土木学会論文集A
Online ISSN : 1880-6023
63 巻 , 4 号
選択された号の論文の21件中1~21を表示しています
英文論文
  • Masahiro AI, Satoru WATANABE
    2007 年 63 巻 4 号 p. 685-692
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
    It is quite complicated for the linear differential equation of beam deflection to be expanded as to varying cross section. But, once a tapered beam element is solved, its nodal stiffness relations can be adopted into a general discrete analysis of framed structures. In this paper, the method of separation into rigid displacement and deformation, which has been developed in the geometrically nonlinear analysis, is found to have a fitness for dealing with the varying beam elements; and typical two types of tapered 2-D beams are discretized from their linear solutions into the geometric and second-order stiffness relations.
  • Shoko HIGUCHI, Michael MACKE
    2007 年 63 巻 4 号 p. 727-743
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/11/30
    ジャーナル フリー
    In most more economically developed countries an ever growing percentage of existing structures is threatened by obsolescence in the short- to medium-term−either because of structural deficits due to deterioration, or due to functional aging. To ensure sustained serviceability and safety of these structures, maintenance interventions are utilized, which allow partial or complete structural rehabilitation. However, such maintenance interventions have to be economically reasonable, that is, maintenance expenditures spent have to be outweighed by expected future benefits. For this purpose, we propose herein a novel optimization formulation for maintenance planning based on cost-benefit criteria. The usefulness of the proposed approach lies in the fact, that it not only allows to determine optimal sequences of maintenance times, rehabilitation levels and inspection qualities, but also allows to specify economically optimal lifetimes and acceptable failure rates of structures. The modeling of structural deterioration and maintenance, as well as the setting of all relevant cost factors is discussed in detail. Numerical examples investigate the effect of imperfect execution of maintenance actions and functional aging.
和文論文
  • 宮下 剛, 藤野 陽三
    2007 年 63 巻 4 号 p. 561-575
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
     スキャニングレーザードップラー速度計を三台連動させ,対象物の三次元挙動を高精度かつ空間的に高密度に計測可能な振動計測システムを開発する.計測原理としては,三方向から振動計測を行い,計測された速度成分を対象物に設定された直交座標系の成分にレーザー照射角度に基づく座標変換を用いる.まず,計測原理を検討するために基礎的なシステムを構築し,その妥当性を検証した.次に,現場計測への適用を想定して,任意の配置を許すスキャニング計測可能な三次元振動計測システムを構築し,屋内実験からその妥当性を検証した.本システムを用いて実構造物や実地盤を計測することで,常時微動や列車・交通荷重による三次元局所変形・振動特性を明らかにし,既存の社会基盤施設に対する予防保全・機能性向上に貢献することが期待される.
  • 江頭 克礎, 中村 聖三, 荒木 智, 高橋 和雄
    2007 年 63 巻 4 号 p. 576-585
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
     我が国の鋼橋上部構造の設計においては,大地震に対する耐震設計を除き,鋼材の弾性域のみを考慮した許容応力度設計法が採用されているため,鋼材の塑性域での性能は有効に活用されていない.しかし,諸外国の設計基準には,圧縮域における座屈現象が生じないような断面に対して断面の全塑性モーメントを基準とする設計法も規定されており,塑性設計の概念を我が国に導入することは建設コスト削減の観点から有効だと考えられる.著者らは,これまでに合成断面の正曲げ耐力に及ぼす鋼材特性の影響について解析的に検討してきた.今回はこれまでの解析手法にモンテカルロシミュレーションを応用し,確率変数と仮定した材料パラメータが曲げ耐力に及ぼす影響を調査するとともに,その影響を考慮した正曲げ耐力の設計式を提案する.
