http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouen34114.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouen34214.png

振動使用性のグラフ作る RMSは全体をとると正確じゃない 速度の最大値の0.707をかけたのをもうひとつのRMSとして書いとく 4,5,6もやる 1.5Hzから2.3Hzの間に入っている木橋はどのように揺れるのか考察する 歩くより走る方が衝撃大きい みどり橋 振動モードごとに表作る

卒論(みどり橋)

6/21

木橋について

木橋

 日本における近代木橋の多くは歩道橋である.村道や町道には車道橋も多く架設される.

木橋が作られる理由

 1.地元産材の需要拡大と有効利用

 2.森林保護のために間伐材の有効利用と用地開発の必要があること

 3.低価格の外材の輸入に関する外圧があったこと

 4.木材加工の技術が進歩したこと

    →土木構造物に機能性や経済性の他に様々な表現や価値観が求められるようになった.

木橋の特徴

 ・鋼橋やコンクリート橋よりもはるかに設計の自由度が高い.

 ・木材の腐食を防止する構造対策が耐久性に大きく影響する.

 ・構造合成と安全性は異なる観点のため安全性に関しては一概には言えないが,現在用いられている評価法によれば安全性は十分高いとされる.

 ・同規模の鋼橋と比較すると建設費は二倍程度に膨らむ

木橋の課題

 ・頻繁な維持管理が必要

 ・腐朽などの劣化に極端に弱い

 ・落橋しやすい

橋梁振動の人間工学的評価

 橋梁は必ず振動するものなので従来より振動について多くの研究がなされてきたが構造物の振動が構造物以外に及ぼす影響についてはほとんど考慮されてこなかった.しかし,橋梁の振動が大きいことにより歩行者は

「こんなに揺れたら壊れるのではないか」,

「こんなに揺れるって設計や施工に欠陥があるのではないか」

といった不安を覚え,また振動の生理的影響により歩行が難しくなるといった影響を受ける. 2つの不安については主観的反応であるため橋の振動は避けられないものであり,振動することと橋梁の安全性に不安があることは必ずしも繋がりがあるものではないことを歩行者が理解すれば問題はない.

 しかし,橋梁の振動はなるべく小さくするのが望ましいため設計の段階でより小さくするように努めるべきである.この論文では振動が人間に及ぼす影響を動的応答,心理的反応,生理的影響に分けて考察している. 参考:橋梁振動の人間工学的評価法

設計時における歩道橋の振動使用性照査法

諸般の事情より時代の流れとともに歩道橋の新設が少なくなてきているものの,近年では幅員の狭くなった道路橋の側道橋や河川・高速道路によって分断された地域を結ぶ人道橋などの歩道橋は設置されるようになってきた.このような歩道橋は以前のものより幅員が広く支間も長くなっているため,以前と比較して歩行による共振が懸念されている.

歩行者の歩調は2Hz前後で歩道橋の固有振動数が歩調に一致すると振動が増幅することがある.また単独歩行だけでなく群衆歩行も考慮する必要があり,できるだけ振動の増幅を避けるため歩道橋の固有振動数は1.5~2.3Hzを避けた方が良い.それに関連して活荷重たわみの許容値は支間の1/600とされている.

この論文では2Hz前後の固有振動数を持ちそうな橋長の橋梁タイプの設計を行い各断面所定数を算出して固有値解析をする.その固有値で人が歩くケースを想定し,共振状態での最大変異より振動速度の実効値を算出し,振動使用性の検討を行う.そして,固有振動数が2Hz前後であっても振動使用性の問題のない歩道橋の規模を提案する.

桁橋の鉛直たわみ基本固有振動数を推定するための実用算定式

活荷重変異が求められている場合には荷重強度と活荷重変異を用いる推定法がある.この推定方は精度が高いが,当然,活荷重変異が算出されている場合に限定される.このような現状を踏まえこの論文では設計技術者の誰もが卓上計算機のみの使用で可動支承部が拘束された場合にも適用できる「鉛直たわみ基本振動数を推定するための実用算定式」を提案する.

