報告書番号

N08075

タイトル（和文）

ラジアルゲート脚柱部の耐荷力特性に基づいた実用的な非線形動的解析手法

タイトル（英文）

Practical nonlinear dynamic response analysis method based on ultimate strength characteristics of radial gate strut arms

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本報告書では，大規模地震時に座屈が懸念されるラジアルゲート脚柱部について，実機の1/4の模型を用いた耐荷力実験と実験対応解析により終局状態に至るまでの挙動や損傷・破壊形態を把握するとともに，実用的な非線形動的解析手法を提案した。水圧荷重を模擬した静的繰り返し載荷実験により，ラーメン形式とNトラス形式の脚柱間連結構造形式の脚柱部について，耐荷力特性を把握し，損傷・破壊形態が架構面内の座屈であることを確認した。はり要素を用いた解析モデルを用いて初期変形を考慮した静的弾塑性大変形解析を行い，最大荷重は実験より若干大きめであったが，履歴特性や変形モードは実験での状況をほぼ再現することができた。解析により得られた荷重－変位関係を用いて，脚柱を1自由度に縮約した解析モデルにより地震時に作用する外力を考慮した非線形動的解析を行い，外力レベルと脚柱変位の関係を定量化し，塑性化の程度，座屈の発生箇所，座屈後の余耐力を確認した。

概要 （英文）

This paper investigates ultimate strength characteristics and failure modes of radial gate strut arms under hydrostatic and hydrodynamic loads and a practical nonlinear dynamic response analysis method of the strut arms. A cyclically static loading test was conducted using 1/4 scale strut arm models which consist of two H-shaped strut arms and bracing members. The result showed that failure modes were buckling of the strut arms in vertical plane prior to that of bracing members. Strut arms with diagonal bracings have more ductile axial load-displacement relation than those without diagonal bracings. Ultimate strength of the strut arms can be conservatively esitimated by the design strength of compressive buckling members. It was also confirmed that the elasto-plastic finite element analysis for the models gives a good correlation with load-displacement relations and failure modes observed in the loading tests. Based on the result of the loading test and the elasto-plastic finite element analysis, a nonlinear dynamic response analysis of the single-degree-of-freedom system was also developed by using the load-displacement relations of the strut arms. As a result, hydrostatic load, hydrodynamic load and inertial force during an earthquake were applied to the model, and then plasticity range, buckling part and post buckling behavior were demonstrated for the case of axial buckling.

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