  • 西川 貴文, 吉田 純司, 杉山 俊幸, 斉藤 成彦, 藤野 陽三
    2007 年 63 巻 4 号 p. 599-616
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
     本研究では,コンクリート構造の表面の画像を対象として,クラックを安定して抽出し,その特徴量を精緻に把握するための画像処理システムを構築する.具体的には,まず,遺伝的プログラミングを応用した木構造状フィルタ生成システムにより,撮影条件や表面の状態などの異なる様々な画像から明瞭なクラックを抽出するロバストな画像フィルタを構築する.次に,画像フィルタの処理結果からクラックの端部を特定し,その周辺の局所領域に画像フィルタを繰り返し適用することで,不明瞭なクラックを追跡する手法を提案する.最後に,抽出したクラック領域の輝度分布と中心線の幾何情報をもとに,クラックの特徴量である方向と幅をサブピクセル単位で同定する手法を提案し,その精度を検証する.
  • 清野 純史, 原口 祐子, 古川 愛子, Charles SCAWTHORN
    2007 年 63 巻 4 号 p. 617-627
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
     1995年の兵庫県南部地震では甚大な人的被害が生じた.人的被害を軽減するためには,地震時に建物がどのような挙動を示すのかを知ることが重要である.本研究では,地震時における建物倒壊挙動を追跡するため,3次元個別要素法を用いて木造構造物の倒壊シミュレーションを行った.解析をより精度よく行うため,ジョイント部分の要素実験と模型による振動台実験を実施し,解析結果と実験結果を比較した.また,それらの実験を踏まえ,実大構造物のシミュレーションを行い,屋根や床の重量,壁の有無,地震動の違いによって構造物の応答がどう異なるかを検証した.
  • 三木 千壽, 白旗 弘実, 山口 亮太, 木下 幸治, 柳沼 安俊
    2007 年 63 巻 4 号 p. 628-638
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
     K型開先溶接は橋梁の継手の中でもっとも基本的な継手の一つである.K型開先溶接は完全溶け込み溶接で行われることが規定されている.しかしながら,ルート部に溶け込み不良が生じるといった問題が生じることがある.完全溶け込み溶接の品質管理としてタンデムアレイ探触子による超音波探傷試験を行った.面状欠陥からのエコーを受信しやすいタンデムアレイ探触子を適用した.板厚や未溶着部の高さをパラメータとした試験体を作成し,実験を行った.開口合成による未溶着部の画像化を行い,未溶着部の寸法を推定した.未溶着部のある継手を有する構造物が供用され,未溶着部が検出された場合,未溶着部から疲労き裂が進展しているかどうかはきわめて重要な問題である.未溶着部と未溶着部より進展するき裂の識別を試みた.
  • 紺野 克昭, 鈴木 貴博, 鎌田 泰広, 長尾 毅
    2007 年 63 巻 4 号 p. 639-654
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
     はじめに,横浜市の高密度強震計ネットワーク(Y-NET)の全150観測点を対象に,PS検層より得られる表層30mの平均S波速度(Vs30)と地震記録から得られる加速度最大値および速度最大値の増幅倍率の関係を調べている.次に,市街地でも容易に実施できるL字形のアレイ微動観測をY-NETの全観測点で行い,通常,円形アレイでの微動記録に対して適用される空間自己相関法をL字形アレイでの微動記録に適用し,レイリー波の位相速度を推定している.この位相速度からVs30を推定し,PS検層から得られるVs30との比較を行うことにより,Vs30の推定方法としてのL字形アレイ観測の適用性を検討している.最後に,Vs30を用いた簡便な加速度最大値,速度最大値の推定方法を提案し,その適用性の検討を行っている.
  • 大倉 一郎, 石川 敏之, 筒井 将仁, 大澤 章吾
    2007 年 63 巻 4 号 p. 655-666
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
     本研究では,トラックタイヤ載荷装置を製作し,これを用いて,トラックタイヤの接地形状がアルミニウム床版の板曲げ応力の発生に与える影響を明らかにする.最初に,タイヤの接地形状と接地圧力の特性を明らかにし,荷重とタイヤの接地面積,平均接地圧力および接地半径の関係を定式化する.次に,アルミニウム床版に生じる板曲げ応力を調べ,荷重と板曲げ応力の関係が非線形であることを示す.最後に,トラックタイヤ載荷と長方形領域載荷によって生じる板曲げ応力の比較を行い,長方形領域載荷によって生じる板曲げ応力は安全側の値とならないことを示す.
