の脆性破壊が発生した.その発生要因に関して,これまでひずみ履歴や応力多軸性の影響が検討されてきたが,塑性変形に伴う局部温度上昇の影響を含めた動的負荷の影響評価には至っていない.本研究では,破壊発生橋脚を対象とした熱弾塑性解析によって地震時の温度上昇を再現し,ひずみ速度による延性-脆性遷移温度移行量と併せて動的負荷が鋼材に与えた影響を推定した.その結果,破壊起点ではひずみ速度による遷移温度移行量を上回る大きな温度上昇が生じており,動的負荷は脆性破壊の発生を抑制する効果を及ぼしていた可能性が示された.また,ひずみ履歴による遷移温度移行量は大きく,動的負荷下においても脆性破壊が発生し得た可能性を示す結果が得られた.
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  • 坂井 公俊, 室野 剛隆, 佐藤 勉, 澤田 純男
    68 巻 (2012) 2 号 p. 248-264
    公開日: 2012/05/18
    ジャーナル フリー
     近年では経済性を照査指標として復旧性を照査する新しい設計法の提案がなされているが,設計実務上は困難を極める.そこで本研究では,トータルコストを照査指標とし,その最小化を目指すための実務的な設計法を提案した.具体的には,トータルコストが最小となる周期,靭性率,降伏震度の組み合わせを予め算定しておき,この結果を必要強度スペクトルと同様の書式で記述(本研究では復旧性照査ノモグラムと呼ぶ)することで,従来の耐震設計の流れと同様の手続きで,復旧性の照査が行えるようにした.得られた復旧性照査用ノモグラムと現在の耐震設計で用いている地震動の類似性について考察を行い,過去の地震被害を通じて築き上げられてきた現在の設計体系による構造物がトータルコストの面からも適切な結果となっていることを確認した.
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  • 川口 昇平, 白井 孝治, 金澤 健司
    68 巻 (2012) 2 号 p. 271-286
    公開日: 2012/06/20
    ジャーナル フリー
     長周期成分が卓越した地震動に対する着床状態の貯蔵架台付き金属キャスクの転倒安定性を評価するため,非固定状態のロッキング応答に影響を及ぼすパラメータ(重心位置と反発係数)に関する相似則を適用した相似模型と鉄筋コンクリート床版による耐震試験を実施した.その結果,転倒限界速度を超える速度入力の長周期地震動に対し,架台の衝突により床版に発生する局所的な損傷によるエネルギー吸収と滑りによるエネルギー入力の制限により,キャスクの速度応答は直線的な増加を示さず,転倒に至らないことを確認した.
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  • 大倉 一郎, 小笠原 康二
    68 巻 (2012) 2 号 p. 287-299
    公開日: 2012/06/20
    ジャーナル フリー
     面内曲げを受けるアルミニウム合金板の耐荷力に接合位置と板幅が与える影響をFEMによる弾塑性有限変位解析によって明らかにする.考慮したアルミニウム合金は,熱処理アルミニウム合金A6061-T6,A6005C-T5および非熱処理アルミニウム合金A5083-Oである.解析においては,摩擦撹拌接合およびMIG溶接によって生じる接合部の強度低下および残留応力を考慮する.接合位置と板幅が耐荷力に大きく影響することを明らかにする.接合位置と板幅を考慮した,面内曲げを受ける両縁支持板の耐荷力曲線を提案する.
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  • 伊藤 義人, 細井 章浩, 北根 安雄, 杉浦 友樹, 栗田 光二
    68 巻 (2012) 2 号 p. 300-313
    公開日: 2012/06/20
    ジャーナル フリー
     本研究は,溶融亜鉛めっき,亜鉛アルミ合金溶射,亜鉛アルミ擬合金溶射およびアルミ溶射による金属皮膜の劣化後に重防食塗装系による塗装補修を行った鋼板供試体に対し,300日間にわたる長期間の酸性雨噴霧複合サイクルの環境促進実験を行い,その防食性能劣化特性を検討した.その結果,溶融亜鉛めっきの残存皮膜は,塗装の防食下地として有効に作用し,防食性能を高めるが,亜鉛アルミ合金溶射,亜鉛アルミ擬合金溶射およびアルミ溶射の金属皮膜は,残存金属皮膜厚が厚い部分で補修塗膜に欠陥が生じた場合,塗装の防食性能を低下させることが分かった.また,実験からの知見をもとに,塗装補修における留意点と施工法を検討し,一般環境下と酸性雨環境下での金属被覆防食のライフサイクルコストを算定し,防食システムの維持管理法を明らかにした.
