土木学会論文集
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2003 巻, 724 号
選択された号の論文の19件中1~19を表示しています
  • 吉崎 浩司, Thomas D. O'ROURKE, 濱田 政則
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 1-11
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    地震時に大規模な永久地盤変位を受けた場合の曲管を有する埋設パイプラインの大変形挙動について, 実規模での実験により評価を行った. 乾燥砂および湿潤砂にて作成した地盤中に曲管を有する溶接鋼管を埋設し永久地盤変位を与えたところ, 曲管部は外曲げ方向に大きく変形し, その変形挙動は曲管単体での曲げ変形挙動とほぼ同等であった. また管をシェル要素, 地盤をばね要素にてモデル化した数値解析を実施したところ, パイプラインの変形挙動を精度良く再現することができた. 更に構築した数値解析モデルを用いた解析的検討を実施し, 耐震性を向上する手法について提案を行った.
  • 一井 康二
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 13-23
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    重力式岸壁の設計震度の最適化手法と現行の地域別震度の背景について検討した. まず, 日本の280港における地震リスク解析を行い, 初期建設費と地震被害による復旧費用の期待値の合計であるトータルコストを最小化するように, 各港における最適な設計震度を求めた. 次に, 重要性や供用期間に応じた最適な設計震度について検討した. 最後に, 地震危険度解析により求まる地盤加速度と最適な設計震度との関係について検討した. 検討の結果, 現行の基準における設計震度は, 最適な設計震度に近いか安全側の値を与えており, 妥当な値であることがわかった.
  • 伊藤 裕一, 鍛冶 秀樹, 関 雅樹, 三木 千寿, 市川 篤司
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 25-36
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    初期の開床式溶接鋼鉄道橋には, マクラギを固定するマクラギ受が溶接により取付けられており, 過去に亀裂の発生が報告されている. 本研究では, 上フランジに不等脚のすみ肉溶接で取付けられ, 桁の曲げ応力の影響を受けると共に, マクラギを通じて上部から直接荷重が載荷されるマクラギ受の疲労強度について, 実橋での亀裂発生状況の調査及び, 疲労試験により検討を行った. その結果, マクラギ受取付溶接部の疲労亀裂は常に桁軸直角方向の溶接ルート部から発生し, 桁の曲げ応力が主因と考えられること, 疲労試験の結果より上載荷重を受けない場合の疲労強度はF等級程度となるが, 上載荷重を受ける場合や脚長不足の場合はF等級を下回ること, 実橋における疲労強度は更にこれを下回る可能性があることなどが明らかとなった.
  • 伊藤 裕一, 関 雅樹, 名取 暢, 三木 千寿, 市川 篤司
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 37-48
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    日本の大動脈である東海道新幹線は, 開業以来約35年が経過した. それを支える構造物に対して, 従来からきめこまかな維持管理が行われている. このような中で, 開業以来供用されてきた鋼桁が, 新駅工事に伴い撤去された. そこで, 製作の状況及び設計と製作の相違点を把握することを目的に, 撤去された桁を工場内で非破壊検査・破壊検査等を行った. その結果, 製作当時の鋼材・溶接の品質, 供用後に発生した疲労損傷の補修状況が明らかになった. これらのデータは, 今後の維持管理に有用な情報を与える他, 鋼矯の耐久性を論ずる際に貴重な資料になると考えられる.
  • 白谷 宏司, 池田 博之, 今井 義明, 加納 宏一
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 49-67
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    波形鋼板ウェブ複合橋は, 主桁の軽量化等の利点により, 近年では施工事例が増えている. しかし, 一般に複雑かつ厳しい応力状態となる連続桁の中間支点部における, 本構造の桁の挙動特性については, 現段階では研究事例が少ない. そこで, 本研究では波形鋼板ウェブ複合橋の中間支点部に着目し, 実験や弾塑性・有限変形FEM解析に基づいて, 終局荷重時における曲げ・せん断挙動の基本的特性の把握を試みた. その結果, 波形鋼板ウェブ複合橋の中間支点部は, コンクリート床版と鋼板ウェブの相互協力により, 従来考えられていたよりも高い曲げ・せん断耐力を有し得ることが明らかになった. また, 本研究において適用したFEM解析手法が, 床版のクラック発生から波形鋼板ウェブのせん断座屈に至るまでの挙動を精度よく予測できることを確認した.
