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サポートトピックス / UC-1シリーズ 保守・サポートサービス関連情報
ラーメン橋脚の設計のなぜ? 解決フォーラム
線形部材端照査について
 
 線形部材端照査の目的は?
線形部材端照査は、線形と仮定していた部材が終局水平耐力作用時に塑性化していないことを照査します。この照査がNGになる場合は、塑性ヒンジ候補点の位置が妥当でないことになります。塑性化すると仮定した塑性ヒンジ候補点以外で塑性化が発生しているためです。ラーメン橋脚の面内方向レベル2地震動照査では、図1のような骨組モデルを作成してプッシュオーバー解析を行います。
この骨組モデルでは各柱、梁の端部に塑性ヒンジ候補点を設定して、この位置で部材の塑性化を判断します。2柱式の場合、通常4つの塑性ヒンジが発生した時点を終局ステップとします。
線形部材端照査は、この終局ステップ時に梁の線形部材端位置の曲げモーメントMが、限界状態曲げモーメントMls2(またはMls3)、または終局曲げモーメントMu以下であることを照査します。

■図1 レベル2照査用骨組モデル
 線形部材端の位置は?
線形部材端位置は、塑性ヒンジ候補点がハンチ内部に存在する場合はハンチ端とします。これ以外の場合は、塑性ヒンジ領域の内側端部(塑性ヒンジ候補点から塑性ヒンジ長Lpの1/2だけ梁の内側に離れた位置)とします。
 線形部材端照査を満たすための対策は?
配筋の変更による対策
線形部材端照査は、終局ステップ時の線形部材端位置においてM<Mls2(またはMls3、Mu)となることを照査します。対策としては、
  1. 限界状態曲げモーメントMls2を大きくする方法
  2. 終局ステップ時の曲げモーメントMを小さくする方法が考えられます。
1の限界状態曲げモーメントMls2は線形部材端位置の断面の値です。一方、2の終局曲げモーメントMは塑性ヒンジ候補点位置の断面が大きく影響します。
線形部材端位置の鉄筋量を増やすことにより@のMls2を大きくすることができますが、1.、2の断面が共通の配筋であれば、2の終局ステップ時のMも大きくなります。この場合は、鉄筋量を大きくすることが常に有利に働くとは限りません。
梁の鉄筋の有効範囲は、図2の入力画面「橋脚鉄筋」の「断面の有効長さ」で設定します。ただしハンチ筋の場合は、ハンチ筋ごとの「有効範囲」で設定します。有効長さ(または有効範囲)=ハンチ幅の場合は、ハンチ端においても、この鉄筋は考慮しますので、ハンチ端に影響しない配筋とするためには有効長さ(または有効範囲)<ハンチ幅とする必要があります。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図2 入力画面「橋脚鉄筋」

塑性ヒンジ候補点位置の変更による対策
検討中の橋脚が既設、または補強モデルであれば、入力画面「レベル2地震動|橋脚条件」のタブ「計算条件」の「直角方向解析設定|はりの塑性ヒンジ点」で、塑性ヒンジ候補点の位置を「ハンチ端」に変更することが可能です。この計算オプションは「既設道路橋の耐震補強に関する参考資料 平成9年8月」の計算例(P4-12〜)を参考として設けたものです。
この場合の線形部材端照査は、塑性ヒンジ領域の内側端部と、道示準拠時の塑性ヒンジ候補点位置、または塑性ヒンジ領域の外側端部いずれか内側の位置について行います。つまり、梁の各塑性ヒンジ候補点ごとに2箇所照査することになります。

     
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(Up&Coming '14 盛夏の号掲載)
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