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    CIVIL NXで学ぶ構造力学
    構造編 - 第10章 移動荷重の解析

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    AI 要約

    第10章では、車両などの荷重が構造物上を移動するときの応答を求める移動荷重解析と、影響線・影響面の考え方を学びます。

    CIVIL NXを使用して3スパン連続梁に規準車両荷重を走行させ、反力や断面力の最大値・最小値と、それらを生じさせる車両位置を確認します。さらに、影響線を用いた理論計算との比較を通じて、移動荷重による構造応答の評価方法を理解します。

    概要

    第10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、車両などの荷重が構造物上を移動したときに生じる反力・変位・断面力の最大値と最小値を求める移動荷重解析について解説します。特に、単位荷重を移動させたときの構造応答を表す影響線と影響面の考え方や、Müller-Breslauの原理を通じて、荷重位置と構造応答の関係を学びます。

    チュートリアルでは、コンクリート製の3スパン連続梁を作成し、AASHTO規準荷重のHS-25を移動荷重として設定します。車線、各スパンの衝撃係数、車両荷重グループおよび移動荷重ケースを定義し、影響線を用いて部材位置ごとの最大・最小断面力を求めます。

    解析結果から、車両の位置によって反力や曲げモーメントが変化し、部材位置ごとに最大値と最小値が生じることを確認します。また、荷重トレーサを用いて、それぞれの応答を生じさせる車両の載荷位置を確認します。

    構造計算では、HS-25の車輪荷重、影響線の値および衝撃係数を用いて最大負曲げモーメントを算定し、CIVIL NXの解析結果とほぼ一致することを確認します。

    主なポイント

    移動荷重解析では、荷重の移動経路全体から反力・変位・断面力の最大値と最小値を求めることを理解する。

    影響線・影響面の考え方と、Müller-Breslauの原理による影響線の意味を学ぶ。

    CIVIL NXで車線、衝撃係数、HS-25車両荷重、車両荷重グループおよび移動荷重ケースを設定する方法を学ぶ。

    影響線と荷重トレーサを使用し、最大・最小断面力と、それを発生させる車両の位置を確認する。

    車輪荷重・影響線・衝撃係数を用いた理論計算により、CIVIL NXの移動荷重解析結果との整合性を確認する。

    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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