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円筒の面外変形と底板の部分浮上りの連成を考慮した液体円筒タンクの耐震設計法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 26289056
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関鳥取大学

研究代表者

谷口 朋代  鳥取大学, 工学研究科, 教授 (90346370)

研究分担者 小林 信之  青山学院大学, 理工学部, 教授 (70276020)
研究協力者 林 尚一郎  
中島 照浩  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード面外変形~浮上り連成 / 側板面外変形-底板浮上り連成 / タンク模型 / 加振実験 / 実稼働解析 / 底板浮上り / 耐震設計 / 平底円筒貯槽 / 側板面外変形 / ロッキング―バルジング相互作用 / 簡易解析法 / 応答スペクトル / 底板曲げ剛性 / 花びらモード / 浮上り角加速度 / 反発係数 / 簡易算定式 / ロッキング-バルジング相互作用
研究成果の概要

地震時に無アンカー平底円筒貯槽に生じる浮上り現象を説明する動力学モデルを考案し、同モデルに適用する内容液のロッキング有効質量やロッキング-バルジング有効質量を、数学的に定量化し、タンクの固有周期に応じた地震応答スペクトルの値に基づいて、簡易に浮上り応答を算出する手法を考案した。また、円筒貯槽の側板の面外変形が、底板の浮上りを助長することを、小型貯槽模型を用いた振動実験により明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した動力学モデル、各種有効質量や簡易浮上り応答計算法は、同様のものがこれまでにない為、それらを考案できた学術的意義は大きい。一方、簡易浮上り応答計算法により、平底円筒貯槽の浮上り量を、応答スペクトル値に基づいて手計算で求められる様になったので、平底円筒貯槽の耐震設計の高度化に寄与できた社会的意義は大きい。更に、円筒貯槽の側板の面外変形が、底板の浮上りを助長することを明らかにしたことは、今後この分野の発展の必要性を示した意味で、学術的な意義は大きい。

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] ボローニャ大学(イタリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] ENHANCEMENT OF UPLIFT DISPLACEMENT OF TANKS DUE TO OUT-OF-ROUND DEFORMATION OF CYLINDRICAL SHELL2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyauchi, T. Taniguchi, T. Nakashima, J. Hongu, D. Okui
    • 雑誌名

      ASME 2019 Pressure Vessels and Piping Conference

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FORENSIC ESTIMATION OF UPLIFT OF AN ANCHORED TANK DURING2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshida, T. Taniguchi, T. Nakashima, K. Hatayama
    • 雑誌名

      ASME 2019 Pressure Vessels and Piping Conference

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Applicability of the Simplified Analysis and Relevant Calculations to Evaluating Uplift Displacement of Unanchored Tanks2018

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Tomoyo、Yoshida Yuichi、Hatayama Ken
    • 雑誌名

      ASME 2018 Pressure Vessels and Piping Conference

      巻: 8

    • DOI

      10.1115/pvp2018-84239

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simplified Analysis of the Rocking Motion of a Cylindrical Tank Focusing on the Role of Dynamical Forces Involved in Rocking-Bulging Interaction2017

    • 著者名/発表者名
      Marta D’Amico, Tomoyo Taniguchi and Teruhiro Nakashima
    • 雑誌名

      ASME 2017 Pressure Vessels and Piping Conference

      巻: 5

    • DOI

      10.1115/pvp2017-65442

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Contribution of The Bending Stiffness of The Tank Bottom Plate and Out-of-Round Deformation of Cylindrical Shell to The Tank Rocking Motion2016

    • 著者名/発表者名
      T. Taniguchi, T. Nakashima, Y. Yoshida
    • 雑誌名

      ASME 2016 Pressure Vessels and Piping Conference

      巻: 8

    • DOI

      10.1115/pvp2016-63916

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Approximation of Uplift of Flat-Bottom Cylindrical Tanks and Effects of Out-of-Plane Deformation of Cylindrical Shell on it2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Taniguchi, Teruhiro Nakashima and Daisuke Okui
    • 雑誌名

      Proc. ASME. 57034; Seismic Engineering

      巻: 8

    • DOI

      10.1115/pvp2015-45083

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simplified Rocking Model of Unanchored Cylindrical Tank Including Baseplate Uplift and Cross Sectional Deformation of Tank Shell due to Seismic Load2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Kobayashi; Toshiki Tashita; Sho Takizawa; Tomoyo Taniguchi
    • 雑誌名

      Proc. ASME. 57034; Seismic Engineering

      巻: 8

    • DOI

      10.1115/pvp2015-45082

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Masses of Fluid Contributing to Rocking Motion of Cylindrical Tanks With Partial Uplift of Bottom Plate2014

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Taniguchi and Yukihiro Katayama
    • 雑誌名

      Proceedings of ASME 2014 Pressure Vessels and Piping Conference

      巻: 8

    • DOI

      10.1115/pvp2014-28634

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Case Study of Evaluation of Tank Rock Motion With Simplified Analysis Procedure2014

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Taniguchi and Daisuke Okui
    • 雑誌名

      Proceedings of ASME 2014 Pressure Vessels and Piping Conference

      巻: 8

    • DOI

      10.1115/pvp2014-28635

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Free-Rocking Experiment test for verifying The 2DOF Model of Flat-Bottom Cylindrical Shell Tank2017

    • 著者名/発表者名
      吉田 祐一,Marta D’Amico,谷口 朋代,小野 祐輔,向坊 恭介
    • 学会等名
      第69回土木学会中国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of Uplift Displacement of the tank bottom plate Due to The Out-Of-Round Deformation of Cylindrical Shell2017

    • 著者名/発表者名
      吉田 祐一,中島 照浩,谷口 朋代,小野 祐輔,向坊 恭介
    • 学会等名
      第69回土木学会中国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-22  

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