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    CIVIL NXで学ぶ構造力学
    構造編 - 第5章

    AI 要約

    第5章では、連続梁とゲルバー梁の基本的な性質を通じて、部材剛性・支持条件・内部ヒンジが構造挙動に与える影響を学びます。

    CIVIL NXを使用して連続梁と2種類のゲルバー梁を作成し、等分布荷重と温度荷重に対する反力・変位・曲げモーメントを比較します。さらに、理論計算との比較を通じて、解析結果と力学的な挙動の関係を確認します。

    概要

    第5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、複数の支間が連続してつながった連続梁の基本的な仕組みを解説します。連続梁は、力の釣り合い条件だけでは支点反力を求められない不静定構造であり、隣接部材の曲げ剛性や支持条件によって、支点部の端部モーメントと荷重分担が変化します。
     
    チュートリアルでは、全長20 mの3スパン連続梁(モデル1)と、内部ヒンジの配置が異なる2種類の梁(モデル2、3)をCIVIL NXで作成します。材料・断面条件を統一し、等分布荷重と部材上下面の温度差による温度荷重を設定して、3つのモデルの反力、変位および曲げモーメントを比較します。
     
    等分布荷重に対する解析結果から、構造の対称性と剛性分布によって支点反力が変化し、内部ヒンジの有無と配置が曲げモーメント分布に直接影響することを確認します。温度荷重に対しては、外的静定で温度変形が拘束されないモデル2では反力や曲げモーメントが発生しない一方、不静定構造で変形が拘束されるモデル1とモデル3では反力および部材力が発生します。
    構造計算では、モデル1にモーメント分配法、静定構造であるモデル2に力の釣り合い条件、1次不静定構造であるモデル3に変形法と単位荷重法を適用し、CIVIL NXの解析結果との対応を確認します。

    主なポイント

    連続梁が不静定構造となる理由と、隣接部材の曲げ剛性が端部モーメントに与える影響を理解する。

    CIVIL NXで連続梁と内部ヒンジを持つ梁を作成し、等分布荷重と温度荷重を設定する方法を学ぶ。

    構造の対称性・剛性分布・内部ヒンジの配置による、反力と曲げモーメント分布の違いを比較する。

    温度変形が拘束されない静定モデルと、変形が拘束される不静定モデルの応答の違いを確認する。

    モーメント分配法、力の釣り合い条件、変形法および単位荷重法により、CIVIL NXの解析結果を確認する。

    講演者

    宮地 一裕 東京電機大学 理工学部 理工学科 建築・都市環境学系 准教授

     

    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まいす。 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。

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