  • 堺 淳一, 川島 一彦
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 69-81
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    RCアーチ橋に強震動が作用すると, アーチリブには降伏を超える曲げモーメントが作用する場合があり, 同時に作用軸力が変動するため, RCアーチ橋では軸力~曲げモーメントの相関を考慮して耐震性を評価することが重要である. 本研究では, 軸力~曲げモーメントの相関を考慮した場合の地震応答特性を明らかにするために, リブをファイバー要素でモデル化した非線形動的解析を行った. これより, RCアーチ橋の耐震性を評価する際には, 軸力変動の影響を取り入れないとリブの応答曲げモーメント, 曲率, 残留曲率を適切に評価できないことを明らかにした.
  • 曽我部 正道, 松本 信之, 藤野 陽三, 涌井 一, 金森 真, 宮本 雅章
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 83-102
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    新型高速車両の導入やPRC桁・斜張橋などの低剛性桁の実現により, 桁の動的応答や車両の走行性といった, 鉄道固有の問題に関する技術基準を再整備していく必要が生じている.
    本研究では, 上記問題に関する各パラメータの影響度を数値解析により検討するとともに, 速度500km/hまでの実車走行試験によりこれを検証した. 桁の動的応答については, 最大動的応答倍率2.1を含む, 21の実橋梁の応答性状を明らかにし, 高速領域の設計に用いる減衰定数の適値として2%を提案した. 車両の走行性については, 17箇所の実橋梁上において実車両の車体応答加速度 (全振幅) が何れも1.5m/s2以内に留まっていることを示し, これに基づき速度350km/hまでの車両の走行性基準を検討した.
  • 野村 敏雄, 藤野 陽三, 加藤 敏明
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 103-114
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    施工時に鋼管群が自立状態となり, 風の作用が架設時の安全性を支配する鋼管・コンクリート複合構造を有する高橋脚の耐風設計法の確立を目的として, 9~12本で構成される鋼管群の耐風応答特性に関する一連の検討を行った. 風洞実験の結果, 1) 鋼管配置よりも鋼管間隔が渦励振の発現に大きな影響を与えること, 2) 渦励振の発生メカニズムには各鋼管から発生する渦に起因する場合と鋼管群全体から発生する渦に起因する場合の2つのタイプがあること, 3) 鋼管間隔が直径の1.4倍程度の時に振幅が最も大きくなることなどがわかった. これらの結果を踏まえ, 渦励振を抑制するために必要な付加減衰を尺度とする動的耐風設計手法を提案した.
  • 山田 聡, 高松 大輔, 山田 健太郎, 池田 博之
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 115-126
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    継手に対して斜めに応力が作用する場合の疲労強度は, これまで安全側ではあるが必ずしも定量的に評価されてはおらず, 波形ウェブのようなせん断が卓越する箇所での継手の疲労強度はどのくらいであるか, という評価事例はまだ少ない.
    本研究では, 実際の波形鋼板ウェブから試験体を切り出し, その施工品質を調査し, 継手に斜め方向に力を作用させ疲労試験を行う. また, 併せて有限要素解析, き裂進展解析を行い, 角度による疲労強度を求めた. そして, 実橋の設計事例, 模擬試験などの結果から波形ウェブ継手の作用応力を求め, 総合的に疲労強度を評価した.
  • 吉田 純司, 阿部 雅人, Alessandro BEGHINI, 藤野 陽三, 横川 英彰
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 127-139
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    鉛は, 免震・制振デバイスに広く利用されているものの, 大変形下において局所変形が著しいため変形を計測する手段がなく, その力学特性は不明な点が多い. 本研究では, 非一様に変形する鉛の変位場を計測する手法を確立し, 鉛の力学特性を把握することを目的とする, まず, 3次元的に変形する鉛の変形を把握するための画像解析手法を提案する. 本手法は, 定義された物質点を初期の段階で2次元の画像に射影して変形を追跡し, その後変形場を統合して3次元の変形場を得ている, 次いで鉛の引張り試験を行い, 試験片の変位場を本手法により精緻に計測し, 鉛の力学特性を詳細に把握する, これらの実験結果は今後, 鉛を応用したデバイスを合理的に設計するための基礎データとなる.
