接線剛性行列の固有値解析を行って, 骨組を構成する部材の各断面で面内崩壊に対する有効座屈長さを決める方法を提案している. 固有値解析を用いて有効座屈長さを決めるとき, 小さな値の圧縮応力の働く断面が存在すると, その断面に対する有効座屈長さが長くなり, 骨組の耐荷力が過小評価される場合が起る. 必要に応じて断面の圧縮応力を拡大係数の概念を導入し, この耐荷力が過小評価される問題を解決している.

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本論文では, Dafalias・Popov 二曲面モデルの概要をレビューしか後, モデル中の形状パラメータの修正を行い, さらに, 繰り返し荷重下での降伏棚の消失, 仮想境界線, および境界線の移動などに関する新しい概念を導入することにより, ひずみ硬化域のみならず, 特に降伏棚内での鋼材の繰り返し挙動を精度よく予測することができる塑性力学モデルの開発を試みた. 構造用鋼材SS400, SM490, およびSM570の繰り返し引張・圧縮実験データよりモデルパラメータを決定し, モデルシミュレーションを通して, 本モデルの妥当性について考察した.

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溶接部材の長寿命疲労亀裂進展挙動に及ぼす腐食環境の影響を検討することを目的として、縦方向溶接部をもつ平板試験体を用いて空気中および3%食塩水による濡れ環境下における疲労亀裂進展実験を行った。腐食環境下では、疲労亀裂は低ΔK領域においても進展し、亀裂進展の下限界値 (ΔKth) の存在は認められなかった。空気中のΔKth以下の領域では、腐食疲労亀裂進展速度はほぼ一定値で表すことができる。

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構造物の最適設計において, 近似法を用いることは常識になってきている. トラス構造物において, 設計変数が断面積であれば, 構造応答は1次近似式によりある程度近似可能であるが, 幾何変数に対しては十分な近似度は得られない. その結果最適化の過程がムービリミットに大きく依存することになる. そこで, 幾何変数に関しては2次近似関数を用いることを提案し, 数値計算によりその信頼性, 有効性を示している.

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本論文では, 屋根およびシャンファーを有するタンク内の大振幅スロッシング波解析のための新しいALE有限要素法を提案した. 解析手法においては, 特に自由表面の境界条件を満足する Fractional Step 法を用いたこと, 幾つかの斜め壁で構成された境界を取扱えることに特徴がある. 提案手法は, 実験結果との比較により, 自由表面, 流速, 圧力を求めるに十分な精度を有すること, また計算例により, 自由表面が二価形状でも解析可能なことを示した.

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本研究は, 地中構造物の耐震設計上重要な地震時の地盤ひずみを評価することを目的として, 地震動の簡便な時間-空間確率過程モデルを用いて, 2地点間の最大相対変位の推定を試みたものである. 用いた確率過程モデルの構築には, 現時点では大きな地震によるデータが得られていない同時多点強震記録を補足するために従来の独立した観測点による強震記録を用いることが可能であり, 最終的に最大相対変位を地震のマグニチュードおよび震央距離から推定する手法を提案した.

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本論文は, 2次元粘弾性多層半無限地盤の調和集中力/分布力加振に対するグリーン関数の数値計算法を示したものである. 解法として, Navier 法動方程式の水平方向伝播について Fourier 変換を施し, 各層の動的剛性マトリックス, 加振層の外力ベクトルから全体層の方程式を作成し, この法数領域解を逆 Fourier 変換, つまり法数積分において, 修正 Clenshaw-Curtis 法を用いる場合の合理的な誤差評価法を提案し, 同積分を効率的に遂行する手法を示した.

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農業用ため池の地震に対する危険度を評価するため, 1983年日本海中部地震に係わる秋田・青森両県のため池の悉皆調査データを数量化理論III類により分析した. その結果, 大被害のため池とその他のため池の分離が可能であることが判明した. また, 従来の工学的知見との整合性という観点から評価検討を行い, 大多数のため池の中から要改修ため池を選別するための簡便な地震危険度判定表を提案した.

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本研究の目的は, 有効幅の概念を適用して圧縮と曲げを受ける断面の局部座屈強度を求める際に必要となる板要素の有効幅公式を, 残留応力と初期たわみを考慮して求めようとするものである. すなわち, 初期たわみと残留応力をもつ板要素に圧縮と曲げが作用したときの局部座屈強度曲線を弾塑性有限変位解析より求め, その強度曲線を基に前論文で著者が発表した有効幅公式を修正することにより, 初期たわみと残留応力の関数として有効幅公式を求めようとするものである.

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大型鋼構造物のコンクリートフーチングへの定着方法の一つとして, スタッド付き太径異形棒鋼を用いその付着力により直接定着する方法が考えられる. 本研究では, スタッド付き異形棒鋼の材料特性である付着特性を, 異形棒鋼節突起による付着力とスタッドによる付着力の協同作用という観点から明確にした. あわせて周辺拘束されたスタッド付き異形棒鋼の付着特性についても考察している.

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落橋防止装置は地震時に橋桁の落下を防ぐために用いられるものである. 本研究ではその中でも重要な役割をはたす連結板について地震外力を想定した高速引張り時の特性について実験と数値解析の両側面からあきらかにしたものである. 実験結果は, 連結板の耐力が引張り速度に依存しているのに対し, 変形能はあまり依存していないことを示した. またひずみ速度依存性を考慮した比較的簡単なJ₂べき乗則による数値解析でも実験結果を非常に良く再現することができた.

