2017 Fiscal Year Research-status Report
高さが60mを超える遊戯施設の設計手法に関する研究
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17K06657
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
宮里 直也 日本大学, 理工学部, 教授 (10513997)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ローラーコースター / 遊戯施設 / 時刻歴応答解析 / 減衰定数 / レール剛性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成19年告示改正以降，高さ60mを超える遊戯施設は時刻歴応答解析による安全性の確認が求められている。しかし，「ローラーコースター」などは通常のフロアーが明確な建築物と異なり連続的，かつ複雑に高さ等が変化し，さらに客席部分の移動荷重の取り扱いも含めて，その検証方法及び結果に対する評価方法が一切明確にされていない。そこで，実験及び数値解析を用いて客席部分の移動が主要な支持部分に及ぼす影響について定量的な評価を試み，高さ60mを超える遊戯施設の設計手法の確立，基礎的なデータの蓄積を目的としている。
平成29年度は、(1)既存のローラーコースターと台車の形状，構造諸元等の調査・分析、(2)既存コースターの台車の移動加速度を実測、(3)縮小試験体を用いた台車の自由落下及び振動実験、の実施を当初の目的として設定した。
その中でも、(1)既存のローラーコースターと台車の形状，構造諸元等の調査・分析を踏まえた結果、通常の建築物などに比べ複数の高さの違う構築物が最上段のレールで繋がった形状で、非常に複雑な構造モデルとなるローラーコースターについて、その基本的な振動性状の把握が必要との考察が得られたため、まずはその検討について特に重点的に進めた。検討は、数値解析プログラムを用いて、実際に現存する高さ60mのローラーコースターを参考にした数値解析モデルを構築して検討を進めた。
今年度の補助金は、主に上記の研究を遂行するために当てられた。特に、複雑な形状を有するローラーコースターの検討用の模型作成のために必要な３Dプリンターを補助金により購入を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度に設定した研究項目として、（１）既存のローラーコースターと台車の形状，構造諸元等の調査・分析、（２）既存コースターの台車の移動加速度を実測、（３）縮小試験体を用いた台車の自由落下及び振動実験、についての実施を予定していた。
今年度は、(1)既存のローラーコースターと台車の形状，構造諸元等の調査・分析を踏まえて、研究項目、内容について、一部修正を加えている。修正を加えた内容としては、高さ60ｍを超える非常に複雑な形状を有するローラーコースターは、その構造モデルについても非常に複雑な形状となり、地震時の振動性状や挙動が高さの異なるゾーン毎に大きく異なることが想定されたため、全体モデルを用いて、地震時の基本的な振動性状の把握を主目的に検討を行った。具体的な検討内容としては、（１）減衰定数の違いが地震応答性状に及ぼす影響の把握、（２）静的解析と動的解析の比較、（３）レール剛性の違が及ぼす影響の把握、（４）一部抽出モデルによる検討の可能性、などについて数値解析プログラムを用いた検討を行っている。検討の結果、複雑な形状を有するローラーコースターの基本的な振動性状について、定量的に把握し、設計に必要な知見を数多く得ることができた。
上記の検討を当初の計画に追加したため、当初の研究テーマ（２）、（３）の項目については、実施できていない状況ではあるものの、高さ60mを超える遊戯施設の設計手法に関する研究に資する貴重な基礎データを得ることができている。このため、おおむね順調に研究は進捗していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方法としては、平成29年度に把握することができた高さ60mを超えるローラーコースターの基本的な振動特性や構造挙動を踏まえて、様々な地震波による検討、減衰定数の把握及び数値解析の妥当性に関してそれぞれ検討を進める予定である。具体的には、小規模模型を用いた振動実験や実測等による減衰定数の把握及び数値解析結果との妥当性の比較・検討を行う。それらの結果を踏まえて、告示で求められている高さ60mを超える遊戯施設に対する時刻歴応答解析について、全体モデルでなく部分的に抽出した簡略モデルでの検討の可能性について検討を進めたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
平成29年度に研究を進めた結果、当初予定していた実験項目などの実施の前に他の検討を追加して実施する必要性が生じた。このため実施できなかった実験等に関する項目については、次年度での実施とするように研究計画を変更したため、次年度使用額が生じている。次年度は、前年度の研究成果を踏まえて、小規模模型を用いた振動実験や数値解析プログラムを用いた検討を行い、それらに次年度使用額を使用する。
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Research Products
(2 results)
