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2018 年度 実績報告書

自然ハザード事象に対する送電施設の耐災害性評価と災害後の健全性判定基準の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K06457
研究機関東北大学

研究代表者

山川 優樹  東北大学, 工学研究科, 准教授 (80324010)

研究分担者 池田 清宏  東北大学, 工学研究科, 教授 (50168126)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード送電鉄塔 / 耐荷力 / 基礎の支持力 / 耐災害性 / 健全性判定 / 修繕シミュレーション
研究実績の概要

本研究では,土木構造工学の立場から送電設備の安全性向上に貢献することを趣旨として,基礎不同変位や過大荷重の作用下での鉄塔の損傷機構と耐荷力保持程度を解明し,その力学的知見をベースとして,損傷後の修繕要否を判断する健全性判定指針および修繕後の回復性能を定量保証した修繕指針の確立を試みた.3年間の研究期間で取り組んだ研究項目とその成果は以下の通りである.
研究項目1:近年発生した送電鉄塔の被害要因分析を行い,鉄塔の損傷・崩壊機構解明のための解析で想定する典型的ハザード事象を設定した.本研究ではとくに地震や強風による被害を検討対象とすることとし,強風時の塔体作用風圧や電線張力増大を想定した外力設定を行った.
研究項目2:鉄塔・基礎の耐荷性能を忠実に評価するための三次元有限変形有限要素解析プラットフォームの整備を行った.これにより,実在鉄塔の三次元形状と部材諸元を忠実に再現したモデル化を行い,部材降伏・座屈から全体崩壊へ至る過程を評価可能とした.
研究項目3:季節想定風荷重の作用下における終局耐荷力および部材損傷について詳細な検討を行った.具体的には,作用荷重の増加過程における部材損傷の典型的な発生位置に着目するとともに,部材損傷の進展程度を定量化し,部材損傷の進展と鉄塔構造全体としての耐荷力喪失挙動との定量的な関係を明示した.さらに,地震等による鉄塔周辺の地盤変状を想定した検討も行った.その結果,損傷因子の違いにより,部材損傷と耐荷力喪失との定量的な関係は大きく異なることが明らかとなった.
研究項目4:部材交換などの修繕を模擬したシミュレーション方法を構築した.この方法を用いて,研究項目1での解析対象鉄塔について損傷が著しい部材の交換による修繕を数パターン設定し,修繕による性能回復の定量評価を行った.これにより,損傷形態に応じた効率的な修繕方法の策定が可能となった.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Diffuse bifurcations engraving diverse shear bands in granular materials2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yamakawa, Kiyohiro Ikeda, Isao Saiki, Jacques Desrues, Reiko J. Tanaka
    • 雑誌名

      International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics

      巻: 42(1) ページ: 3-33

    • DOI

      10.1002/nag.2711

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of foundation displacement on strength degradation and Mmember damage of electric transmission tower2018

    • 著者名/発表者名
      Youcen Fan, Hiroki Mizoe, Masayoshi Masuda, Yuki Yamakawa, Kiyohiro Ikeda
    • 雑誌名

      Japan-China Workshop on Analysis and Optimization of Large-scale Structures

      巻: - ページ: 14-17

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bearing capacity analysis of transmission tower foundation on slope crest2018

    • 著者名/発表者名
      Jiahua Luo, Hiroki Mizoe, Masayoshi Masuda, Yuki Yamakawa, Kiyohiro Ikeda
    • 雑誌名

      Japan-China Workshop on Analysis and Optimization of Large-scale Structures

      巻: - ページ: 18-22

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 地震や台風により損傷を受けた送電鉄塔の部材変形の定量化と修繕による性能回復の評価2019

    • 著者名/発表者名
      樊柚岑, 立崎理久, 山川優樹, 池田清宏
    • 学会等名
      平成30年度土木学会東北支部技術研究発表会
  • [学会発表] 送電鉄塔の強風や基礎不同変位による部材損傷と終局耐力低下挙動の評価2019

    • 著者名/発表者名
      立崎理久, 池田清宏, 山川優樹, 樊柚岑
    • 学会等名
      平成30年度土木学会東北支部技術研究発表会
  • [学会発表] 斜面近傍に位置する逆T字型送電鉄塔基礎の圧縮支持力解析2018

    • 著者名/発表者名
      羅家カ, 溝江弘樹, 増田雅芳, 山川優樹, 池田清宏
    • 学会等名
      平成29年度土木学会東北支部技術研究発表会

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公開日: 2019-12-27  

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