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本研究では, 緊急時の人間行動に関する被験者実験と並行して行われたアンケート調査や性格検査の結果から, 被験者の迷路内での行動とそのときの心理状態, 迷路内の行動と被験者の性格との関係について検討を行った. また数量化理論第3類を用いて個人特性から被験者の行動パターンを推定することを試みた結果, 性別・年齢・職業・3つの性格尺度の計6個の個人捺印こよって一部の行動パターンをある程度分離することができた.

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多目的計画問題のための満足化トレードオフ法では, 複数回のトレードオフが要求される. 本研究では, この手法を応用する際に, 設計効率の向上という観点から, できるだけ少ないトレードオフの回数で, 設計者の先験的な要求を満たす設計を可能にするために, 新たに満足度パラメーターを導入し, 改良型満足化トレードオフ法として提案し, いくつかの数値計算によりその有効陛を検討している.

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スプリット・ティー接合の力学的挙動に及ぼす溶接角変形の影響を実験的・解析的に検討した. 構造物の施工において, 引張接合の全ての継手面に切削加工を施すことは, 作業面・コスト面から不利となる. したがって, できるだけ溶接したままの状態で使用されることが望まれる. 実験及び解析を通して, 継手面形状が溶接変形を残したままのものであっても引張接合としての性能が低下することはないことを示した.

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シールドトンネルと周辺地盤とのトンネル軸方向の地震時相互作用を, 軸対称FEMによって評価する解析手法を示している. この解析に基づき, トンネルのセグメントリング～継手の連結構造と, トンネル外周に働く土のせん断抵抗について検討を加え, シールドトンネルの等価軸剛性算定式を提案している. またこの解析を用いて, 地震応答解析に用いる地盤～トンネル間の相互作用バネを合理的に導くことができることを示している.

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主として静的極限解析法の一つとして開発されてきた剛体バネ要素法に陽的時間積分法を適用して, 弾性体の衝撃問題の一数値解法を提案した. 最初に, 1次元弾性棒の縦衝撃の問題を取り上げ, 解の精度と安定性を調べた. つぎに, はりの横衝撃の問題において, 本解法と既往の解法の比較を行い, さらに, 2次元弾性体の衝撃問題において, 本解法による結果と2次元弾性論に基づく理論解との比較を行い, 本解法の信頼性をあきらかにした.

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地中構造物の地震時振動特性に基づき, 動的サブストラクチャー法の運動方程式より地中構造物を対象とした静的な耐震計算法としてのサブストラクチャー法を導いた. この静的サブストラクチャー法とフレーム-地盤ばねモデルの応答変位法について計算方法を比較したところ, 応答変位法がサブストラクチャー法の一種であることがわかった. 一方この比較より応答変位法における地震荷重が不十分なものであることが判明したため, 新しい地震荷重の作用方法を提案した.

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波形の変形を考慮した地中構造物に対する時空間関数としての入力波をシミュレートするための方法を, これまでに筆者らは二重フーリエ級数を用いて展開している. 本研究では, より簡便な方法として, 二重フーリエ級数の代わりに従来の多変数の確率過程の理論を拡張する方法を展開し, その適用例を示すことを目的としている.

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ある歩道橋で見られた歩行者による桁の水平横方向励振のメカニズムを明らかにするために, 水平横振動する床上での歩行特性を振動台を用いた実験により調べた. その結果, 床の振動時において, 人間の歩行は床の振動に同調すること, その横方向振幅は床の振動により増大すること, 歩行に伴う水平横方向踏力と首の動きとの間には位相差があるように見受けられること, が示された.

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コンクリートの中に埋め込まれた引き抜き力を受けるアンカーボルトは支圧型と付着型に大別される. 本研究では鋼構造物とコンクリート構造物の定着方法の一つであるアンボンド部を有する付着型アンカーボルトに対し, コーン破壊と付着破壊が関与する定着部の破壊機構を理論的に明確にした. さらに, その耐力算定法の妥当性を2次元模型と, 3次元模型の2種類の模型実験により検証している.

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ひずみゲージを用いて高力ボルトの軸力を測定する場合, 軸部に設置したひずみゲージより得られるひずみをその断面の平均ひずみであると仮定することがある. 第一に, その仮定の妥当性について検討した. 第二に, 軸部に孔を開けてひずみゲージを埋め込む測定法を採った場合, 孔がボルトの引張挙動に及ぼす影響について調べた. 軸長が比較的短いボルトの場合でも, 軸部に貼付したひずみゲージからはほぼ平均ひずみが得られることを示した.

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歩道橋が歩行荷重の動的な作用によって, 水平横方向に振動することがある. その現象を, 人間の歩行に対して2足剛体モデルを導入して検討している. このモデルによって計算された歩行に伴う水平横方向踏力は, 実測値と整合的であること, この現象が生じている実橋を例にとって橋桁-人間系の応答解析を行い, 実橋での振幅に近い値を得ている. さらに, この結果をもとに, 歩道橋の水平励振のメカニズムについて考察を加えている.

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池袋都民防災教育センターの迷路を用いた被験者実験で収集された人間行動に関する基礎的データを示した. 被験者個々の特性と避難実験時の経路選択や方向感覚, 迷路からの脱出時間, 緊急時の判断力や行動力などの関係を分析した. この結果, 40人の被験者の迷路内における行動には, 3つの代表的なパターンが観察された. また暗闇でいったん方向感覚を失うと, ある程度の時間はそれらの感覚が戻らないことや, 迷路内の明るさや煙の有無などの条件が異なると避難行動が影響を受けることがわかった.

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