In this paper, a statistical pattern recognition method based on time series analysis is implemented in flexible risers. This method uses a combination of Auto-Regressive (AR) and Auto-Regressive with eXogenous inputs (ARX) prediction models. The flexible riser model used in this paper is experimentally validated employing a proposed numerical scheme for dynamic response of flexible risers. A modal-based damage detection approach is also implemented in the flexible riser model and its results are compared with the ones obtained from time series analysis. The numerical results show that the time series analysis presented in this paper is able to detect and locate structural deterioration related to fatigue damage in flexible risers. Finally, considering the case study results presented in this paper, the presented AR-ARX prediction model works better than the modal-based damage detection method.

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The ultimate flexural strength of composite steel girders with compact sections is examined through experimental investigation and elasto-plastic finite displacement analyses to develop a reduction factor of the ultimate flexural strength. A two-point loading test of a composite girder was carried out to verify the numerical modeling by comparing the experimental and numerical results. Then, a parametric study was performed using finite element analyses to investigate the effect of concrete crushing on the flexural strength of composite girders constructed using SM570 grade steel. Observations made by comparison of the ultimate flexural strength obtained from the experimental and numerical results with that according to the AASHTO and Eurocode show that the existing reduction factor equations are conservative and can be relaxed when the strength is controlled by crushing of concrete slab. A new reduction factor for the ultimate flexural strength for composite I-girders under positive bending is proposed.

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　すべり系支承を用いた免震橋梁の地震時挙動を明らかにすることを目的として，材料の異なる4種類のすべり系支承を用いた模型橋梁を対象に，3次元大型振動台を用いた加振実験を実施し，1)材料の異なるすべり系支承の摩擦特性，2)上下動入力，橋軸直角方向入力，摩擦係数の違いが応答に及ぼす影響，3)軸力変動の発生機構について検討を行った．この結果，高摩擦型で速度依存性の大きなすべり系支承を用いたケースでは，上下動・橋軸直角方向入力により応答が大きくなる可能性があることが明らかになったとともに，摩擦係数の大きいすべり系支承では応答変位が小さく，残留変位は大きくなるという傾向が確認できた．また，軸力の変動要因としてゴムバッファ部のせん断キーの影響があることが推定された．

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　構造物の弾塑性衝撃応答を正確に予測することは，現時点においても容易ではなく，要求性能に対する照査に適用しうる簡易でかつ高精度な衝撃応答解析手法について模索している段階にあると言える．そこで，本研究では，損傷力学理論に着目し，その理論を連続体力学の枠内で展開することによって，鋼部材及びRC部材の衝撃応答解析手法を確立することを目指した．さらに，既設構造物の耐衝撃性を評価するために，塑性変形履歴を有する構造材料の残存剛性を損傷モデルで簡易に表現した解析を試み，繰り返し衝突を受ける構造物の残存耐力評価の可能性について考察した．

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　繰返し荷重を受ける耐候性鋼無塗装橋では，その疲労挙動が問題になる．本研究では，約25年間大気暴露した十字すみ肉溶接継手32体と面外ガセット溶接継手8体を疲労試験し，筆者らが，過去に行った無暴露材，2, 4, 10年大気暴露材の試験結果と比較した．十字すみ肉溶接継手のうち15体は，暴露前に疲労寿命の約25％の繰返し荷重を載荷した後に暴露したものである．その試験体で，比較的大きい疲労き裂が発生していたものは，無暴露材，2, 4, 10年暴露材の疲労強度から低下したが，疲労き裂が小さいか認められない場合には，疲労強度の低下はみられなかった．溶接したままで約25年間大気暴露した十字すみ肉試験体17体と面外ガセット溶接継手では，疲労強度の低下は見られなかった．

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　やや長周期の地震により石油タンク貯蔵液のスロッシングが発生し，浮屋根の沈没，破壊，そして最悪の場合，火災発生といった問題が生じている．2003年9月に発生した北海道十勝沖地震で貯槽屋外タンクの浮屋根がスロッシングで沈没した．現地調査の結果，この原因は浮屋根デッキ部が破損して浮力が大きく失われたためと考えられている．本論文ではこの沈没した貯槽の1/10モデルを用いて振動実験を行い，浮屋根の挙動の把握を行った．その結果，浮屋根が1次のスロッシング振動から減衰状態に移行した時，浮屋根デッキ部の中央部分を上下に凹凸させる1次固有周波数の2倍の値を有する高調波成分の現象が確認された．これが浮屋根デッキ部破損の一つの要因となったことが考えられるので，この現象に関して報告する．