  • 馬 翔, 宇佐美 勉, 葛 漢彬
    2007 年 63 巻 4 号 p. 673-684
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
     鋼橋の上部構造にはH形断面に代表される開断面部材が使用されているが,H形断面部材は強軸方向と弱軸方向の挙動が大きく異なり,また単調増大荷重と繰り返し荷重では破壊モードが異なるため,箱形断面などの閉断面部材の挙動に比べ,H形断面部材の挙動は極めて複雑である.本論文は解析的検討により単調載荷と繰り返し載荷下での軸力と曲げを受けるH形断面部材の破壊モードを把握し,載荷履歴の破壊モードに対する影響を明確にしようとする基礎的研究についてまとめたものである.強軸および弱軸回りに曲げを受ける様々なH形断面部材の破壊モードを単調増大載荷および繰り返し載荷解析を行うことにより解明している.また,繰り返し荷重を受けるH形断面片持柱の変形能を予測する経験式も提案している.
  • 若井 淳, 堀 宗朗, 小国 健二
    2007 年 63 巻 4 号 p. 693-703
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
     破壊現象を解析するためには,理想的均一体モデルではなく不均一体モデルを使うことが重要である.実際の物体では材料不均一性によって,亀裂進展経路が大きな影響を受けるためである.不均一体モデルの破壊現象を解析する際,既存の計算手法を用いると計算コストが高価であるため,モンテカルロシミュレーションを行うことは容易ではない.著者らは,この問題を解決するための計算手法としてFEM-βを提案している.本論文では,例題として2つの単純な亀裂進展問題を取り上げ,不均一体モデルの亀裂進展経路を解析するモンテカルロシミュレーションを行う.不均一体モデルの亀裂進展経路の確率密度関数を求め,理想的均一体モデルの亀裂進展経路と比較する.そして,破壊解析における不均一体モデルのモンテカルロシミュレーションの有用性を検証する.
  • 堤 英明, 蛯沢 勝三, 中村 晋
    2007 年 63 巻 4 号 p. 704-715
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
     原子力施設における地震PSA手法開発の一環として,取水ピット等の地中土木構造物を対象に,詳細法に基づく実用的な損傷確率の評価手法を提案した.本手法では,構造物の耐力を限界層間変形角で規定し,応答として最大層間変形角の代表値を非線形FEM解析で詳細に評価し,ばらつきの指標は,自由地盤と構造物の層間変形角の関係を半経験的に表したせん断ひずみ伝達率を用いて簡易に評価することで,ばらつき評価に要する計算量を大幅に削減した.この手法により,表層地盤に埋設された取水ピットの損傷確率を評価した結果,解放基盤表面の入力地震動900Galに対し約0.13となった.また,せん断ひずみ伝達率による層間変形角の算定結果とFEM解析結果の誤差を比較し,実用上十分な精度(誤差10%以下)で層間変形角を推定できることを確認した.
  • 岡 孝二, 吉田 秀典, 松島 学, 横田 優
    2007 年 63 巻 4 号 p. 744-757
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/11/30
    ジャーナル フリー
     アルカリ骨材反応によるコンクリート構造物の劣化が注目されている.コンクリートにひび割れが発生し,コンクリート中の鉄筋が破断する事例もあり,その劣化予測手法の構築は急務である.本研究は,アルカリ骨材反応によるコンクリート構造物のひび割れ性状を有限要素解析を用いてシミュレートする解析モデルを構築した.提案する解析モデルを用いて数値解析を行い,アルカリ骨材反応によって損傷した橋台のひび割れ性状とひび割れ幅について数値解析と現場計測との比較検討を行った.ひび割れ性状,ひび割れ幅,開口エネルギー量を考察した結果,提案モデルを用いることでほぼ現実に近い挙動の再現が可能であることが判明した.一連の考察から,アルカリ骨材反応によるコンクリート構造物の劣化の予測に関して,本解析モデルは有用であると考えられる.
