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    CIVIL NXで学ぶ構造力学
    構造編 - 第9章 強制変位による解析

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    AI 要約

    第9章では、特定の節点に既知の変位を境界条件として与える強制変位解析の考え方と、支点沈下が構造挙動に与える影響を学びます。

    CIVIL NXを使用して2スパン連続梁に等分布荷重と支点沈下を設定し、荷重のみ、支点沈下のみ、両者を組み合わせた場合の反力・変形・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、それぞれの影響を重ね合わせて評価できることを確認します。

    概要

    第9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、特定の節点に既知の変位を境界条件として与え、その条件下で構造物に生じる反力や部材力を求める強制変位解析について解説します。強制変位は、支点沈下が発生した構造物の解析や、全体モデルで得られた変位を詳細モデルの境界条件として利用する場合などに用いられます。

    チュートリアルでは、各スパン4.5 mの2スパン連続梁に等分布荷重を作用させ、2つの支点に異なる沈下量を設定します。CIVIL NXの「強制変位」機能を用いてモデル化し、等分布荷重のみ、支点沈下のみ、両者を組み合わせた場合について、変形、支点反力および曲げモーメントを比較します。

    解析結果から、支点沈下によって外力だけでは生じない反力や部材力が発生し、沈下量の違いによって反力の大きさや向きが変化することを確認します。さらに、たわみ性法・変形法を用いて荷重による影響と支点沈下による影響を個別に求め、それらを重ね合わせることで、CIVIL NXの解析結果と一致することを確認します。

    主なポイント

    強制変位とは、特定の節点自由度に既知の変位を与え、その結果として生じる反力や部材力を求める解析であることを理解する。

    CIVIL NXの「強制変位」機能を使用し、支点沈下を解析モデルに設定する方法を学ぶ。

    等分布荷重のみ、支点沈下のみ、両者が同時に作用する場合の反力・変形・曲げモーメントを比較する。

    支点沈下によって反力の大きさや向き、曲げモーメントの分布が変化することを確認する。

    たわみ性法・変形法による理論計算とCIVIL NXの解析結果を比較し、荷重と支点沈下の影響を重ね合わせて評価する。

    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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