振動解析

コンピュータ・シミュレーションによる振動解析

振動シミュレーション道路交通や鉄道などの移動振動源、工場機械や打設機械などの固定振動源により発生する地盤振動の予測解析、また地震時における地震応答解析を、コンピュータ・シミュレーションにより行います。

シミュレーション解析では、現地の地盤情報を反映させた地盤モデルを作成し、現地の振動情報を反映させた加振力を入力して、応答値を出力します。地盤モデルの作成と加振力の設定のため、以下の情報が必要となります。

  • 地盤情報(ボーリング貫入試験による地質データ)
  • 振動情報(振動計測による振動データ)

①構造物建設後の振動影響の把握

振動発振源の構造物(道路/鉄道/工場等)あるいは振動受振側の建物(住宅/事務所/公共施設等)を建設する前に、建設後の建物への振動影響を予測することができます。
過去の実績には、以下のようなものがあります。

  • 道路の新設に伴い、開通後の道路交通による近隣住宅への振動影響を知りたい。
  • 線路沿線に住宅を建設するに際し、建設後の振動影響を知りたい。
  • 建設予定の事務所の近傍に機械工場があり、建設後の機械振動の振動影響を知りたい。

②振動対策工の設計資料

振動対策WIB工の設計に当たり、詳細設計としてシミュレーション解析を行う場合があります。対策前と対策後のシミュレーション解析を行い、対策工の減振量を予測します。予測減振量が目標減振量を満たすように、費用対効果の観点から最も適切なWIB工の諸元を検討します。

振動対策

③耐震解析

現地の地盤情報を反映させた解析モデルを作成し、地震発生時における地震応答解析を行います。地震動の増幅解析や、橋梁・建物等の構造物の耐震解析等を行います。

振動解析の種類

目的、対象物件、振動源に応じて、以下の解析ソフトにより、地盤(あるいは地盤と基礎構造物)の動的解析および耐震解析を行います。

動的解析
技術ソフト名 2D-FEM 2.5D-FEM A3D-FEM 3D-TLTDM
使用目的 地盤あるいは地盤と基礎構造物の動的解析 地盤と基礎構造物の走行荷重に対する動的解析 地盤あるいは地盤と基礎構造物の軸対称モデル化による動的解析 地盤と基礎構造物の走行荷重に対する直接時間領域動的解析
内容 応答評価点は、加振点と同一解析面内 応答評価点は、加振点と同一解析面内と、荷重の移動方向距離の点 応答評価点は、加振点と同一解析面内の点と、軸周りの任意角度の点 応答評価点は、加振点と同一解析面内と、荷重の移動方向距離の点
定常応答
参照点適合の不規則応答
定常応答
参照点適合の不規則応答
定常応答
参照点適合の不規則応答
定常応答
参照点適合の不規則応答
  車両の速度変化、対面交通に対応   道路交通荷重による平行成層地盤振動を効率よく計算
適用例 くい打ち作業振動
交通振動
交通振動
建設重機稼働振動
くい打ち作業振動
建設重機稼働振動
交通振動
イヴェント振動

2.5D FEM 解析事例

耐震解析
技術ソフト名 2D-FEM SHAKE A3D-FEM STRUC
使用目的 地盤あるいは地盤と基礎構造物の動的解析 地盤の地震動増幅解析 地盤あるいは地盤-基礎系の3次元動的解析 構造物の3次元動的解析
内容 2次元モデル化 層状地盤の等価線形化手法 軸対称モデル化 梁要素による構造モデル化
地震応答 地震応答 地震応答 地震応答
適用例 不整形沖積層地盤の増幅
地盤-構造物系の相互作用
軟弱地盤の地震動増幅 動的基礎ばね算出 橋梁、建物の応答解析

WIB工法 振動対策・液状化対策

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