レベル2地震動に対する時刻歴応答解析の応答値をH29道示とH24道示とで照査及び比較した事例を紹介します。
対象とする橋梁は、『日本道路協会 道路橋の耐震設計に関する資料 平成9年3月』を参考にした5径間連続鋼I桁橋です。
解析モデルは上図のように全体系とし、P2橋脚に着目して照査結果を整理すると次のとおりです。ばね要素照査は支承の照査を意味します。
塑性率照査
|
μ |
μa |
安全率 |
波形1 |
5.690 |
2.388 |
2.383 |
波形2 |
5.733 |
2.388 |
2.401 |
波形3 |
5.112 |
2.388 |
2.141 |
平均値 |
2.308 |
曲率照査
|
φ(1/m) |
φa(1/m) |
安全率 |
波形1 |
3.98E-02 |
1.46E-02 |
2.721 |
波形2 |
4.01E-02 |
1.46E-02 |
2.739 |
波形3 |
3.56E-02 |
1.46E-02 |
2.432 |
平均値 |
2.631 |
せん断耐力照査
|
S(kN) |
Ps(kN) |
安全率 |
波形1 |
5,992 |
7,845 |
0.764 |
波形2 |
6,099 |
7,845 |
0.777 |
波形3 |
6,072 |
7,845 |
0.774 |
平均値 |
0.772 |
残留変位照査
|
δR(mm) |
δRa(mm) |
安全率 |
波形1 |
183 |
125 |
1.462 |
波形2 |
184 |
125 |
1.476 |
波形3 |
160 |
125 |
1.282 |
平均値 |
1.407 |
ばね要素照査
|
δ(mm) |
δa(mm) |
安全率 |
波形1 |
298 |
240 |
1.244 |
波形2 |
270 |
240 |
1.124 |
波形3 |
319 |
240 |
1.331 |
平均値 |
1.233 |
|
|
変位照査
|
δres(mm) |
δlimit(mm) |
安全率 |
波形1 |
412 |
156 |
2.641 |
波形2 |
385 |
156 |
2.472 |
波形3 |
328 |
156 |
2.104 |
平均値 |
2.406 |
曲率照査
|
φ(1/m) |
φa(1/m) |
安全率 |
波形1 |
4.45E-02 |
1.76E-02 |
2.529 |
波形2 |
4.15E-02 |
1.76E-02 |
2.362 |
波形3 |
3.51E-02 |
1.76E-02 |
1.997 |
平均値 |
2.296 |
せん断耐力照査
|
S(kN) |
Ps(kN) |
安全率 |
波形1 |
5,857 |
8,235 |
0.711 |
波形2 |
6,287 |
8,235 |
0.763 |
波形3 |
5,978 |
8,235 |
0.726 |
平均値 |
0.733 |
残留変位照査
|
δR(mm) |
δRa(mm) |
安全率 |
波形1 |
209 |
125 |
1.672 |
波形2 |
193 |
125 |
1.546 |
波形3 |
159 |
125 |
1.271 |
平均値 |
1.496 |
ばね要素照査
|
δ(mm) |
δa(mm) |
安全率 |
波形1 |
307 |
240 |
1.279 |
波形2 |
282 |
240 |
1.177 |
波形3 |
321 |
240 |
1.336 |
平均値 |
1.264 |
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安全率の比較(3波形平均)
|
[1] H24 |
[2] H29 |
[2] / [1] |
塑性率照査/変位照査 |
2.308 |
2.406 |
104% |
曲率照査 |
2.631 |
2.296 |
87% |
せん断耐力照査 |
0.772 |
0.733 |
95% |
残留変位照査 |
1.407 |
1.496 |
106% |
ばね要素照査 |
1.233 |
1.264 |
103% |
考察
H29道示モデルでは、死荷重と質量がともに1.05倍されています。この結果、柱基部に発生する死荷重時軸力やモデル全体の質量が5%大きくなります。その結果、M-φ特性やRayleigh減衰のαとβに相違が生じ、曲率照査を除いて約±5%程度の差が発生しています。
曲率照査はH24道示が安全係数1.2を考慮しているのに対し、H29道示では安全係数を考慮しないため、5%以上の差が開いています。
H29道示の照査がH24道示よりも厳しくなるかどうかについては、照査項目によって傾向が異なるので一概には言えません。本事例と異なる構造形式の場合は別の傾向となる可能性があります。本事例はあくまでも参考程度としてください。
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