2010 Fiscal Year Annual Research Report
石造アーチ技術の再評価による高耐久・長大石橋の開発
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22360172
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
山尾 敏孝 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (40109674)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅井 光輝 九州大学, 工学系研究科, 准教授 (90411230)
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| Keywords | 石橋 / 模型実験 / 摩擦特性モデル / 静的解析 / 動的解析 / プレスケール / 健全度評価 / データベース |
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| Research Abstract |
石材面粗度を反映した摩擦モデルを作成するため、石材の摩擦特性を評価可能な試験装置を新たに製作し、種々の石材を集めて石材間の摩擦現象と石材表面の粗度との関係を実験により求めた。得られた結果を既存のデータベースに加え、ほぼ九州の代表的な石橋を構成する石材のデータを収集することができた。得られたデータを用いて弾性係数と表面粗度より高精度摩擦特性モデルを提案し、かつ3次元静的および動的解析手法に導入し、その信頼性や有効性を模型実験の結果と比較することにより検証した。また、実験では、簡易的な表面粗度の観察試験や石材間の接触度合について、感圧紙を用いた面内の圧力画像解析装置(プレスケール)を活用することにより、石材間の圧力分布の実態を把握することができ、非常に有効な装置であった。今後は、解析手法にこの結果を生かすよう工夫したい。また、模型は、単層石アーチ模型(スパン90cm)で、スパン・ライズ比が0.2と0.35に変化させた2体とした。模型数が少ないのは、製作精度に問題がありその修正等に時間を要したためである。2体を用いて静的試験を実施した後、同じ模型で動的載荷実験を模型の固有値特性や耐震挙動等について地震波を作用させて実施した。以上の結果と開発した数値解析手法による結果との比較検討を試みた。静的および動的載荷試験では、静的変位や振動中の変位挙動を正確に測定するためにレーザー変位計を用いた。実石橋の3次元動的解析の実現に向け、提案する離散体FEMの解析入力データとして利用するためのデータコンバートのソフトを開発し、解析システムを構築できた。データ作成から解析までのシームレスなシステムが構築できたが、石橋のリアルな数値解析を行うにはさらに改善が必要であることがわかった。以上の研究成果より、実石橋の健全度評価手法の提案に向けて手法の構築が出来つつある。
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