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概要
第2章では、東京電機大学 理工学部 建築・都市環境学系 准教授 宮地 一裕先生の監修のもと、一端が固定され、他端が自由となる片持ち梁の解析方法を解説します。片持ち梁は単純梁と同じ静定構造ですが、固定端では水平方向・鉛直方向の移動および回転がすべて拘束されます。
力とモーメントの釣り合いから固定端反力を求め、切断法を用いて軸力・せん断力・曲げモーメントを算定します。また、曲率・たわみ角・たわみの関係を確認し、支持条件による変形挙動の違いを学びます。
チュートリアルでは、CIVIL NXを使用し、長さ5 mのSM490製H形鋼による片持ち梁をモデル化します。自由端に集中荷重を作用させるモデルと、梁全体に等分布荷重を作用させるモデルを作成し、材料・断面、固定端の境界条件、荷重条件を設定して解析します。
解析後は、固定端反力、変位、せん断力、曲げモーメントおよび曲げ応力度を確認し、荷重形式による応答の違いを比較します。さらに、CIVIL NXの解析結果と理論計算を照合し、解析モデルと結果の整合性を確認します。
主なポイント
片持ち梁の固定端と自由端の境界条件、および反力・せん断力・曲げモーメント・たわみの関係を理解する。
CIVIL NXでSM490とH形鋼断面を定義し、片持ち梁の解析モデルを作成する。
集中荷重モデルと等分布荷重モデルについて、反力・変位・部材力・応力度を確認する。
CIVIL NXの解析結果と構造力学に基づく理論計算を比較し、解析モデルと計算結果の整合性を確認する。
講演者
現在の専門分野
構造工学、地震工学 キーワード([現象・力学特性] 疲労、腐食、腐食疲労、疲労強度、寿命予測、S-N曲線 [材料・対象要素] 高強度鋼線、ケーブル、ケーブル破断 [実験・計測・調査] 疲労試験、腐食促進試験、腐食調査、腐食解体調査、腐食表面測定、 錆組成分析、錆色解析、錆色分布率解析、画像解析、3Dスキャナー [解析・評価手法] 非線形解析、崩壊解析、連鎖崩壊解析 [対象構造] 橋梁構造(トラス橋、斜張橋、吊橋、アーチ橋[連続アーチ橋、タイドアーチ橋、斜吊りアーチ橋]))
受賞学術賞
2019年11月 JSCE 土木学会全国大会第74回年次学術講演会 優秀講演者賞受賞
略歴
2016年に東海大学博士課程を修了後、(一社)日本建設機械施工協会施工技術総合研究所にて研究員を務めた。 同研究所でのプロジェクトでは、実物大構造物の強度試験や実橋のモニタリング調査などの業務に努めた。 2017年に岐阜大学助教授として経験を積み、2022年に東京電機大学理工学部建築・都市環境学系の准教授に着任し、教育・研究および大学経営に従事している。 専門分野は、鋼構造、構造力学、橋梁工学、維持管理工学。 IABSE 会員、土木学会会員。
研究内容
個人の研究は主に3つのトピックに分類されます。 トピック 1 では、橋梁の進行性崩壊挙動と終局強度に関する解析研究に焦点を当てています。 トピック 2 では、新形式橋梁を提案するための解析および設計研究が含まれます。 トピック 3 では、吊形式橋梁の腐食・破壊および維持管理に関連する研究に取り組んでいます。