Sophistication of Theory of Seismic Sloshing in Large-Capacity Liquid Storage Tanks Taking Account of Nonlinearities Due to Liquid and Floating Roof
| Project/Area Number |
19K04702
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 23010:Building structures and materials-related
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| Research Institution | Nagoya Industrial Science Research Institute |
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Principal Investigator |
松井 徹哉 公益財団法人名古屋産業科学研究所, 研究部, 上席研究員 (70023083)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | シングルデッキ型浮屋根 / 非線形スロッシング / ポンツーン座屈 / 構造－流体連成解析 / 長周期地震動 / 構造-流体連成解析 |
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| Outline of Research at the Start |
屋外石油貯槽等の大型液体貯槽では，雨水の浸入や内容液の蒸発を防ぐため，液面を浮屋根で覆うことが多い。この浮屋根が強地震動を受けたとき，内容液の揺れによって損傷し沈没・火災に至った被害を，我々は過去の大地震でしばしば経験している。本研究はこのような大型液体貯槽の地震時の液面の揺れや浮屋根の応力を理論的に予測する手法を開発し，石油コンビナートの防災・減災に役立てることを目的としている。これまでの研究成果により浮屋根には現行の消防法の基準を上回る過大な応力が発生することが分かっており，本研究ではそのような過大浮屋根応力の発生のメカニズムを明らかにし，消防法基準に代わる浮屋根応力評価法を提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，浮屋根と液体の非線形性を考慮した大型液体貯槽の地震時スロッシング理論の体系化・実用化に関する申請者のこれまでの研究を継続発展させるものであり，そのために，(1)すでに提案した解析解と有限要素法の結合解法に基づくスロッシング応答解析プログラムを弾性座屈や塑性化の進行に伴うポンツーン断面の耐力・剛性低下を考慮できるように改良すること，(2)改良したスロッシング応答解析プログラムを用いて，消防法の基準を上回る過大浮屋根応力の発生のメカニズムを明らかにし代替の浮屋根応力評価法を提案すること，(3)提案した浮屋根応力評価法に基づき，南海トラフ沿いの最大クラスの地震を想定した長周期地震動に対して，関東・中部・近畿三大都市圏周辺の石油コンビナートに所在する既存貯槽の耐震安全性を検討することの3点を具体的な達成目標としている。
2020年度には，前年度に引き続き，上記(1)のスロッシング応答解析プログラムを弾性座屈や塑性化の進行に伴うポンツーン断面の耐力・剛性低下を考慮できるように改良することを目標に，汎用有限要素解析ソフトウエアNastranを用いたプログラムの開発に取り組んだ。
併せて，上記(2)，(3)の準備として，南海トラフ地震が想定される関東・中部・近畿三大都市圏周辺の石油コンビナートに所在する6基の既存浮屋根式貯槽を対象に，改良前のプログラムによるスロッシング応答解析を行い，消防法の基準や線形解析による予測を上回る過大浮屋根応力の発生を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
当初の研究実施計画では，2019年度末までに解析プログラムの開発を完了させる予定であったが，新規購入したNastranの扱い方に習熟するのに時日を要したために，未だ完成には至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
遅れているプログラムの開発を急ぐとともに，当初の研究実施計画に従って研究のペースを加速する。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
