浮屋根と液体の非線形性を考慮した大型液体貯槽の地震時スロッシング理論の体系化

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360256
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 建築構造・材料
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 松井 徹哉 名城大学, 理工学部, 教授 (70023083)
• 連携研究者: 武藤 厚 名城大学, 理工学部, 教授 (90278325) ; 大塚 貴弘 名城大学, 理工学部, 准教授 (10347354)
• 研究協力者: 永谷 隆志 名城大学, 高度制震実験解析研究センター, ポスドク研究員
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 液体貯槽 / 浮屋根 / スロッシング / 長周期地震動 / 流体-構造連成作用 / 非線形振動 / ポテンシャル理論 / 有限要素法

研究概要

浮屋根と液体の非線形性を考慮した大型液体貯槽の地震時スロッシング解析理論を体系化し、縮小模型による振動台実験を実施してその妥当性を検証した。さらにその成果に基づいて、2003年十勝沖地震で発生したシングルデッキ型石油貯槽浮屋根の損傷・沈没の原因究明を試み、浮屋根や液体の非線形性に起因する非線形振動モードの存在がポンツーンに過大な応力を発生させ、浮屋根を座屈・沈没に至らせる可能性のあることを指摘した。

研究成果

• [雑誌論文] シングルデッキ型浮屋根貯槽模型の地震時スロッシング実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永谷隆志、松井徹哉
  • 雑誌名: 圧力技術 巻: 50巻1号 ページ: 16-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] 解析解と有限要素法の結合解法による浮屋根式円筒液体貯槽の非線形スロッシング解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松井徹哉、永谷隆志
  • 雑誌名: 日本建築学会構造系論文集 巻: 第669号 ページ: 1915-1924
  • 査読あり
• [雑誌論文] 浮屋根式円筒液体貯槽模型の地震時スロッシング実験-線形ポテンシャル理論解の実験による検証- (2011)
  • 著者名/発表者名: 永谷隆志、松井徹哉
  • 雑誌名: 日本建築学会構造系論文集 巻: 第659号 ページ: 53-62
  • 査読あり
• [雑誌論文] 解析解と有限要素法の結合解法による浮屋根を有する2次元矩形貯槽の非線形スロッシング解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 永谷隆志、松井徹哉
  • 雑誌名: 日本建築学会構造系論文集 巻: 第644号 ページ: 1723-1730
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wind Effects on Dynamic Response of a Floating Roof in a Cylindrical Liquid Storage Tank (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Matsui, Y. Uematsu, K. Kondo, T. Wakasa and T. Nagaya
  • 雑誌名: ASME Journal of Pressure Vessel Technology 巻: Vol.131, Issue 3 ページ: 031307/1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sloshing in a Cylindrical Liquid Storage Tank with a Single-deck Type Floating Roof under Seismic Excitation (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Matsui
  • 雑誌名: ASME Journal of Pressure Vessel Technology 巻: Vol.131, Issue 2 ページ: 021303/1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] 頂部開口型円筒液体貯槽における浮屋根の強風時スロッシング応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松井徹哉、植松康、近藤宏二、若狭拓夫、永谷隆志
  • 雑誌名: 日本建築学会構造系論文集 巻: 第636号 ページ: 235-242
  • 査読あり
• [雑誌論文] 応答スペクトル法による円筒液体貯槽浮屋根の地震時スロッシング応答の予測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松井徹哉
  • 雑誌名: 日本建築学会構造系論文集 巻: 第627号 ページ: 741-748
  • 査読あり
• [学会発表] Model Tests on Sloshing in a Cylindrical Liquid Storage Tank with a Single-deck Type Floating Roof (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagaya, T. Matsui
  • 学会等名: International Workshop on Advances in Seismic Experiments and Computations
  • 発表場所: Meijo University, Nagoya Japan
  • 年月日: 2012-03-13
• [学会発表] シングルデッキ型浮屋根貯槽模型の地震時スロッシング実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永谷隆志、松井徹哉
  • 学会等名: 日本高圧力技術協会春季講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-05-28
• [学会発表] 2003年十勝沖地震で被災したシングルデッキ型浮屋根貯槽の非線形スロッシング解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松井徹哉、永谷隆志
  • 学会等名: 日本高圧力技術協会春季講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-05-28
• [学会発表] シングルデッキ型浮屋根を有する円筒液体貯槽模型の地震時スロッシング実験 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永谷隆志、松井徹哉
  • 学会等名: 第13回日本地震工学シンポジウム
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2010-11-20
• [学会発表] 解析解と有限要素法の結合解法による浮屋根式円筒液体貯槽の非線形スロッシング解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永谷隆志、松井徹哉
  • 学会等名: 第13回日本地震工学シンポジウム
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2010-11-20
• [学会発表] 浮き屋根応力の解析法、容器構造設計指針改定講習会 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松井徹哉
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] 連成解析手法の現状-解析的アプローチ、第8回新シェル・空間構造セミナー:流体と構造物の連成解析手法の現状と展望 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松井徹哉
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-07-08
• [学会発表] Model Tests on Sloshing of a Floating Roof in a Cylindrical Liquid Storage Tank under Seismic Excitation (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nagaya, T. Matsui, T. Wakasa
  • 学会等名: ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference
  • 発表場所: Chicago, Illinois, U. S. A
  • 年月日: 2008-07-31
• [学会発表] Wind Effects on Sloshing of a Floating Roof in a Cylindrical Liquid Storage Tank (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Matsui, Y. Uematsu, K. Kondo, T. Wakasa, T. Nagaya
  • 学会等名: ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference
  • 発表場所: Chicago, Illinois, U. S. A
  • 年月日: 2008-07-31
• [図書] 容器構造設計指針・同解説 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松井徹哉, 他
  • 総ページ数: 355
  • 出版者: 日本建築学会