  • 別府 万寿博, 小暮 幹太, 酒巻 勝, 大野 友則
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 141-156
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    衝撃荷重を受ける構造物の設計では, 衝撃力作用時の最大応答と静的荷重が作用するときの最大応答との比を動的荷重係数(D. L. F.: Dynamic Load Factor) として定義し, その値を用いて衝撃力を静的な荷重に置き換えて取り扱う場合が多い. しかし, 時間的に変化する荷重・変位や応力の最大値だけに着目する設計手法では, 衝突荷重に対する安全性が十分に検討されているとは言えない. そこで本研究では, 耐衝撃設計を確立する上で不可欠である「信頼性のある衝撃実験データを得る」という観点から, まず, 実験における衝撃荷重の計測に関する諸問題と計測波形の処理方法について考察している. すなわち, RCはり部材を対象として低速度の重錘落下衝撃実験を行い, 得られたデータに基づいて具体的な衝撃荷重の計測とその処理方法, および処理データの妥当性について検討している.
  • 大友 敬三, 末広 俊夫, 河井 正, 金谷 賢生
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 157-175
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    強震時における鉄筋コンクリート製地中構造物横断面方向の塑性変形挙動を解明するため, 二連ボックス試験体を対象にした地盤・構造物連成系の大規模振動台実験を実施した. この結果, 土かぶりが3.0mならびに1.5mの2ケースにおける試験体全体系のせん断変形について, 1) 主要な荷重は土かぶりに応じた上面地盤せん断力であること, 2) 最大層間変位は降伏変位の12~13倍と, かなりの靭性を示すこと, 3) 弾性から塑性領域まで周辺地盤の変形に従うこと, 4) 曲げ破壊先行型の損傷・残留変形を示すこと, などを明らかにした.
  • 崎元 達郎, 足立 正和, 岡 裕幸, 渡辺 浩
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 177-186
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    本論文は, コンクリートを充填した八角形断面鋼製橋脚の耐震設計のための簡易解析法を, 準静的繰り返し載荷実験との比較により検証, 提案したものである. ファイバー要素を用いた骨組解析に, 八角形断面鋼部材に充填されたコンクリートの圧縮実験より定式化された充填コンクリートの応力-ひずみ関係式と, FEMにより求めた外側鋼部材の局部座屈の影響を考慮した応力-ひずみ関係式を導入した. 実験供試体と同一の解析モデルにより, 一定死荷重の下, 降伏変位の整数倍を生じる水平荷重を繰り返し載荷した. 実験および簡易解析による荷重-変位履歴曲線を比較した結果, 簡易解析によって実用的に十分な精度で実験現象を追従できることを明らかにした.
  • 能島 暢呂, 杉戸 真太, 金澤 伸治
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 187-200
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    地震直後の種々な緊急対応は, 迅速性と正確性が要求されるものであり, 不確実性下における意思決定問題と解釈することができる. 本研究では, 地震動情報に基づく早期被害推定と実被害情報の統合処理によって, 推定結果を逐次更新し, 被害の早期把握と迅速・正確な緊急対応を支援する数理モデルを提案した. その基本的アルゴリズムはベイズ確率の方法に基づき, 実被害情報が取り込まれるごとに, 被害を規定する母数 (被害確率) と被害箇所数の推定値を逐次更新するものである. 所定の被災レベルを超過した場合に緊急対応を発動するために, 逐次確率比検定 (SPRT) の手法に基づいて, 逐次決定過程をモデル化した. 1995年兵庫県南部地震における被災地域を対象としたシミュレーションを行い, 提案モデルの適用性を検証した.
  • 平尾 潔, 坂上 幸謙, 成行 義文, 澤田 勉
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 201-212
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    本研究では, 加速度-変位応答スペクトルを用いた力及び変位に基づく構造物の新たな耐震設計法を導くための基礎的研究として, Bi-linear 型1自由度系が道路橋示方書V耐震設計編のレベル2地震動に適合する模擬地震動各12波を受けた場合の損傷制御型加速度-変位応答スペクトルを非弾性応答解析より求め, その回帰式を導いた. そして, この回帰式を用い, 単柱式RC橋脚の目標強度と目標変位を同時に満たす一耐震設計法, すなわち「力及び変位に基づく設計法」を提案し, この設計法と現行の地震時保有水平耐力法による設計結果を比較・検討した. その結果, 提案法の方が耐力が同じであれば大きな靭性を, また, 応答変位が同じであれば大きな耐力を必要とし, 安全側の設計となるなどの興味ある結果を得た.
