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 2007 年に崩壊したI-35W ミシシッピ川橋で使用されていたガセット プレート | |
| 材料 | 鋼、銅、アルミニウム |
|---|---|
| 用途 | 橋、建物、その他の構造物 |
| 接続方法 | 溶接、ボルト、リベット |
構造工学および建設において、ガセットプレートは梁と桁を柱に接続するためのプレートです。ガセットプレートは、ボルト、リベット、溶接、またはこれら3つの組み合わせによって恒久的な部材に固定できます。 [1]橋梁や建物、その他の構造物 で使用されます。[1]
材料
ガセットプレートは、用途に応じて、冷間圧延鋼または亜鉛メッキ鋼で作られるのが一般的です。亜鉛メッキ鋼は錆びに強いため、ガセットプレートが風雨にさらされる場合は亜鉛メッキ鋼が使用されます。ガセットプレートは通常、近くの鋼材や固定具と調和し、さらに保護層を追加するために塗装されます。[2]
ガセットプレートは銅やアルミニウムで作られることもありますが、あまりサポートを必要としない小さな構造物にのみ使用されます。銅やアルミニウムのガセットプレートは、露出した構造物に美しい仕上げを提供します。[2]
用途
ガセット プレートはさまざまな構造に使用されます。ガセット プレートは、梁と柱を連結したり、トラス メンバーを連結したりするために使用されます。ガセット プレートは、梁と柱を連結する唯一の方法である場合もあれば、ボルトや溶接と組み合わせて使用される場合もあります。
そのため、ガセット プレートはほとんどの金属製の重量支持構造物で使用されていますが、ガセット プレートの材質とサイズは構造物によって異なります。橋梁では通常、ガセット プレートに厚い鋼板が必要ですが、トラスではガセット プレートに小さなアルミニウム板のみが必要になる場合があります。
ガセット プレートのサイズと強度は、構造物のサイズと機能によって異なります。接続メンバーにかかる力が大きいほど、ガセット プレートのサイズも大きくなります。ガセット プレートを使用すると、適用された荷重を安全に支えることができなくなった構造物を簡単に改造できます。
デザインの再検討
ガセットプレートは、さまざまな形状やサイズ、さまざまな材料で作ることができます。
ガセットプレートは通常正方形または長方形ですが、三角形にしたり、ジョイントに合うようにカスタマイズされた形状にしたりすることもできます。各プレートの形状は、プレートのさまざまなエッジに溶接またはボルトを適用できるように設計されています。 [2]
ガセットプレートは接合部全体を形成したり、ボルトや溶接と組み合わせて使用したりすることができます。[2]
ガセット プレートを含む主要な接続タイプには、KT ガセット プレート、均一力ブレース接続、ボルト グループなどがあります。
KTガセットプレートは、1枚のガセットプレートを介して複数の部材を接続します。ガセットプレートは梁に溶接され、次に2つまたは3つの柱、梁、またはトラス弦がボルト、リベット、または溶接を介してガセットプレートの反対側に接続されます。[ 3]
均一力ブレース接合は、梁、柱、および他の1つの部材を接続します。ガセットプレートは柱にボルトで固定され、梁に溶接されます。最後に残った部材の接続は、ボルトまたは溶接のいずれかを介して行われます。[3]
注目すべき失敗
鉄橋
ガセット プレートが原因で発生した橋の崩壊で最も顕著なものは、 2007 年 8 月 1 日にミネソタ州ミネアポリスで発生した I-35W ミシシッピ川橋の崩落です。調査員は、この橋には設計不足のガセット プレートが 16 枚あり、破損したり裂けたりしていたが、残りのガセット プレートは適切に設計されており、無傷のままであったことを発見しました。
破損した16枚の設計不足のプレートは、アメリカ州間高速道路交通局（AASHTO）の1961年の「高速道路橋の標準仕様」に準拠するためにはもっと厚くする必要があったが、わずか1/2インチの厚さしかなかったことが判明した。[4]国家運輸安全委員会は、橋の破損の原因のほとんどがこの欠陥にあると結論付けた。[5]
ガセット プレートが当初の荷重に対して設計不足であったことに加え、他にも消滅につながった要因がありました。
- 橋が崩落した当時、設計不足だったガセットプレートの近くには約300トンの建設機械が置かれていた。[4]
- 橋は1967年に完成したが、1977年と1998年に中央分離帯、より大きな外壁、より厚いコンクリート床版が橋に追加されたため、すでに設計不足だったガセットプレートにさらなる負荷がかかるようになった。[4]
- 崩壊当日の気温は、橋のベアリングが部分的に「凍結」し（温度ではなく腐食による）、その効果が制限されていたため、ガセットプレートに追加の膨張応力をもたらした可能性もあった。[6]
電波望遠鏡
ウェストバージニア州グリーンバンクにある現在のグリーンバンク望遠鏡は、2000年に完成したが、1962年に建てられた90.44メートルの放物面望遠鏡であった以前のグリーンバンク望遠鏡の倒壊を受けて建設された。以前の望遠鏡は、望遠鏡の構造的完全性にとって重要な部品であった箱桁アセンブリのガセットプレートが突然失われたため、1988年11月15日に倒壊した。 [7]ほとんどのラジオや通信用のパラボラアンテナには、設計のどこかにガセットプレートが組み込まれており、設計によっては他のものよりも多く組み込まれている。一般的なメンテナンス方法として、これらのプレートは、パラボラアンテナのサイズに応じて2、3年ごとに点検する必要がある。
参考文献
- ^ ab Astaneh-Asl, Abolhassan (1998年12月). 「地震時の挙動とガセットプレートの設計」。2012年3月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年4月26日閲覧。
- ^ abcd Turner, B. 「ガセットプレートとは何か？」2011年4月26日閲覧。
- ^ ab 「接続タイプ」。2011年4月26日閲覧。
- ^ abc Roberts, Charles C. 「NTSB UPDATE ON THE MINNEAPOLIS BRIDGE FAILURE ANALYSIS」2011年4月26日閲覧。
- ^ Stachura, Sea (2008年11月13日). 「NTSBの最終報告書にもかかわらず、疑問が残る人もいる」2011年5月3日閲覧。
- ^ ミネソタ大学 (2008年11月20日)。「I-35W橋の崩落に関する独立調査、NTSB報告書と並行して実施」。サイエンス・デイリー。 2011年4月26日閲覧。
- ^ NRAO 300 フィート望遠鏡の崩壊。