構造ダイナミクス
社会基盤施設の地震動による動的応答を研究対象に,実験的/解析的に評価しています.地震動からその制御法,さらに耐震設計法への実装まで,幅広く構造物のダイナミクスに関する研究を行っています.
教員
髙橋 良和 ( Yoshikazu TAKAHASHI )
教授(工学研究科)
研究テーマ
コンクリート構造を含む土木構造物の合理的な地震時安全性向上・設計法を確立に向けた研究を行っています.新しい概念に基づく新構造の開発や,免制震構造の応答特性の把握・モデル化に関する研究を進めるとともに,構造システムに対する実験手法として,ハイブリッドシミュレーションの方法論の確立を目指しています.
連絡先
桂キャンパス C1棟 1階 140号室
TEL: 075-383-3247
FAX: 075-383-3243
E-mail: takahashi.yoshikazu.4vkyoto-u.ac.jp
植村 佳大 ( Keita UEMURA )
助教(工学研究科)
研究テーマ
コンクリート構造を主な対象として,設計想定を超える地震に対処できる新たな構造技術の開発および設計法の確立に向けた研究を行っています.模型試験体を用いた構造実験により新たな構造技術の性能評価を行うとともに,有限要素法等を用いた数値解析により構造物の挙動のメカニズム解明に取り組んでいます.
連絡先
桂キャンパス C1棟 1階 139号室
TEL: 075-383-3246
FAX: 075-383-3243
E-mail: uemura.keita.3nkyoto-u.ac.jp
研究テーマ・開発紹介
橋梁構造の耐震安全性に関する実験的研究
現在の耐震設計では,大規模な地震に対しては構造物が損傷することを許容するが倒壊は防ぐという設計思想のもと,「大地震でうまく壊れる構造物」を設計しています.そのため,地震動の特性の変化に対して鈍感に振る舞う「鈍構造」や,社会の変化に応じて性能を新陳代謝できる「メタボリズム構造」など,新しい概念に基づく耐震構造をダイナミクスの視点で開発しています.
また,1995 年兵庫県南部地震以降,橋梁の建設,耐震補強において,積層ゴム系の免震支承が積極的に採用されるようになりました.しかし,2011 年東北地方太平洋沖地震や2016年熊本地震では,積層ゴム系支承の破断を伴う被害が確認されています.現在の橋梁耐震では支承部が耐震性能の要となることが多く,橋梁支承構造の性能評価や開発を進めています.
橋梁構造の耐震安全性に関する解析的研究
コンクリート構造の地震応答を解析的に評価する際,コンクリ―トに発生するひび割れの進展や,ひび割れ発生に伴う構造物の変形性状の変化を適切に表現する必要があります.本研究室では,対象構造物の変形の不連続性を再現可能である拡張有限要素法(X-FEM)を用いた構造解析プログラムを開発しており,コンクリート構造の地震応答ならびにひび割れ進展の再現を行っています.
大規模構造物の動的応答把握のためのハイブリッド実験手法の開発
社会基盤構造物は規模が大きく,実規模の構造全体の試験を行うことには数多くの困難が伴います.そうした中,大規模システムの動的応答把握に有効な手法として,モデル化が困難な複数の構造要素を取り出して載荷実験を行い,その他の部分については同時に数値シミュレーションを行う「ハイブリッドシミュレーション」が挙げられます.本研究室では,ハイブリッドシミュレーションを地理的に分散した施設間で実施可能とする,マルチスケールハイブリッド地震応答システム(OpenFresco)の開発を行っています.また,実時間性を確保しながらハイブリッドシミュレーションを行う手法(リアルタイムハイブリッドシミュレーション)に関する技術開発も実施しており,2023年に建設された日本初の実大免震試験施設E-isolationにも本研究室が開発した機能が実装されています.