2019 Fiscal Year Research-status Report
Analysis of damaged transmission tower due to natural hazards: Evaluation of soundness recovery after restoration
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19K04566
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山川 優樹 東北大学, 工学研究科, 准教授 (80324010)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 送電鉄塔 / 電力インフラ / 耐災害性 / 損傷・修繕シミュレーション / 構造物の健全性評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地震時の地盤変状や台風での強風に起因する送電鉄塔の損傷・崩壊事故が頻繁に発生している現状に鑑み，本研究では過酷な自然ハザード事象における過大荷重作用下での送電鉄塔の損傷・崩壊機構を解明し，耐災害性を評価する．さらに，損傷後の部材交換などを模擬した修繕シミュレーション解析を行い，修繕による性能回復程度を定量的に明確化する．その結果に基づいて，災害後の点検業務に適用しうる健全性判定指針と修繕方法策定指針の構築を目指すことが本研究の趣旨である．
研究期間の初年度である2019年度は，研究計画調書に記した研究項目1～4のうち下記の研究項目に取り組んだ．それら内容と主な成果を以下に述べる．このうち研究項目2と3は次年度以降の本格着手へ向けた準備として位置づけている．
研究項目1：地震による地盤変状や大型台風などの自然ハザード事象下における送電施設の耐災害性を評価した．具体的には，地震時の地盤変状に起因する基礎不同変位や設計想定荷重を上回る過大負荷の作用を想定した条件下での送電鉄塔の耐荷挙動解析を行い，崩壊に至る過程での部材損傷の進展機構の解明を試みた．その結果，鉄塔への外的作用は自然ハザード事象のタイプによって大きく異なり，それによって部材損傷の進展形態も異なることが明らかとなった．
研究項目2：研究項目1の結果を整理し，災害時に想定される鉄塔の損傷レベル・損傷形態の体系化に着手した．今年度は比較的頻繁な発生が想定される典型的な自然ハザード事象のケースを対象とした．その結果，損傷レベル・損傷形態にある程度の傾向が確認され，次年度の研究展開の方向性を見出すことができた．
研究項目3：鉄塔の損傷部位の修繕シミュレーション手法を開発した．部材交換等の修繕を模擬したシミュレーションを試行した結果，限定的なケースを対象としたものの，修繕効果の定量評価の可能性を見出すことができた．
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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
当初の研究計画に即しておおむね順調に進展している．「研究実績の概要」に記した通り，研究項目2と3については，今年度は次年度以降の本格着手へ向けた準備と位置づけて実施した．その結果，今後の研究展開へ向けた方向性を見出すとともに，解析評価手法の開発整備により本格着手のための準備を概ね整えることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
前述の通り，次年度以降の準備として研究項目2と3に着手した結果，本格着手へ向けた準備は概ね整えることができている．そのため，次年度以降は当初の研究計画に即して滞りなく研究推進が可能と見込まれる．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由として，当初の研究計画では2019年度に数値解析用計算機を複数台導入予定であったが，これは研究代表者の現有機器で対応可能であったため，2019年度は導入を見合わせたことが挙げられる．また，研究補助謝金等について，解析・評価手法の開発過程で研究代表者が直接担当する必要がある部分が多かったため，研究補助者を使用する時間が当初の研究計画よりも少なかったことも理由として挙げられる．
2020年度は，初年度に継続して研究項目2「災害時に想定される鉄塔の損傷レベル・損傷形態の体系化」に取り組む計画である．そこでは災害時に想定される様々な条件を対象として損傷レベルと損傷形態の体系化を行う．そのため，解析規模と解析ケース数が格段に増大することが見込まれる．そのため2019年度に生じた次年度使用額は，必要に応じて数値解析用計算機の整備と解析データ処理等の研究補助者金等として使用する予定である．
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