固有振動数とは

 固有振動数とは,ある物体が駆動力(アクセル)や減衰力(ブレーキ)を受けずに外乱(空気抵抗,摩擦)を受けたときに励起(原子の間の距離が振動し,それぞれ飛び飛びの振動エネルギーを持つが温度上昇に伴い高エネルギーの分子が存在するようになること)される自由振動数のこと

FFT処理(フーリエ変換)

 フーリエ変換とは,複雑な波形も周期性を持つものならば単純な正弦波と余弦波の重ね合わせで表現できるという理論のことである.一般的に振動は複数の周波数が混ざった複雑な波形であり,評価することが困難であるためフーリエ変換が有効である.

 FFTは正弦波が各周波数に対してどれくらい含まれているかを分解し評価する事ができる評価方法である.一般に,設備から生じる振動は複数の原因が存在し,異なる周波数の振動の重ね合わせである.FFTを用いることで特徴的な周波数を見つけることができ,故障の初期段階や微小な異常の診断,異常の早期検出も可能になる.

ボンゴシ材

 カメルーンを中心として西アフリカに生息する広葉樹を原料とした木材.みどり橋にも用いられている.内側が腐食しやすく一見木橋の劣化具合が分かりづらいため振動試験によって固有振動数を求めて振動使用性を評価する.

6/23

みどり橋のデータまとめ終わり
明日の準備

山奥に橋を作るときは景観や環境保護の観点から木材を使用することが望ましい 歩道橋は平均体重70キログラムの人が1平方メートルに5人乗っている状態で耐えられることを想定して設計する。 豪雪地帯ではその4倍の設計をする。 降雪時は通行が少なくなることから降雪時のみ鋼材で補強する場合もある。 1平方メートルごとに合板をめくれる(?)ようにし、積雪を落下させることができるようにする。 合板の強い方向が有るが、製作時の諸般の事情を考慮して弱い方向に荷重がかかるように設置しているが問題はない。 木材は腐食するが、外見では腐食箇所や腐食具合がわからないので管理方法の提案が課題。 腐食した際に交換する部分を減らすための設計がなされている。 めくった際に重心が回転と反対側に向くことで自立するようにし、作業性を確保している。

6/25

水袋落下試験,水平試験,単独歩行試験,群衆歩行試験,鉛直人力試験のデータについてエクセルにまとめ,K2のみどり橋の計測毎のそれぞれのファイルに保存した.
藤里町坊中橋でタブレットを用いて振動試験を行った.

・砂袋落下試験(21,41,43)

・車両走行試験

・水平試験

を行った.

7/1 ,7/3 [#q8ef0530]

みどり橋 1/2点 2.83

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/fft1212.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/fft1215.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee12125.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/fft1222.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/fft1225.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee12225.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/fft1232.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/fft1235.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee12325.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/fft1242.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/fft1245.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee12425.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/fft1211.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/fft1213.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/fft1216.png

タブレット2-5が同位相に振動しているため対称一次の振動と推定できる. 固有振動数は2.83Hz程度とわかる.

みどり橋 1/4点タブレット1-2

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee14112.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee14212.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee14312.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee14412.png

固有振動数は1.66Hz程度とわかる.

みどり橋 1/4点タブレット1-3 1-6

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee14113.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee14213.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee14313.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee14413.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee14116.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee14216.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee14316.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee14416.png

1/4点 位相関係まとめ 1.66

タブレット番号1-21-31-41-51-6
1回目
2回目
3回目?
4回目

タブレット1-5の三回目はこれ

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee14315.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/FFTme1443.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/FFTme1446.png

41点に衝撃を与えた場合は1-3,1-6が逆位相となり,逆対称一次の振動と推定できる.

みどり橋 3/4点

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34113.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34123.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34134.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34135.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34136.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34213.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34223.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34234.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34235.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34236.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34313.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34323.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34334.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34335.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34336.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34413.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34423.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34434.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34435.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34436.png

3/4点 位相関係まとめ 1.66

タブレット番号1-32-33-43-53-6
1回目
2回目
3回目
4回目

タブレット3-5の二回目はこれ

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouee34235.png

このように,同じタブレットの組み合わせでも回によって位相が異なっているので単純な振動の形ではなく複雑に変異している可能性がある可能性があると考えられる.

