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バルジング現象で被害を受けた貯水槽の原因究明とその耐震設計に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06473
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関中央大学

研究代表者

平野 廣和  中央大学, 総合政策学部, 教授 (80256023)

研究分担者 佐藤 尚次  中央大学, 理工学部, 教授 (30162457)
鈴木 森晶  愛知工業大学, 工学部, 教授 (90273276)
研究協力者 井田 剛史  
石川 友樹  
瀬戸 大輔  
因 和樹  
小野 泰介  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードバルジング / スロッシング / 制振装置 / 耐震設計 / 貯水槽 / 振動実験 / やや長周期地震動 / 熊本地震 / 構造工学・地震工学 / 耐震 / 防災 / 地震 / 自然災害
研究成果の概要

東日本大震災では、矩形貯水槽が破壊される被害が多数発生した。現地調査の結果から貯水槽の下部側板や隅角部で損傷被害が発生している事例が多数あることを確認した。これらは、スロッシング現象ではなく、貯水槽構造体の振動が主体となるバルジング現象に起因すると考えられる。本研究では、十分な減衰効果を有し、かつ施工が簡単で経済的なバルジング現象へ対応する最適な制振装置の開発を行った。スロッシング現象とバルジング現象それぞれに対応した制振装置を組み合わせることで、矩形貯水槽の耐震性の向上を計ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

東日本大震災では、病院等の公共施設や集合住宅などの矩形貯水槽が破壊される被害が多数発生し、市民生活に甚大な影響を及ぼした。これを受け、スロッシング現象に対応した制振装置「8字型浮体式制振装置」と本研究で開発したバルジング現象用の制振装置を組み合わせることで、既存の貯水槽の耐震性を向上させることが可能となった。近い将来発生する巨大地震や直下型地震等に備えることになり、災害時の「命の水」を守ることができるようになった。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (21件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 振動実験と数値流体解析を用いてのバルジングの特徴の把握2019

    • 著者名/発表者名
      志賀典親,小野泰介,因和樹,井田剛史,平野廣和
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1(構造・地震工学)

      巻: 74/2 ページ: 285-294

    • NAID

      130007584645

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 最近の貯水槽地震被害の特徴とスロッシング・バルジングの影響―巨大自然災害に備えた貯水槽の耐震設計のあり方―2019

    • 著者名/発表者名
      平野廣和,水谷国男
    • 雑誌名

      空気調和衛生工学会誌

      巻: 93/1 ページ: 3-12

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 貯水槽の耐震化向上のための8の字型浮体式制振装置の開発2018

    • 著者名/発表者名
      小野泰介,河田彰,井田剛史,平野廣和,石川友樹
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1(構造・地震工学)

      巻: 74/4 ページ: 641-648

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 巨大自然災害に備えての駐屯地・基地での給水タンクのあり方2018

    • 著者名/発表者名
      平野廣和
    • 雑誌名

      防衛施設学会誌

      巻: 20 ページ: 34-42

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 実機貯水槽を用いてのバルジング振動に関する振動実験2017

    • 著者名/発表者名
      塩野谷遼,平野廣和,井田剛史,河田彰
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1(構造・地震工学)

      巻: 73 号: 4 ページ: I_404-I_411

    • DOI

      10.2208/jscejseee.73.I_404

    • NAID

      130006088673

    • ISSN
      2185-4653
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 貯水槽用浮体式波動抑制装置の開発2017

    • 著者名/発表者名
      平野廣和
    • 雑誌名

      配管技術

      巻: 59(2) ページ: 37-42

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 地震の揺れから貯水槽を守る浮体式波動抑制装置『タンクセイバー・波平さん®』2016

    • 著者名/発表者名
      平野廣和
    • 雑誌名

      産学連携ジャーナル

      巻: 12(9) ページ: 20-23

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 貯水槽におけるバルジング現象の対策案についての検討2019

    • 著者名/発表者名
      小野泰介,井田剛史,石川友樹,平野廣和
    • 学会等名
      土木学会関東支部第46回技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ステンレスパネルタンクの耐震上の問題点に関して2019

    • 著者名/発表者名
      遠田豊,平野廣和,佐藤尚次
    • 学会等名
      土木学会関東支部第46回技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 短周期振動を受ける矩形大型水槽の水圧低減装置に関する実験的検討,2019

    • 著者名/発表者名
      青木大祐,坂東芳行,行田聡,佐久間真輝,鈴木森晶
    • 学会等名
      平成30年度 土木学会中部支部研究発表会講演概要集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] パネル接合部の損傷に着目したステンレス鋼製パネルタンク強度の検討,2019

