| 研究課題/領域番号 |
25820203
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
西尾 真由子 横浜国立大学, 都市イノベーション研究院, 准教授 (00586795)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 既存橋梁 / 橋梁支承 / 劣化 / パラメータ不確定性 / ベイズ推定 / 振動解析 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，既存構造物の動的数値解析におけるモデルパラメータの不確定性を，計測データからベイズ推定によって定量化し，それに基づき妥当なモデルへのキャリブレーションを行う手法を確立し，既存橋梁の耐震補強設計に用いる動的解析モデルの妥当性保障法へと発展させることが目的である．
平成26年度では，25年度の検証で得られた知見に基づきながら，研究実施計画の検証項目(c) 不確定パラメータの評価に用いる特徴量の選定方法に関する検討，に取り組んだ．特に，既存橋梁において地震時挙動にも通常供用時の挙動にも影響が大きく，経年劣化事例も多い橋梁支承部の特性すなわち構造パラメータの不確定性について，それを評価するための適切な特徴量を検討するための実験検証を行った．ここでは，実橋梁で用いらている鋼製線支承の模型を作製し，塩水噴霧により実際に腐食劣化させた上で，本研究の検証対象である梁供試体に設置し振動実験および載荷実験でデータ取得を行い，ベイズ推定によるモデルパラメータの事後分布推定から考察を行った．この実験は，研究実施計画時に予定していた摩擦調整機構と衝突機構を備えた支承部材による梁供試体実験を，より発展させた実験といえ，本研究課題において重要な知見を得ることができた．具体的にはまず，支承部の力－変位関係に関するパラメータは，振動特性とともに静的載荷による桁のひずみ分布も有用な特徴量となり，これらを組み合わせることでモデルの妥当性評価を有効に行えることを考察できた．その上で，支承部の劣化進展過程を，ベイズ推定で得られた支承部摩擦係数の事後分布で適切に把握でき，支承部の各状態で妥当なモデルが得られることを示すことができた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初予定していた平成26年度末時点での検証項目は，８割程度達成していると認識しており，投稿論文や学会発表の準備も行えている．また，検証項目(c)において，研究計画時より発展させた実験によって検証を行うことができ，27年度の検証と本研究のまとめに有用な知見を得ることができた．その上で，耐震補強設計モデル妥当性評価への適用という点で，時刻歴応答解析に関する検証事項が残っているため，27年度に予定通り全研究計画を完了できるよう検証を進める．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成27年度は，これまでの研究成果をまとめ学術論文や国内外学会発表で発信しながら，研究実施計画における検証項目(c)の継続，特に，既存橋梁動的耐震設計における時刻歴応答解析に関する検証を引き続き行い，平成25, 26年度の成果と合わせて，ベイズ推定によるモデル妥当性評価とキャリブレーションの有効性を確実に示す成果とする．
検証作業は，本研究で梁供試体実験と合わせて対象としている研究代表者所属機関構内の既存橋梁について，支承部パラメータの取り扱いに関して26年度で得られた知見を活用し，H23年度に実際に行われた耐震補強工事の設計計算書を参照しながら，支承部パラメータや減衰も含めた非線形時刻歴応答解析における不確定パラメータの取り扱いを検証し，耐震補強設計モデルへの展開を考察する．H25年度中に，対象橋梁の時刻歴応答解析モデルの構築は既に行い，線形領域に関するモデルパラメータ不確定性定量化に関する検証は終了しているため，すぐに非線形時刻歴応答に関する検討に取り掛かれる状態である．また，代表者所属機関での振動台実験設備使用が可能となったため，26年度に作製した梁供試体支承部模型を用いて加振実験を行い，特に時刻歴応答解析における支承部のモデル化とベイズ推定キャリブレーションに関する検証にも着手している．
成果発信に関しては，すでに査読付き国際会議に採択済みで年度内発表予定であり，国内学会への発表予定もある．また，国内外学術雑誌への論文を投稿中および準備中であり，今年度内採択を目指す．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初計画していた汎用有限要素解析ソフトABAQUSに関する経費について，研究者所属機関で問題なく使用できる環境となり，執行する必要がなくなった．その上で，梁供試体実験の支承部改造費は，腐食促進実験の採用によって予定額より多く執行した．これらを合わせた次年度使用額であるが，これは成果発表に際して論文投稿料などが研究実施計画での見込みより大きくなることが予定されており，そちらで有効に使用することとした．
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| 次年度使用額の使用計画 |
すでに採択済みの国際会議の登録料，投稿中および予定の論文掲載料のために執行する予定である．最終年度として成果発信を確実に行っていく予定である．
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