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　山地や谷地形などの地形の起伏や，埋没谷などの基盤の不整形性を有する地盤では複雑な地震応答を示すことが指摘されている．このため様々な地震応答解析が行われてきたが，複雑な応答が生じるメカニズムについては依然として不明な点が多い．そこで本研究では，前報で展開した「散乱波の寄与」に基づいて，正弦波状の起伏を有する地盤で生じる1～3次散乱波の寄与の時刻歴波形（寄与波形）を求め，地表面の各点の応答波形と比較した．この結果，起伏の山，谷などで生じる複雑な応答波形は散乱波の寄与波形が現れたものとして解釈することができ，最大振幅や継続時間の変化などの起伏地形の応答波形に特徴的に見られる性質が散乱波の主要な成分である一次散乱波の解析的な表現に基づいて系統的に理解できることを示した．

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　本論文は，一般化有限要素のひとつである回転自由度を有する平面三角形要素の破壊力学パラメータ算出法を提案する．回転自由度を有する要素は，弾性応力解析，フレッシュコンクリートの流れ解析などに適用され良好な結果を得ている．そこで本論文では，回転自由度を有する平面三角形要素を破壊力学解析へ適用する方法を示す．破壊力学パラメータ算出法に仮想き裂閉口積分法があるが，本要素を用いる場合には各き裂変形モードにおける回転自由度項の寄与を明確にする必要がある．本論文は，き裂先端の変形に着目し各き裂変形モードにおける回転自由度項の寄与について明らかにし，本要素用の仮想き裂閉口積分法を定式化している．本方法により得られた数値解析結果と理論解を比較し，その妥当性を検討した．

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　道路橋の伸縮装置は，軸重の影響を直接受けるが，その疲労耐久性の評価手法は明確になっていない．本研究では，伸縮装置の疲労耐久性評価の考え方を整理し，耐久性評価に用いる軸重や応力範囲の計算方法，繰返し数の与え方，S-N線図を決定する方法などの考え方を示した．また，この結果を，モジュラー式伸縮装置に適用した例を示す．モジュラー式伸縮装置は，橋軸直角方向に横ビームを並べ，それを橋軸方向のサポートビームで支える形で，長大スパンにも適用できるシステムである．また，BWIMにより実測された軸重データを用い，疲労耐久性を評価した．

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　円形鋼管を平板にすみ肉溶接した継手と面外ガセット溶接継手の引張疲労試験を行い，鋼管の径及び主板への取付け方法が継手の疲労挙動に与える影響について検討した．鋼管の径が大きくなるほど疲労寿命が若干低下する結果が得られた．また，FEM解析により溶接止端部の応力分布を求めたところ，き裂の発生位置は管の頭頂部から±30度程度の範囲で発生することが推定できた．これは，同様な位置に複数個所，疲労き裂の発生が観察された実験結果と一致した．また，1mm法を用いて疲労寿命を推定したところ，疲労試験により得られた疲労寿命とほぼ一致する結果となった．

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　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，国内で一般的に用いられている鋼橋塗装系であるA, C, I塗装系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との劣化特性の違いを検討し，鋼橋塗装の耐久性について明らかにした．その結果，本研究の実験では，塗装の塗り替え周期に大きく影響するふくれ面積において，A塗装系で酸性雨の影響が大きく，劣化が大きいことが分かった．

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　製作時に残された溶接欠陥や不適切な溶接などの不具合を原因として鋼製橋脚や鋼橋に生じた疲労損傷の実例を示すとともに，そのような不具合が生じる原因や防止対策を検討している．疲労損傷に至った不具合のほとんどは完全溶け込み溶接を不完全溶け込み溶接で施工するなど示方書の規定に反する施工に起因するものであり，溶接施工が難しい，あるいは品質の確認が困難な継ぎ手ディテールの採用がそのような不具合を引き起こす原因となっている．

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　車体・台車・輪軸を剛体として空間的に非線形のばねとダンパで結合した車両モデル，および非線形性を考慮した三次元有限要素により表した構造物モデルを用いた鉄道車両と構造物との連成応答解析法の構築を行った．実台車を用いた半車両モデルの加振試験結果との比較により，解析モデルの基本的な検証を行うとともに，地震時の構造物の非線形応答を考慮した場合に対する車両の走行安全性などについて検討を行った．本論では，解析モデルの定式過程，検証実験との比較および数値解析結果を示す．

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　地震基盤での地震記録に対する工学的基盤での地震記録の比から抽出した工学的基盤以深の地盤増幅率とみかけ入射角との関係を検討した．みかけ入射角度が小さい場合には，地盤増幅率は1次元理論増幅率とほぼ一致するが，みかけ入射角度が大きくなるにつれて，地盤増幅率は増大する．また，基盤深度に対する地盤増幅率の変化に着目すると，ある基盤深度付近までは，基盤深度の増加と共に，増幅率が増加するが，それよりも基盤深度が深くなると，増加の傾向が緩やかになり，傾向が変化する折れ点基盤深度は周期と共に増大する．みかけ入射角度により地盤増幅率が変化するのは，みかけ入射角が大きい場合には地震波は堆積盆地にある程度の角度で入射され，基盤の傾斜とあいまって全反射を繰り返し，地震波が大きく増幅されることで説明できる．

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