報告書番号

N09032

タイトル（和文）

柱状型トランス・ポールトップ型鋼管柱の風による累積疲労損傷度評価

タイトル（英文）

Cumulative Fatigue Damage Evaluation of Column Type Transformer and Pole-Top Type Pillar subjected to Wind Load

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本報告は、柱状型トランス・ポールトップ型鋼管柱の風による疲労寿命について検討するため、実機による観測や有限要素解析、疲労実験を実施し、これらの結果に基づき累積疲労損傷度を評価した。観測から、平均風速と鋼管の曲げひずみの標準偏差との関係を求めた。また、有限要素解析では、観測位置での曲げひずみと応力集中箇所でのMises応力の対応関係を明らかにした。これにより、平均風速から応力集中箇所での応力を評価が可能になる。次に、実機による疲労実験を実施し、応力集中箇所での疲労強度等級を決定した。以上の結果に基づき、年間の累積疲労損傷度を評価すると、名古屋地区では0.282となった。さらに、応力緩和を目的とした形状の変更と、溶接止端部での仕上げ加工を施した対策品に対して、疲労実験から疲労強度等級を決定した上で、累積疲労損傷度評価を実施した結果、名古屋地区で0.0372となり、対策により疲労寿命が向上することが確認できた。

概要 （英文）

The present study discussed fatigue performance on a column type transformer and pole top-type pillar subjected to wind load. For this purpose, a wind response observation, a finite element analysis, a fatigue experiment and estimation of cumulative fatigue damage were conducted. Response characteristics of the pillar were investigated based on the observational results. As a result, the relationships between an average wind velocity and a standard deviation of observed bending strains were identified. Based on the finite element analysis results, the relationships between an observed bending strain and a stress concentration area were developed. Therefore, it was possible to estimate the stress concentration area from the average wind velocity. Furthermore, the fatigue grade of the pillar was determined based on the fatigue experiment. Moreover, cumulative fatigue damage of pillar was estimated based on the observation, finite element analysis and fatigue experiment. As a result, cumulative fatigue damage was determined as 0.282 in the case where an observed data in the Nagoya region was used as a frequency distribution of the average wind velocity. Finally, fatigue experiment and calculation of cumulative fatigue damage were conducted for a specimen whose fatigue performance was improved by changing space of an upper open area and smoothing weld toe. Consequently, cumulative fatigue damage of the well-performed pillar was about one-tenth of the original configuration.

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