  • 青木 徹彦, 鈴木 真一, 渡辺 俊輔, 鈴木 森晶, 宇佐美 勉, 葛 漢彬
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 213-223
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    逆L形鋼製橋脚が橋軸方向地震力を受ける場合, 上部工重量と偏心量による面内付加モーメント以外に, 水平力による付加ねじりモーメントが生じる. 過去のシェル要素でモデル化した逆L形鋼製橋脚の有限変位解析によれば橋脚は橋軸方向作用力に対してもそれと直角方向に大きく変形して崩壊に至るという知見が得られている. 一方, 実橋梁システムでは上部構造の剛性が非常に大きいため, ねじり変形が拘束された状態になり, むしろT形鋼製橋脚の挙動に近いという報告もある. 本研究では, 以上のような解析結果を検証するため, 面外繰り返し水平力を受けた逆L形鋼製橋脚の大型模型載荷実験を, 一点載荷および二点載荷の2種類の載荷方法で行い, ねじり変形の有無による影響, および偏心率が橋脚の耐震性能に及ぼす影響を実験的に明らかにした.
  • 能島 暢呂, 杉戸 真太, 鈴木 康夫, 石川 裕, 奥村 俊彦
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 225-238
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    想定地震や実地震に関して得られる震度情報に基づいて, 供給系ライフライン (電気, 水道, 都市ガス) の地震時機能を予測・推定するための二段階評価モデルを提案した. まず1995年兵庫県南部地震におけるデータを利用して, 兵庫県内の被災地周辺から大阪府北部にかけて推定された高密度震度分布と, ライフライン機能停止の有無と停止期間のGISデータベースを構築した. 評価モデルの第一段階は, 機能停止の有無を確率で評価する機能的フラジリティー関数であり, ロジットモデルでモデル化した. 第二段階は, 機能停止期間を確率評価する統計的モデルであり, 移動平均法と最小二乗法により導出した. 震度のみに基づくため精度に限界はあるものの, 簡便に利用でき, 被害の概略的な予測・推定や, 事前・事後の災害対策の基礎的検討には有用であると考えられる.
  • 松浦 章夫
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 239-248
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    急曲線部を走行する鉄道車両においては, 車輪に大きな横圧が作用し, 出口側の緩和曲線部では軌道の平面のねじれも加わり, 外軌側の車輪のフランジはレールに乗り上がり易くなる. 本研究では, このような場合を想定し, 急曲線を低速で通過する車両の走行安全性を検討することを目的とした数値解析シミュレーション法の開発を行い, 主要なパラメータが車輪のレールへの乗り上がりに対してどのような影響を与えるかを二三の解析例で示した. その結果曲線に沿った車両の回転運動による左右レールの相対移動速度差を解析上無視することはできないこと, 低速走行時に静止輪重のアンバランスが大きな値に保持され, さらに車輪・レール間の摩擦係数がある大きな値に達する場合は, 車輪がレールに完全に乗り上がり, 脱輪に至ること等が明らかになった.
  • 大植 健, 斉木 功, 寺田 賢二郎, 中島 章典
    2003 年 2003 巻 724 号 p. 249-256
    発行日: 2003/01/21
    公開日: 2010/08/24
    ジャーナル フリー
    セル構造体のような格子状微視構造を有する材料のための非線形均質化法の定式化を示す. 従来の均質化法を連続体に適用すると, マクロおよびミクロの両スケールに対する連続体の境界値問題が導かれる. しかしながら, 格子状微視構造は, その幾何学的特徴から, 連続体ソリッド要素に比べ, 骨組要素による離散化が効率的である. そこで, ミクロ問題に骨組要素を用いる障害となっていた, 周期的ミクロ変位と仮定する骨組の変位場との不整合に対する解決策を示す. さらに, セル構造体の解析例により, 本手法の妥当性, および計算効率における利点を示す.
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