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  • 大城 壮司, 上條 崇, 奥井 義昭, 長井 正嗣
    68 巻 (2012) 2 号 p. 331-346
    公開日: 2012/06/20
    ジャーナル フリー
     鋼連続合成桁にプレキャスト床版を採用することは,品質の安定化や施工期間短縮に寄与できる.しかし,プレキャスト床版では,合成桁として必要な本数のずれ止めは箱抜き孔を設けて配置しなくてはならず,プレキャスト床版の構造的な制約から配置が困難になることが多い.本論文では,鋼連続合成桁に用いる比較的長尺かつ太径のずれ止めについて,実験および解析によるせん断耐力の評価と正曲げ領域におけるずれ止めの挙動の考察から,ずれ止めの配置方法など設計法の提案を行う.
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  • 田井 政行, 三木 千壽, 鈴木 啓悟
    68 巻 (2012) 2 号 p. 356-366
    公開日: 2012/06/20
    ジャーナル フリー
     本研究では小型バーグラインダによるクリーニング処理とピーニング処理を組み合わせた処理と低温相変態溶接材料による付加溶接を施し,面外ガセットが溶接された桁試験体の疲労試験を行い,疲労強度改善効果を検討した.ピーニング処理によって導入される圧縮残留応力はばらつきが見られるが,本研究で用いた処理条件を適用することで面外ガセット溶接継手の疲労強度をD等級以上とすることができる.低温相変態溶接材料を用いた付加溶接では,先行して付加溶接を行った側の圧縮残留応力は反対面に付加溶接を行った際の熱により解放され,疲労強度改善効果が低減することを示した.Structural Hot Spot応力の算出に最大主応力範囲を用いることで,せん断応力,応力集中の差異の影響を考慮できることを明らかにした.
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  • 宮下 剛, 玉田 和也, 劉 翠平, 岩崎 英徳, 長井 正嗣
    68 巻 (2012) 2 号 p. 367-383
    公開日: 2012/06/20
    ジャーナル フリー
     本研究では,実橋梁における損傷と動特性変化の相関関係を把握することを目的として,撤去される歩道橋に対して段階的に損傷を与えながら振動計測を実施した.対象橋梁の構造形式は2主鋼鈑桁橋であり,片側の主桁の下フランジ自由突出板にガス切断によるスリットを順番に与えた.次いで,スリット間の自由突出板を逐次切除することとした.与えた損傷ケースの総数は32である.計測結果から,損傷の進行に応じた固有振動数の低下が確認された.その低下率は,損傷の与え方に起因して,ねじれを伴わない振動モードで大きくなった.また,計測結果の再現解析を,スペクトル要素法と有限要素法により行った.その結果,解析結果からも計測結果と同様な固有振動数の低下が確認された.
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  • 大島 義信, 小林 義和, 山口 隆司, 杉浦 邦征
    68 巻 (2012) 2 号 p. 384-397
    公開日: 2012/06/20
    ジャーナル フリー
     本研究では,起振機を搭載し車軸力を制御した大型車両と,二輪車および普通車両を橋梁上で連行走行させ,大型車両が橋梁へ伝達する振動性状や,橋梁から二輪車や普通車両へ伝達される振動性状について検討を行った.その結果,橋梁振動の振幅がある程度大きく,二輪車の固有振動数に近い振動数で振動する場合,橋梁の卓越振動数に対応する卓越振動数が二輪車の応答に確認できることがわかった.また普通車両は複雑な振動応答を示し,路面凹凸に対して影響を受けやすいため,橋梁の卓越振動数に対応する卓越振動数をその応答から確認することは困難であることがわかった.
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  • 別府 万寿博, 三輪 幸治, 高橋 順
    68 巻 (2012) 2 号 p. 398-412
    公開日: 2012/06/20
    ジャーナル フリー
     本研究は,剛飛翔体の高速衝突を受けてコンクリート板に生じる裏面剥離の発生メカニズムを実験的に解明するとともに,裏面剥離に対する連続繊維シート補強の効果について調べたものである.まず,アクリル棒にひずみゲージを貼付したひずみ計測装置の衝撃応答性能について基礎的な実験を行い,高速衝突実験における本計測法の妥当性を検証した.次に,高速衝突を受けるプレーンコンクリート板内部のひずみ応答を計測し,応力波の伝播や板内部に生じる斜めひび割れの進展について考察した.最後に,アラミドおよび炭素繊維シートで裏面を補強したコンクリート板供試体を作製し,裏面補強による破壊の低減やひずみ応答の変化を調べた.