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/FFTme3441.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/FFTme3444.png

固有振動数は1.66Hz程度とわかる.

7/9

tandoku.xsxxのFFTをしていたが2.10Hzの測点3のFFT処理がうまくいかない. 2.20Hzは測点2のみ完了

7/10

tandokuの残りをFFT処理する. 2.20Hzの測点1のFFT処理がうまくいかない 前述の2.10Hzの測点3とこれ以外は単独歩行はFFT処理完了.

次やること

gunnsyuuのFFT処理を進める. 速度の列の計算式を訂正する. 水平とねじれのFFT処理をする.

7/11

tandokuのFFT処理 不明点以外は完了 enntyokuzinnriki34のFFT処理完了→位相確認をする. 坊中橋のデータ整理→砂袋落下試験の1/2点,1/4点完了

次やること

砂袋落下試験の3/4点のデータ整理 みどり橋の群衆歩行試験のFFT処理について不明点を聞く.

7/15

坊中橋の水平試験及び砂袋落下試験のデータ整理完了

次やること

各種位相確認,データの貼り付け みどり橋の群衆歩行試験のFFT処理について不明点を聞く.

7/16

みどり橋の鉛直人力試験はタブレット1-3,1-4,1-6の位相関係について確認する.

みどり橋 鉛直人力試験① 5.95

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouen16113.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouen16114.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouen16116.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouen16213.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouen16214.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouen16216.png

試験①ではタブレット1-3,1-4が逆位相,1-6が同位相となっている.

みどり橋 鉛直人力試験② 5.95

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouen34113.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouenpien.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouen34116.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouen34213.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouenhanya.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isouen34216.png

試験②も,傾向として①と似たような結果となっている.

各回のタブレットの位相関係をまとめると以下のようになる

タブレット番号1-31-41-6
1回目
2回目

表よりこの振動モードは「ねじれ」である.この時の振動数は5.95Hzであった.

次やること

みどり橋の群衆歩行試験のFFT処理について不明点を聞く. 単独歩行試験のFFT処理についてうまくいかない点を相談する.

7/18

みどり橋 水平試験 1.95

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isoues3125.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isoues31all.png タブレット2-5が同位相且つ,大きく振動している

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isoues3225.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/isoues32all.png タブレット2-5が同位相且つ,大きく振動している

以上より,水平方向に対称一次の振動をしていると考えられる.

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/sui31FFT2.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/sui31FFT5.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/sui32FFT2.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/sui32FFT5.png

FFT処理の結果から固有振動数は1.95Hz程度とわかる..

みどり橋 まとめ

試験振動モード固有振動数(Hz)
鉛直1/2点対称一次モード2.83
鉛直1/4点逆対称一次モード1.66
鉛直3/4点推定できず1.66
鉛直人力16ねじれ一次?5.95
鉛直人力34ねじれ一次?5.95
水平対称一次モード1.95
単独歩行ll
群衆歩行ll

次やること

振動調査に選んだ橋の理由を聞く.

インデックスが配列要素数を超えています????

創造工房実習

10/27 メモ unixコマンド

ls

cd home

cd kouzou cd sasaki23

ls

gedit ファイル名 でファイル作る。

mkdir ディレクトリ名 ディレクトリを作る。

rm ファイル名で削除。

rmdir ディレクトリ名 でディレクトリ削除。

cd ..で一つ前のファイルに戻る。

ファイル名のあとに「&」をつけて開くと開いたファイルと同時に使える。

catファイル名 でファイルを開く前に中身確認

vi ファイル名 ファイルを開く編集する

  ーesc:i(編集する)

  ーesc:q(戻る)

  ーesc:w(保存)

  ーesc:wq(保存して戻る)

11/17 課題

メッシュ長さ要素数先端変位相対誤差計算者
0.71984646.54281-1.91安藤
0.81138126.5104-2.39安藤
0.9402806.3631525-4.60兼田
1.1300556.3363525-5.00兼田
1.2264676.30433755.48柴田
1.3251806.3043555.48柴田
1.4322126.316125.31佐藤
1.5177536.12098.23佐藤
1.6142966.2044625-6.98皆川
1.7135966.2156625-6.81皆川
1.828665.737755-13.98永山
1.960015.7263625-14.15永山
256175.6458525-15.355
323095.4728755-17.948
46173.61605750.458服部
54943.85803750.422服部
65812.50682-62.416梶原
71331.41225-78.827梶原
8781.2887175-80.68工藤
9721.2879925-80.69工藤
10601.14344-82.85佐々木
11651.23124-81.154佐々木
http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/kadai1124.png

