MPS法によるコンクリートキャスクの地震応答解析

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  • Response Analysis of a Concrete Cask Subjected to Seismic Motions by MPS method

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日本では，大規模な地震が多く発生しており，これにより構造物の倒壊などの災害が起こる．そのため，構造物の設計において，地震を考慮した評価が必要になる．これまで，地震応答解析手法がいくつか開発されており，有限要素法を用いた解析や有限要素法/境界要素法の連成解析，個別要素法を用いた解析がなされている．これらの手法では，地震時において，通常の建築物や構造物のように，異なる物性の材料で構成される部品間の衝突を効率よく計算できなかった．現在，剛性が著しく異なる材料からなる構造物について，衝突を含む地震応答解析を効率的に行う手法の開発が望まれている．近年，越塚により，Moving Particle Semi-implicit(以下，MPSと記す)法が提案された．MPS法は，これまで困難であった構造物の大変形を取り扱うことができるばかりでなく，構造物同士の接触もメッシュを用いる手法に比べて容易に取り扱うことができる．そこで，我々は，剛性が著しく異なる材料からなる構造物について，衝突を含む地震応答解析を効率的に行う手法として，剛体—弾性体連成手法を開発する．本手法では，ヤング率の高い物体を剛体で近似することにより，計算の高速化を図ることができる．本研究では，原子力発電所の使用済燃料を中間的に貯蔵するコンクリートキャスクを対象とする．これは，コンクリートキャスクは，地震応答に係わる多くの実験と解析がなされており，データが豊富なためである．コンクリートキャスクは，主に鉄筋コンクリート製貯蔵容器および金属製キャニスタから構成される．コンクリートキャスクにおいて，除熱性能を確保するためにキャニスタと貯蔵容器の間に空隙が設けられる．また，キャニスタ内部には，熱膨張を考慮するため，構造物間に空隙が設けられている．地震応答のような大きな揺れや変位を含む挙動はこれらの空隙，いわゆるガタの有無に大きく影響されると考えられる．我々はMPS法を用いた弾性体-剛体連成手法を2次元でモデル化したコンクリートキャスクに適用し，従来の解析や実験結果と比較して，その妥当性を検証する．入力する地震波には，起こりうる最大規模の地震を想定して，1995年兵庫県南部地震の神戸海洋気象台における観測地震波を用いる．神戸波の地震応答解析結果を既存の数値解析結果と比較し，本手法の妥当性を検証する．これらの解析において，構造物が拘束されていない場合とコンクリートキャスク内部の構造物を拘束して相対位置が変化しない場合の解析を実行し，ガタの影響を評価する．

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詳細情報 詳細情報について

  • CRID
    1390288469025544192
  • NII論文ID
    130008056285
  • DOI
    10.11421/jsces.2008.20080026
  • ISSN
    13478826
    13449443
  • 本文言語コード
    ja
  • 資料種別
    journal article
  • データソース種別
    • JaLC
    • CiNii Articles
    • KAKEN
  • 抄録ライセンスフラグ
    使用不可

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