報告書番号

SS23003

タイトル（和文）

ボルト接合部滑りを考慮した送電用鉄塔の地震応答解析手法の開発（その3） -接合部滑りによる部材軸力低減効果に関する検討-

タイトル（英文）

Development of the Analysis Method for the Seismic Response of Transmission Towers considering with the Bolted Joint Slip (PART III) -Investigation on Member Axial Force Reduction Effect due to Bolted Joint Slip-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背景
2011年東北地方太平洋沖地震を契機に，大規模地震に対する送電用鉄塔の耐震性評価法の確立が求められている．当所では，設計上の減衰定数の増加と同等の効果が見込まれるボルト接合部滑りに着目し，それを考慮した耐震性評価法の構築に向けた検討を進めている．これまでに接合部滑りの数値解析モデルを構築し，部分鉄塔模型を対象にした検討から，接合部滑りには部材軸力の低減効果があることを確認した．一方，鉄塔全体を対象にした検討が課題として残されていた．

目的
標準的な66kV山形鋼鉄塔を対象とした地震応答解析を実施し，接合部滑りによる軸力低減効果を確認するとともに，入力地震動や接合部仕様との関係を明確にする．

主な成果
1.接合部滑りが部材安全率に及ぼす影響評価
接合部滑りを無視した条件と考慮した条件で地震応答解析を実施し，各パネルの部材やボルトの安全率を算定し，その中での最小安全率を評価した．その結果，接合部滑りを考慮することによって最小安全率が大きくなること確認した．
2.軸力低減係数の提案
軸力低減効果を示す指標として，接合部滑りを無視した条件での部材軸力に対する，接合部滑りにより低減される部材軸力の比で定義される軸力低減係数を提案した．接合部滑りを無視した軸力評価法に軸力低減係数を組合せることで，それと同等の計算コストで接合部滑りを考慮した軸力評価への活用が期待できる．
3.軸力低減係数と入力地震動や接合部仕様との関係評価
入力地震動に対しては鉄塔の1次固有振動数に対する加速度応答スペクトルの値を，接合部仕様に対しては滑りが生じ始める部材軸力である滑り耐力をそれぞれ指標として選定し，軸力低減係数との関係を整理した．その結果，十分な安全裕度を有する部材を除いては，主柱材，腹材のいずれにおいても軸力が低減されること，すなわち，軸力低減係数が正となることを確認した．さらに，加速度応答スペクトルの値の増加にともない軸力低減係数が増加すること，滑り耐力が小さい方が，軸力低減係数が大きくなることを明らかにした．

今後の展開
応答加速度や滑り耐力をパラメーターとして，軸力低減係数を定量的に評価する．また，他の電圧階級の送電用鉄塔における軸力低減係数も評価する．

概要 （英文）

Based on the experience of the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake, it is required to evaluate the seismic response of transmission towers against large earthquakes.
The bolted joints of towers have possibility to slip subjected to large axial force due to earthquakes. The slip at joints yields the additional damping effect to seismic response of the towers. This research aims to provide a method to evaluate the seismic performance of the towers against large-scale earthquakes which takes the slip effect into consideration. We have developed a numerical model which takes a slip effect into consideration using the commercial finite element method code Abaqus, and clarified the effects of a slip on the sectional model of transmission towers.
In this report, we evaluate the effect of a slip on the seismic performance of full-scale transmission towers using numerical simulations with input seismic motion and slip resistance of a joint as analysis conditions. As a result, it is shown that an axial force generated in members due to an earthquake is reduced by considering a slip, and the seismic performance is improved. In addition, it is shown that the greater the acceleration of the input seismic motion, the smaller the axial force generated in the member. Also the smaller the slip resistance, the more effectively the axial force generated in the member can be reduced.

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