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    CIVIL NXで学ぶ構造力学
    構造編 - 第7章 傾斜支点を持つフレーム解析

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    AI 要約

    第7章では、全体座標系と異なる方向に拘束された傾斜支点を持つフレーム構造の解析方法を学びます。

    CIVIL NXを使用して、傾斜支点を持つモデルと鉛直方向に拘束されたローラー支点モデルを作成し、鉛直荷重と水平荷重に対する反力・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、支持方向の違いが構造物の力の流れに与える影響を確認します。

    概要

    第7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、全体座標系の水平・鉛直方向とは異なる方向に拘束された傾斜支点について解説します。同じ形状の構造物であっても、支点の拘束方向が変わると、反力の作用方向や部材に発生する軸力・せん断力・曲げモーメントの分布が大きく変化します。

    チュートリアルでは、傾斜支点を持つモデル1と、鉛直方向に拘束されたローラー支点を持つモデル2をCIVIL NXで作成します。水平部材に鉛直等分布荷重、柱部材に水平台形分布荷重を作用させ、モデル1では節点座標系を45°傾けて、全体座標系と異なる方向の支持条件を設定します。

    解析結果から、傾斜支点を持つモデル1では鉛直荷重によって水平反力成分が生じ、水平荷重に対しては傾斜支点も荷重の一部を負担することを確認します。このため、2つのモデルでは変形方向や曲げモーメントの分布が異なり、モデル1では柱に、モデル2では斜材に大きな曲げモーメントが生じます。

    構造計算では、支点反力を未知数とする変形法と単位荷重法を適用し、支持方向の違いによる反力と部材力の変化を理論的に確認します。

    主なポイント

    傾斜支点では、拘束方向によって反力・変位・部材力の分布が変化することを理解する。

    CIVIL NXの節点座標系を使用し、全体座標系と異なる方向の支持条件を設定する方法を学ぶ。

    傾斜支点モデルと鉛直支点モデルについて、鉛直荷重・水平荷重による反力と変形を比較する。

    支点方向の違いによって、柱と斜材に発生する曲げモーメントの分布が変化することを確認する。

    変形法と単位荷重法を用いて支点反力を求め、CIVIL NXの解析結果との対応を確認する。

    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。

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