    • 著者名/発表者名
      佐久間真輝,鈴木森晶,青木大祐,坂東芳行,行田聡
    • 学会等名
      平成30年度 土木学会中部支部研究発表会講演概要集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 貯水槽のバルジング振動を抑制するためのダンパーの提案2018

    • 著者名/発表者名
      河田彰,井田剛史,平野廣和,石川友樹
    • 学会等名
      土木学会全国大会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 地震時におけるFRP製タンク側壁の応答に関して2018

    • 著者名/発表者名
      小野泰介,井田剛史,平野廣和,河田彰
    • 学会等名
      土木学会全国大会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 入射角の異なる振動を受けるステンレス鋼製タンクのバルジング振動低減に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      佐久間真輝, 鈴木森晶,青木大祐,行田聡,坂東芳行
    • 学会等名
      土木学会全国大会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アクリル製矩形水槽を用いての実験と解析でのバルジング現象の検討2018

    • 著者名/発表者名
      因和樹 河田彰 平野廣和 佐藤尚次
    • 学会等名
      土木学会関東支部第45回技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 矩形アクリル水槽におけるバルジング現象の対策案についての検討2018

    • 著者名/発表者名
      小野泰介 平野廣和 井田剛史
    • 学会等名
      土木学会関東支部第45回技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 矩形水槽へのハンマリング試験とバルジング現象の関連性の検証2018

    • 著者名/発表者名
      志賀典親 小野泰介 平野廣和 佐藤尚次
    • 学会等名
      土木学会関東支部第45回技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 平成29年度土木学会中部支部研究発表会2018

    • 著者名/発表者名
      青木大祐 行田聡 坂東芳行 鈴木森晶
    • 学会等名
      短周期振動を受けるステンレス鋼製矩形水槽に対する制震装置の実証
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 液体輸送車両における内容液の液面揺動による運転性能の把握2017

    • 著者名/発表者名
      因和樹 河田彰 平野廣和 佐藤尚次
    • 学会等名
      土木学会第72回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 液体輸送車両の安全性向上と燃費向上のための制振装置の開発2017

    • 著者名/発表者名
      河田彰 井田剛史 平野廣和 石川友樹
    • 学会等名
      土木学会第72回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3波連続で地震を受ける耐震補強された鋼製橋脚に関する解析的研究2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木洋平 鈴木森晶 飯田智仁 嶋口儀之 宗本理
    • 学会等名
      土木学会第72回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 地震後の初動点検における矩形鋼製橋脚の損傷度判定手法に関する実験的検討2017

    • 著者名/発表者名
      嶋口儀之 鈴木森晶 鈴木洋平 宗本理
    • 学会等名
      土木学会第72回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] バルジング振動域におけるステンレス鋼製矩形貯水槽の動水圧の抑制2017

    • 著者名/発表者名
      青木大祐,坂東芳行,加藤健太,鈴木森晶
    • 学会等名
      平成28年度土木学会中部支部研究発表会講演概要集
    • 発表場所
      金沢大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 実機貯水槽を用いてのバルジング振動に関する振動実験2016

    • 著者名/発表者名
      塩野谷遼,平野廣和,井田剛史
    • 学会等名
      土木学会第36回地震工学研究発表会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-10-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 正方形断面容器のスロッシング現象に関する数値流体解析2016

    • 著者名/発表者名
      丸岡晃,小山内功宇太,橘亜紀穂,平野廣和
    • 学会等名
      土木学会第71回年次学術講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 実機FRP製貯水槽を用いてのバルジング振動に関する振動実験2016

    • 著者名/発表者名
      塩野谷遼,平野廣和,井田剛史
    • 学会等名
      土木学会第71回年次学術講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 横置き円筒形タンクのスロッシング振動に関して2016

    • 著者名/発表者名
      因和樹,平野廣和,井田剛史,佐藤尚次
    • 学会等名
      土木学会第71回年次学術講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 既存貯水槽の耐震性能向上のための制振装置の開発2016

    • 著者名/発表者名
      平野廣和,井田剛史,石川友樹
    • 学会等名
      土木学会地震工学委員会第7回インフラ・ライフライン減災対策シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 貯水タンクを地震から守れ-貯水タンクの地震被害調査と対策-

    • URL

      http://www.fps.chuo-u.ac.jp/~hrsk/sloshing/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 貯水タンクを地震から守れ

    • URL

      http://www.fps.chuo-u.ac.jp/~hrsk/sloshing/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 貯水タンクを地震から守れ-貯水タンクの地震被害調査と対策-

    • URL

      http://www.fps.chuo-u.ac.jp/~hrsk/sloshing/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 減衰装置2019

    • 発明者名
      平野廣和,石川友樹,小野泰介,井田剛史,松本拓也
    • 権利者名
      平野廣和,石川友樹,小野泰介,井田剛史,松本拓也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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