  • 中島 章典, 猪股 勇希, 齋川 幾美, 大江 浩一
    2007 年 63 巻 4 号 p. 758-767
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/11/30
    ジャーナル フリー
     本研究では,鋼とコンクリートの接触面に平行な両者間のせん断強度やせん断伝達性状に及ぼす支圧力,機械的作用の有無などの影響を調べるため,鋼とコンクリートの接触面を模擬した要素試験体を用いた静的載荷試験を行った.また,鋼とコンクリートの接触面の機械的作用を含む疲労付着性状を調べるため,同様の試験体を用いて,支圧力作用下における繰返しせん断力載荷による疲労試験を行った.その結果,支圧力作用下の鋼·コンクリート接触面の静的せん断伝達性状や疲労せん断強度に及ぼす付着,摩擦作用および機械的作用の影響が実験的に明らかにされた.
  • 横山 和昭, 佐藤 貢一, 日野 伸一
    2007 年 63 巻 4 号 p. 768-779
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/12/20
    ジャーナル フリー
     道路橋RC床版の補強工法の一つである下面増厚工法は,主に曲げに対してRC床版を補強するものであり,せん断補強効果や疲労耐久性に関する効果は明確になっていない.本研究では下面増厚工法の補強効果を定量的に評価する目的で,道路橋RC床版の最終的な破壊形態である押抜きせん断疲労破壊を考慮し,梁状化した床版をモデル化したRC梁の定点載荷試験を実施した.さらに,実物大規模のRC床版を下面増厚補強した試験体を用いた輪荷重走行試験を実施した.実験の結果,RC梁供試体を用いた疲労試験は,輪荷重走行試験と同様に下面増厚工法の補強効果を評価する上で有効であることを検証した.また,下面増厚により補強されたRC床版の耐荷力や疲労耐久性に関する補強効果を検証した.
  • 阿部 淳一, 杉本 博之, 渡邊 忠朋
    2007 年 63 巻 4 号 p. 780-794
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/12/20
    ジャーナル フリー
     現在の設計基準における構造物は,レベル1,レベル2の2段階の地震動のもとに設計されている.しかし,種々の地震動強度による構造物の損傷や損失による地震リスクを考慮すると,2段階の地震動強度による耐震性能の照査では,必ずしもトータルコストが最小とはならないと考えられる.ここで,トータルコストには初期建設コストと,補修コストやユーザーコストによる地震リスクを用いた.トータルコストが最小となる地震動強度は,設計対象の構造物の機能や構造種別ごとに異なると考えられる.本研究ではこのような観点から,トータルコスト最小を基準として対象構造物固有の目標設計地震動強度を決定するための手法を提案する.そして,いくつかのRC構造物に適用し目標設計地震動強度の比較検討を試みる.
  • 伊藤 義人, 清水 善行, 小山 明久
    2007 年 63 巻 4 号 p. 795-810
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/12/20
    ジャーナル フリー
     本研究では,300日間にわたる長期間の酸性雨噴霧複合サイクル環境促進実験を行い,国内でも使用実績が増加している溶融亜鉛めっき,亜鉛アルミ合金溶射,亜鉛アルミ擬合金溶射およびアルミ溶射による金属皮膜の防食性能を検討した.また,同様の供試体を用いて行われた,塩水噴霧複合サイクル環境促進実験結果と比較することによって,酸性雨噴霧複合サイクルと塩水噴霧複合サイクルに対する劣化特性の違いを検討し,金属皮膜による鋼橋防食の耐久性について明らかにした.その結果,金属皮膜の耐久性に大きく影響する膜厚減少量において,溶融亜鉛めっき,亜鉛アルミ合金溶射およびアルミ溶射では,酸性雨の影響が大きく,劣化が早いことが分かった.
