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数値化環境技術を用いた鋼構造物の長期間の力学性能評価シミュレーションに関する研究

Research Project

Project/Area Number 16656136
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural engineering/Earthquake engineering/Maintenance management engineering
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

後藤 芳顯  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (90144188)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小畑 誠  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (30194624)
永田 和寿  名古屋工業大学, 工学研究科, 助教授 (40301238)
岩本 政巳 (岩本 政己)  名古屋工業大学, 工学研究科, 助教授 (60232716)
宮本 重信  福井県 雪対策/建設技術研究所, 課長
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2006: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords鋼構造物 / 腐食 / 数値流体解析 / 時系列的な力学性能変化 / 数値環境空間 / 環境 / 鋼構造 / 構造解析 / 流体解析 / 拡散解析 / 性能設計 / 耐荷力
Research Abstract

ライフサイクルコストを考慮した鋼構造物の性能設計では初期の建設時の力学性能のみならず維持管理コストの評価のために長期間の劣化や補修が力学性能の変化に及ぼす影響を予測する必要がある.とくに,長期間の腐食による劣化の影響を予測することは困難な問題である.この問題を扱うには,(1)腐食に作用する環境の評価,(2)与えられた環境下での腐食の進行,および(3)腐食による鋼構造物の力学的性能の劣化を論じる必要がある.(2)の点についての研究データの蓄積が進んでいるのに対し,(1)と(3)についてのシミュレーション技術の導入の必要性は高く,この点について検討した.
(1)鋼構造,特に橋梁では腐食に影響する直接の要因は水分や塩分などの汚染物質の付着である.これを数値的に検討するために数値熱流体解析を行った.具体的には空気中の湿度の箱桁内への流入,箱桁本体を通じての熱の移動について数値解析を行い,現地観測結果との比較検討を行った.その結果,箱桁内の温度については外気温との関連性をほぼ数値的に再現できることがあきらかになった.また,自然環境の中では問題となる初期境界条件については,周辺の気象条件との整合性を持たせるために,メソスケール気象解析プログラムとの連携をはかった.現地観測結果との比較によれば,周辺のアメダスデータ等から内挿するよりも妥当なデータが得られることを確認した.さらに,空気中に浮遊する汚染物質の橋梁面への付着のシミュレーションも行ったところ,数値シミュレーションにより予測される付着量と,観測されている腐食量に一応の相関関係が見られた.
(3)長期間の力学性能を評価するシミュレーションとして,腐食による耐力低下の過程および補修による耐力復元の過程等の履歴を正確に考慮し,建設の初期状態から将来に至るまで構造物の力学性能の変化を時系列的に追跡しうる部材体積の変化量を新たなパラメータとしたシミュレーションを行った.

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2007 2006 2005 2004

All Journal Article (9 results)

  • [Journal Article] 熱流体解析による箱桁内の腐食環境シミュレーション2007

    • Author(s)
      小畑誠, 安田大樹, 永田和寿, 後藤芳顯
    • Journal Title

      構造工学論文集(土木学会) 53A(CD-ROM)

    • NAID

      130004503538

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Change of Weld Residual Stress due to Loss of Material2007

    • Author(s)
      Yoshiaki Goto, Naoki Kawanishi
    • Journal Title

      Journal of Structural Engineering (ASCE) Vol. 132, No. 12

      Pages: 1940-1947

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] MM5による橋梁近傍の気象データの取得についての研究2006

    • Author(s)
      小畑誠, 長谷川高士, 後藤芳顯
    • Journal Title

      第61回年次学術講演会講演概要集(土木学会(第I部門)) (CD-ROM)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 数値流体解析による橋梁近傍での結露シミュレーションに関する研究2006

    • Author(s)
      安田大樹, 小畑誠, 後藤芳顯
    • Journal Title

      第61回年次学術講演会講演概要集(土木学会(第I部門)) (CD-ROM)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] PC橋脚梁内のPC鋼棒の腐食による力学性能の変化2006

    • Author(s)
      竹内照造, 川西直樹, 後藤芳顯
    • Journal Title

      第61回年次学術講演会講演概要集(土木学会(第I部門)) (CD-ROM)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] ACMセンサによる高架橋箱桁内の腐食環境調査2005

    • Author(s)
      岩本政巳, 田中忍, 後藤芳顯, 小畑誠
    • Journal Title

      第60回年次学術講演会講演概要集,土木学会(第I部門) DISK 1

      Pages: 105-106

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 腐食などの体積欠損による鋼構造物の残留応力・残留たわみの変化の解析と圧縮板の残存耐荷力評価2005

    • Author(s)
      後藤芳顯, 川西直樹
    • Journal Title

      構造工学論文集 Vol.51A(掲載予定)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Change of residual stress due to corrosion loss of material and its effect on ultimate behavior of compression plates2004

    • Author(s)
      N.Kawanishi, Y.Goto
    • Journal Title

      Proc.of The Second International Conference on Steel & Composite Structures, Seoul, Korea, September 2-4

      Pages: 126-140

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Analysis to predict long-term mechanical performance of steel structures with histories of corrosion and repair2004

    • Author(s)
      Y.Goto, N.Kawanishi
    • Journal Title

      J.of Struct Engrg., ASCE 130・2

      Pages: 1578-1585

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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