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  • 伊藤 義人, 伊藤 誠慈, 北根 安雄, 高堂 治
    68 巻 (2012) 2 号 p. 413-426
    公開日: 2012/06/20
    ジャーナル フリー
     平成16年の車両用防護柵の設置基準改訂により,防護柵を設置する際にその地域特性に応じた景観への配慮を行うことが規定された.この設置基準改定に伴って景観性を向上させるために,様々なタイプの防護柵が開発されている.本研究では,その中の防護柵の一つである,眺望性を確保するために背面の圧縮部に横ねじれ座屈を発生させるという変形特性を有した,新型の橋梁用ビーム型鋼製防護柵支柱の衝突性能の検討を行った.従来型防護柵と比較を行いながら,実験的及び数値解析的に検討した結果,防護柵の設置基準の要求する性能を,新型防護柵は十分に満足する事を明らかにすると共に,背面の圧縮部の横ねじれ座屈変形によって衝突エネルギーを吸収しており,緩衝性に優れている事を定量的に明らかにした.
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  • 南 邦明, 斉藤 雅充, 横山 秀喜, 杉本 一朗, 能島 隆男, 増永 寿彦, 長崎 英二
    68 巻 (2012) 2 号 p. 427-439
    公開日: 2012/06/20
    ジャーナル フリー
     溶射を施した摩擦面の設計すべり係数は明確にされていない.また,溶射面に用いる溶融亜鉛めっきボルトのボルト締付け作業は,ナット回転法を用いるが,溶射を施した摩擦面において,どの程度のボルト軸力が導入されるのかも明確になっていない.本研究は,高力ボルト摩擦接合継手において,溶射を施した摩擦面のすべり耐力および適切なボルト軸力導入方法を明確にすることを目的とした研究である.本研究では,溶射面のすべり試験体を作成し,これらの試験体を用いてリラクセーション試験およびすべり耐力試験を実施し,溶射を施した摩擦面のすべり耐力を明確にした.さらに,ナット回転法を用いて,ボルト締付けを行った場合のボルト導入軸力を調べ,リラクセーションを考慮し,適切なボルト軸力が導入されるナット回転量の検討を行った.
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  • 酒造 敏廣, 水澤 富作, 山田 宰, 戸田 智規
    68 巻 (2012) 2 号 p. 440-452
    公開日: 2012/07/20
    ジャーナル フリー
     本論文は,箱形ばり中間部がせん断崩壊する鋼一層門形ラーメンの地震応答解析を行っている.はり中央部を汎用非線形構造解析ソルバーのFEMモデルに置換して,弾塑性有限変位解析プロセスを構築し,オンライン実験法に準ずる仮動的な地震応答解析法を論じている.ラーメンの地震応答解析を通じて,補剛されたフランジプレ-トを持つ箱形ばりのせん断崩壊性状,及び,それがラーメン全体の復元力-変位関係に及ぼす影響を調べている.最後に,柱基部の損傷と履歴エネルギー分担の点から,箱形ばりがせん断座屈崩壊するラ-メンの地震応答の特徴をまとめている.
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  • 村越 潤, 高橋 実, 小池 光裕, 木村 友則
    68 巻 (2012) 2 号 p. 453-464
    公開日: 2012/08/20
    ジャーナル フリー
     近年,交通条件の厳しい鋼床版橋においてデッキプレートとU型の縦リブの溶接ルート部を起点とするデッキプレートを貫通するき裂が報告されている.このき裂は,目視点検では確認困難な部位に発生することから,き裂の有無や進展状況を把握するためには超音波探傷等の非破壊検査技術を適用する必要がある.本研究では,鋼床版デッキプレート内に進展する浅いき裂の検出を目的として,超音波の入射角を臨界屈折角近傍に調整した横波斜角探触子に着目し,探傷結果の信頼性の向上を目指した探傷法の検討を行った.現場の探傷条件に応じた感度補正方法を提案し,き裂を模擬した試験体や実橋鋼床版等の探傷試験の結果を踏まえて,感度補正の効果を検証するとともに,同探傷法が浅いき裂に対して高い検出性能を有することを示した.
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  • 宮下 剛, 稲葉 尚文, 平山 繁幸, 劉 翠平, 長井 正嗣
    68 巻 (2012) 2 号 p. 465-480
    公開日: 2012/08/20
    ジャーナル フリー
     少数I桁橋の普及に伴い,板厚が50mmを超える極厚鋼板の使用が増えている.厚板の残留応力が鋼桁の耐荷力に影響を与えることが懸念されるものの,残留応力の実測データが乏しく,過去のデータにもとづいた耐荷力曲線が使用されている.本研究では,主桁腹板と厚板フランジの溶接部を模擬した試験体を製作し,フランジ板幅方向と板厚方向に分布する残留応力を応力解放法により計測した.板厚方向の計測では,計測の厳密さや正確さをある程度犠牲にした簡便な計測手法を提案し,板厚が厚くなると,溶接部から板厚方向に応力勾配が大きくなる残留応力分布を得た.そして,残留応力の自己釣り合いを三次元的に考慮し,実橋梁の中間支点部を対象とした弾塑性有限要素解析から,厚板の残留応力分布は鋼桁の終局曲げ耐力に対して影響を与えないことを確認した.