  • 後藤 芳顯, Amjad Al HELWANI, 奥村 徹
    2007 年 63 巻 4 号 p. 811-827
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/12/20
    ジャーナル フリー
     剛結門型ラーメン橋脚の耐震性能を向上するために自己復元機構を有する新たな免震・制震構造を提案した.本構造では梁を柱頂部で支え,柱の軸方向に設置したPC鋼棒にプレストレスを導入することにより柱を梁ならびに基礎と締結し,軸降伏型の金属ダンパーを柱と梁の接合部ならびに柱と基礎との接合部に曲げモーメントに抵抗する様に配置したいわゆるPTED接合を用いている.2種類の門型ラーメン橋脚を対象に最適設計を行い,本免震・制震機構を導入し柱と梁が無損傷になるようにした構造と従来の剛結門型ラーメン構造とを鋼材総重量,最大応答変位,残留変位の観点から比較することにより無損傷自己復元型免震 · 制震機構を導入した門型ラーメン橋脚の有効性を示した.さらに本構造の履歴特性やレベル2地震動下の動的特性について考察を行った.
和文報告
  • 南 邦明, 玉井 真一, 鈴木 隆, 乙森 幸之助, 小早川 豊
    2007 年 63 巻 4 号 p. 586-598
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
     本報告は,3%Ni系高耐候性鋼を用いてボルト接合と溶接接合の併用継手における現場溶接施工試験を実施した報告である.本報告では,まず3%Ni系高耐候性鋼の溶接特性を示した.次に,併用継手における施工手順として,縦リブや水平補剛材のボルトを締め付けた後に,フランジおよびウエブの溶接施工を行なった.その時の溶接による収縮およびボルトのすべり状況を計測した.そして,一度すべりが生じた接合面のすべり耐力試験を実施し,すべり耐力の低下程度を明確にした.これらの結果をもとに,架設現場における併用継手の施工手順を提案した.
  • 青木 徹彦, 大西 哲広, 鈴木 森晶
    2007 年 63 巻 4 号 p. 716-726
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
     兵庫県南部地震以来,鋼製橋脚の耐震性能に関しては1方向繰り返し載荷による多くの実験的,解析的研究が行われてきた.本研究では実際の地震に近い水平2方向からの地震入力に対する正方形断面鋼製橋脚の耐震性能を実験的に明らかにする.はじめに断面主軸方向および斜め方向の直線入力を行い,つぎに2方向地震力を円,楕円,方形,星形等の単純形にモデル化した地震入力に対する載荷を行った.実験の結果,直線載荷では断面主軸に対する載荷方向の影響はほとんどないこと,また2方向モデル化載荷では,各載荷パターンごとに従来の1方向載荷による地震時挙動とは異なった荷重―変形性能を示すことを明らかにした.
和文ノート
  • 西本 聡, 江川 拓也, 池田 隆明, 三輪 滋, 上明戸 昇
    2007 年 63 巻 4 号 p. 667-672
    発行日: 2007年
    公開日: 2007/10/19
    ジャーナル フリー
     苫小牧市内の軟弱地盤において液状化アレー観測が行われており,この記録を用いて地震動レベルの増加に伴う地盤の増幅特性の非線形性や,過剰間隙水圧の特徴的な上昇特性等が明らかにされている.地震動記録に含まれる地震計の設置誤差は,地震動記録の水平面における変位軌跡を相互に比較することにより求め,補正されている.しかし,検討に用いた地震動記録は,観測システムの制約上遅延時間が十分ではなく,また一部の観測点では比較的振幅の小さい記録を使用せざるを得ない等の課題があった.そこで,近年観測された比較的振幅の大きい地震動記録を用いて地震計の設置誤差の再検討を実施した.その結果,3台の地震計の設置誤差を修正する必要があることがわかった.しかしその程度は小さく,既往の検討結果は妥当であることが確認された.
feedback
Top