ベローズ単体の地震応答解析法

Seismic response analysis methods for bellows

五十幡 直文*; 森下 正樹* ; 今津 彰

not registered; not registered; Imazu, Akira

本研究は、ベローズ配管系の耐震解析法並びに耐震支持手法を確立するための一連の試験研究の一環として、地震力に対するベローズ単体の応答と発生応力の評価法の整備を目的として行った。ベローズを等価な一様断面の棒又ははりでモデル化し、軸方向及び軸直方向の地震応答を簡易に評価する手法を開発した。この簡易評価法を用いて、接続配管口径20Bのベローズについて山数をパラメータとしたスペクトル応答解析を行なうとともに、その検証のために有限要素法(汎用解析コードFINAS)による解析を実施し、適用性の評価を行なった。さらに、振動台を使用して行なわれたベローズ単体の地震波加振試験結果をリファレンスとした実験解析も実施した。簡易評価法による地震応答解析の結果は、耐震評価上重要な軸直の各モードでFINASによる詳細解析と良い一致を示し、その適用性について良好な結果が得られた。実験解析においては、簡易評価法による応力評価が実験値に対し安全側の値となる結果が得られた。本研究により、ベローズ単体の地震力に対する応答と発生応力を実用上十分な精度で簡易に評価できる解析手法が整備された。

A series of analytical investigations were made into the seismic response characteristics of bellows, as a part of work aiming at establishing reliable seismic design and analysis methodologies for bellows piping systems. Simplified calculation methods were developed for the axial and lateral seismic response of bellows, in which bellows is modeled as an equivalent rod or beam, respectively. Using these methods, spectral response analyses were performed on the bellows with the number of convolutions as a parameter, and the results were compared with detailed FEM analysis by FINAS. Analyses were also made to compare with available vibration test data. The simplified methods were found to give fairly good results when compared with those by FINAS, and relatively conservative results when compared with experimental data. Through this study, simplified methods were established to evaluate the seismic response and stress of bellows with sufficient accuracy for practical design use.