11/24課題

メッシュ長さ要素数先端変位相対誤差計算者
0.714552340.4224840.01388安藤
0.81429730.4225700.01409安藤
0.9916480.4204370.897兼田
1.1271600.4056182.659兼田
1.2246750.4043492.96柴田
1.3234460.4041853.00柴田
1.4177380.3986044.34佐藤
1.5154380.3965934.83佐藤
1.6161220.3982124.44皆川
1.7120260.3934115.59皆川
1.8116040.3936685.53永山
1.9103910.3906956.24永山
2109210.3951035.18
323280.32476222.06
415000.15501362.80服部
54320.06527884.33服部
63570.21306248.87梶原
71960.101975.55梶原
81040.115862472.20工藤
9810.125511869.88工藤
10780.0773381.44佐々木
11630.199952.03佐々木
http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/kadai11283.png

11/29課題

異方性一次

異方性一次
メッシュ長さ要素数先端変位相対誤差計算者
0.71445630.5052522.76安藤
0.81415170.5046922.64安藤
0.9916480.5025952.216兼田
1.1271600.4899140.363兼田
1.2246750.4870880.791柴田
1.3234460.48680100.995柴田
1.4177380.4859991.16佐藤
1.5154380.4851801.33佐藤
1.6159000.4832861.71皆川
1.7121420.4779522.80皆川
1.8116040.4820851.9554永山
1.9103910.4708874.2329永山
2102910.4809102.19
323280.43193712.15
415000.43015612.52服部
54320.28296842.45服部
63560.344155630.00梶原
71960.21393456.49梶原
81040.22987453.25工藤
9810.23230852.75工藤
10780.20327158.65佐々木
11630.22231654.78佐々木
http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/ihouseigurahu.png

等方性二次

等方性二次
メッシュ長さ要素数先端変位相対誤差計算者
0.71445630.4301243.22安藤
0.81415170.4301323.22安藤
0.9916480.4300203.197兼田
1.1271600.4298283.151兼田
1.2246750.4298363.15柴田
1.3234460.429743.13柴田
1.4177380.4297971.3佐藤
1.5154380.4299583.14佐藤
1.6159000.4297553.18皆川
1.7121420.4296763.11皆川
1.8116040.4298293.1507永山
1.9103910.4296843.1159永山
2102910.4296203.10
323280.4291692.99
415000.4292543.01服部
54320.4281702.75服部
63560.4284522.82梶原
71960.425912.21梶原
81040.4260742.25工藤
9810.4255522.12工藤
10780.48838217.20佐々木
11630.4239729.0534佐々木
http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/touhouseigurahu.png

12/08課題

メッシュの長さ,要素数,変位(mm),相対誤差(%),計算者

0.71551920.0837890524615.365安藤
0.81388080.08380386491-15.350安藤
0.9825870.08370707398115.45兼田
1.1386710.08420120760214.95兼田
1.2319290.08368815.466柴田
1.3286210.08366915.4857柴田
1.4288540.0836815.47佐藤
1.5200150.08405215.10佐藤
1.6194480.083540293815.62皆川
1.7138010.083435509815.72皆川
1.8125280.08373315.42永山
1.9117690.08392415.23永山
2106990.08407687655915.074
335790.0841456175315.004
416280.08279416.37服部
510160.08303318.89服部
6839-0.08288216.26梶原
7554-0.08087118.28梶原
82850.079995-19.20工藤
92610.078980-20.22工藤
102320.08191117.26佐々木
112080.07567623.56佐々木
http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/sasaki23/sandwichgurahu.png

片持ちばりの先端のたわみは、\( \delta = \frac{P\ell^{3}} {3EI} \) \\

座屈解析 ボリューム 7178 19700


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Last-modified: 2024-07-22 (月) 17:20:39