地盤・流体・構造の相関を考慮した浮体式構造物の動的強度評価に関する研究

1.本研究計画で掲げた項目の内,比較的容易にモデル化できるものについて検討を行い,水平方向起振力作用時の地盤・構造・流体の相関を考慮した一体解析システムを開発した.流体力についてはモリソンの式を用いた.よって構造と流体の相関はモリソン式の相対速度として考慮されている.しかし本システムでは流場と構造の変形(移動)を独立に考えているため,構造物が変形(移動)することによる流場の変化は考慮されていない.地盤弾性は文献調査から深さ方向に一様であるものとした.地盤と構造(杭,基礎部)の相関はこの地盤弾性により考慮されている.ここでFEM解析を行う際,この一様地盤弾性を精度よくモデル化する方法を考察した.それは連続一様弾性を数本のバネ要素に置き換える方法で,バネの位置はガウス・ルジャンドル積分法でいうところの積分点に相当し,バネ定数はコ-ツ数に相当している.理論的には変位や力を近似しているのにすぎないのであるが,動的解析で重要となる固有振動数まで含めて十分な近似が行えていることを数値的に確認した.このシステムを用いて,浮体と杭で支持される海上空港を想定した構造体モデルを対象として,地震発生時における,地盤厚や杭先端境界条件の動的変形と応力に及ぼす影響について数値的検討を行った.2.また信頼性工学を用いた動的強度評価システムを開発する際必要となる,柱状構造体の動的座屈・圧壊についても検討した.その結果P-R公式が安全側であることを確認した.

1.本研究計画で掲げた項目の内,比較的容易にモデル化できるものについて検討を行い,水平方向起振力作用時の地盤・構造・流体の相関を考慮した一体解析システムを開発した.流体力についてはモリソンの式を用いた.よって構造と流体の相関はモリソン式の相対速度として考慮されている.しかし本システムでは流場と構造の変形(移動)を独立に考えているため,構造物が変形(移動)することによる流場の変化は考慮されていない.地盤弾性は文献調査から深さ方向に一様であるものとした.地盤と構造(杭,基礎部)の相関はこの地盤弾性により考慮されている.ここでFEM解析を行う際,この一様地盤弾性を精度よくモデル化する方法を考察した.それは連続一様弾性を数本のバネ要素に置き換える方法で,バネの位置はガウス・ルジャンドル積分法でいうところの積分点に相当し,バネ定数はコ-ツ数に相当している.理論的には変位や力を近似しているのにすぎないのであるが,動的解析で重要となる固有振動数まで含めて十分な近似が行えていることを数値的に確認した.このシステムを用いて,浮体と杭で支持される海上空港を想定した構造体モデルを対象として,地震発生時における,地盤厚や杭先端境界条件の動的変形と応力に及ぼす影響について数値的検討を行った.2.また信頼性工学を用いた動的強度評価システムを開発する際必要となる,柱状構造体の動的座屈・圧壊についても検討した.その結果P-R公式が安全側であることを確認した.