Development of isolation bearing to be effectively used for seismic retrofitting

开发有效用于抗震加固的隔震支座

• 批准号: 22H01570
• 负责人: 藤倉 修一
• 金额: $ 10.82万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01570/
• 关键词: 耐震補強; 球面すべり支承; 振動台実験; 衝突現象; 上揚力作用; 地震時挙動; 免震支承; 非線形動的解析; 上陽力作用

免震支承である球面すべり支承を橋梁の耐震補強として用いるために，球面すべり支承の地震時挙動を明らかにする研究を行った．免震支承は，軸力の影響を受ける積層ゴム支承に比べると，支持重量とは無関係に周期を決定できるとともに，原点復帰という利点もあるが，地震時挙動，特に，内陸直下型地震時の挙動が明らかになっていない．そこで，球面すべり支承の基本的な性能検証として，温度依存性と速度依存性に着目し，中摩擦型および低摩擦型の2種類のすべり材における摩擦係数の温度依存性について検証するために，小型振動台を用いた動的振動実験を実施した．その結果，中摩擦型および低摩擦型の球面すべり支承において，温度依存性と速度依存性が確認されたが，摩擦係数の変化は低摩擦型の方が中摩擦型よりも小さいことが明らかになった．次に，橋梁上部構造の桁端部における衝突時の基本的な力学現象を把握するために，数種類の緩衝ゴムを端部に有する橋梁上部構造模型を用いて反力壁への単純衝突実験を行った．その結果，衝突速度が概ね等しい場合，緩衝ゴムが薄い方が衝突荷重は大きくなる．また，緩衝ゴムの硬度が高いほど衝突荷重は大きい傾向であり，衝突継続時間が長くなると衝突荷重は小さくなることが分かった．衝突時間については，緩衝ゴムの厚さが厚い方が，硬度については軟らかい方が，長くなることを見出すことができた．さらに，球面すべり支承を有する地盤剛性の異なる橋梁モデルに対して，非線形動的解析を実施し，地盤剛性の違いによる応答値の標準偏差について検討を行った．その結果，ほぼ全てのケースにおいて，Ⅰ種地盤上の直接基礎を想定したモデルⅠの方が，Ⅱ種地盤上の杭基礎を想定したモデルⅡよりも応答値の標準偏差が小さく，振動制御の観点から，球面すべり支承を適用する際には，地盤剛性が高く地盤が硬い方が好ましい可能性を明らかにした．

为了将球形滑动支座（即隔震支座）用作桥梁的抗震加固，我们进行了研究以明确球形滑动支座在地震中的行为。与受轴向力影响的板式橡胶支座相比，隔震支座的优点是能够独立于支撑重量确定周期并返回原点，但它们在地震期间，特别是内陆地震期间的表现是行为不明确。因此，作为球面滑动轴承的基本性能验证，我们重点关注温度依赖性和速度依赖性，并验证中摩擦型和低摩擦型动态两种滑动材料的摩擦系数的温度依赖性。使用小型振动台进行振动实验。结果，确认了中摩擦型和低摩擦型球面滑动轴承的温度依赖性和速度依赖性，但很明显，低摩擦型的摩擦系数变化比中摩擦型小事情发生了。接下来，为了了解桥梁上部结构梁端碰撞时的基本力学现象，我们使用端部带有多种缓冲橡胶的桥梁上部结构模型对反力墙进行了简单的冲击实验。因此，如果碰撞速度大致相同，缓冲橡胶越薄，碰撞载荷就越大。研究还发现，缓冲橡胶的硬度越高，碰撞载荷越高，碰撞持续时间越长，碰撞载荷越低。结果发现，缓冲橡胶越厚，碰撞时间越长，硬度也越软。此外，对具有不同地面刚度的球形滑动支座的桥梁模型进行了非线性动力分析，并研究了由于地面刚度差异导致的响应值的标准偏差。因此，在几乎所有情况下，假设 I 类地基上的直接基础的模型 I 的响应值标准偏差都比假设 II 类地基上的桩基和振动控制的模型 II 更小。从这个角度来看，已经明确的是，当应用球面滑动轴承时，可能优选具有高的地面刚性和坚硬的地面。

项目成果

構造物と地盤の動的相互作用が球面すべり支承を有する免震橋梁の地震挙動に及ぼす影響

结构与地面动力相互作用对球形滑动支座隔震桥梁抗震性能的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 井澤 亮介;井上 和真;藤倉 修一
• 通讯作者: 藤倉 修一