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  • 中島 章典, 小関 聡一郎, 橋本 昌利, 鈴木 康夫, グエン ミンハイ
    68 巻 (2012) 2 号 p. 495-508
    公開日: 2012/08/20
    ジャーナル フリー
     鋼コンクリート複合構造のずれ止めとして用いられる孔あき鋼板ジベルのせん断耐力評価式は種々提案されている.しかし,そのせん断耐力評価式は,押抜き試験中のコンクリートブロックにひび割れが生じる場合も含まれた試験結果に基づいて作成されており,近年施工例が増えている複合ラーメン橋などに用いられる孔あき鋼板ジベルのせん断耐力を必ずしも適切に評価しているとは言えない.そこで本研究では,頭付きスタッドの押抜き標準試験とは異なり,ジベル鋼板をコンクリートブロックで取り囲む単純な押抜き試験体を用いた3シリーズの実験検討を行い,せん断耐力やせん断力-ずれ変位関係を確認した.そしてその結果に基づいて,ジベル孔径,コンクリートの圧縮強度に加えてコンクリートブロックの寸法の影響を考慮したせん断耐力評価式の作成を試みた.
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和文報告
  • 武邊 勝道, 大屋 誠, 広瀬 望, 落部 圭史, 麻生 稔彦
    68 巻 (2012) 2 号 p. 314-324
    公開日: 2012/06/20
    ジャーナル フリー
     腐食を促進する主要因である飛来塩分には海水と凍結防止剤に由来するものがある.両者共に冬期に飛来量が増加する可能性があるため,橋梁の桁への飛来塩分の供給源としてどちらがより重要なのかを,飛来塩分の絶対量から判断するのは難しい.そこで本研究では,Cl-に加えて,海水に抱負に含まれる一方で凍結防止剤には乏しいMg2+も分析し,凍結防止剤に由来する飛来塩分の影響を検討した.その結果,凍結防止剤の影響が強まるとMg2+/Cl-比が低下することが分かった.また,海塩粒子の供給と凍結防止剤の散布量が共に冬期に増える海岸近傍の橋梁において飛来塩分量とMg2+/Cl-比の変動を比較検討し,分析対象とした橋梁の冬期の飛来塩分量の増加が,主に自然由来の飛来塩分量の増加に起因していることを明らかにした.
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  • 今井 篤実, 山本 哲也, 麻生 稔彦
    68 巻 (2012) 2 号 p. 347-355
    公開日: 2012/06/20
    ジャーナル フリー
     耐候性鋼橋梁の異常さびを補修塗装する方法は,現在基準化されたものはなく,過去の数少ない事例から,現時点で耐久性が高いとされているRc-I塗装系を準用し,付着塩分量を50mg/m2以下とすべきと提案されている.しかし,耐候性鋼材に生成した強固な固着さびの除去は容易ではなく,素地調整の品質を確保しつつRc-I塗装系を耐候性鋼橋梁への適用する方策は確立されていない.そこで本報では,耐候性鋼橋梁の補修塗装にRc-I塗装系を適用するための補修用素地調整とさび中に内在する塩分の除去方法を検討し,鳥取県山間部にある耐候性鋼橋梁に適用した結果について報告する.
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和文ノート
英文論文
  • Deping GUO, Masanori HAMADA
    68 巻 (2012) 2 号 p. 481-494
    公開日: 2012/08/20
    ジャーナル フリー
     The 2008 Wenchuan earthquake with a surface wave magnitude of 8.0 induced numerous landslides along the Longmen Mt. zone in Sichuan Province of China. The authors investigated into various influential factors on the slope stability of 119 landslides in Wenchuan prefecture, such as horizontal peak ground acceleration, slope angle, slope height, rock materials and geological structures. The authors developed hanging wall and footwall's acceleration attenuation formulae from 115 seismic stations and the formulae confirmed hanging-foot wall effect had notable influence on landslide distribution density and occurrence probability. The results of multivariable analysis clarified that slope height, horizontal peak ground acceleration and geological structures were more influential to sliding area and volume than slope angle and rock materials. Furthermore, the authors discussed the effectiveness of reinforcements on the slope stability and showed that anchor cable, frame beam and soil nailing wall had good anti-seismic property, however, shotcrete with bolts had limited ability to enhance slope stability during the earthquake.
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