建物鉄骨架構の制御発破解体過程の数値シミュレーション技法の構築

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550570
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 近藤 一夫 広島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00116584)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 玉井 宏章 広島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80207224)
• Keywords: 制御発破解体解析 / 鉄骨架構 / ハイブリッド型応力法 / 弾塑性大変形解析

Research Abstract

平面剛節架構を対象に、本研究で構築する数値シミュレーション技法の理論構成と数値解析テストによる基礎データの収集を行った。その内容は、以下のようである。
1)平面剛節架構の弾塑性発破解体過程を対象とした、微小変形領域におけるハイブリッド型応力法の基本的定式化とその有効性及び精度、再現性の検証は既に終了しているので、同様な手法を大変形領域まで拡張、一般化し、その精度、有効性の検証を行った。その際、本数値シミュレーション技法には、建物倒壊に至るまでの通常の構造解析とは比較にならない程の非常に大きな変形領域までの十分な精度保証が求められるので、この種の解析に適した流れ座標(Convected Coordinate)系を用いた定式化を行った。又、数値解析手法、制御アルゴリズムについても、スナップスルーやスナップバック等の不安定現象が生じた場合にも、その挙動を統一的に追跡しうる手法を構築した。
2)建物を発破解体する際の最も重大な問題の一つに、当該建物に存在する種々の不整のため、想定した崩壊メカニズムが出現せず、他の崩壊形式で倒壊することが挙げられる。本研究では、こうした現象を防ぎ、想定した方向に建物を安定して倒壊させる手段として、架構にタイバーを設置し、ターンバックルを用いて倒壊させたい方向に強制的に力を加えるという方法を用いることとし、そのためのタイバー要素の開発を行うと共に、その有効性と実用性を検証した。
3)工場建屋等について、いくつかの想定されうる代表的発破形式について数値解析テストを行い、はり柱断面発破の発破形式やタイバーの設置形式の相違が、倒壊に至るまでの架構の変形性状に及ぼす影響を詳細に調査すると共に、望ましい発破形式に関する基礎データを収集した。

Research Products

• [Publications] 戸城 優: "建物鉄骨架構の爆破解体過程の数値シミュレーション-有限変形効果を考慮したタイバー要素の定式化"日本建築学会学術講演梗概集、構造I. 263-264 (2002)
• [Publications] 戸城 優: "建物鉄骨架構の爆破解体過程の数値シミュレーション(その7)有限変形効果を考慮した弾塑性爆破解体解析"日本建築学会中国支部研究報告集. 26. 333-336 (2003)