図3 1 −85
390mm
⑤
①
Result of Slractural Analysis of Tidal Gate ( Torsion Type )D,splacemenl Diagram
Sea Level C^nal 250000 D'.VT Cana! Option
3.1‑ 72
① ②
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③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
P 剛NC STRE 1.37E1EMAyCNO/TRE 卜37E1
p r i n c i p 3 1 stress A 1 −A5 （top ）
Result of S い・act‑ura】Analysis of Tidal Gate (Torsion Type )Prineipal Stress Di:igram
（2 ） 解析結果
文献゛の説明を 引用 して示 す。事例の扉体形状 は図3 . エー1 1 に示した。扉高27.500n X 扉巾200.000inであ り、 中央 で分割さ れた横引き ゲート（Rolling Gate) ）で、図に示さ れているの はその半分 である。扉 体は。全閉時の大きな水圧力（解析条件）に対し て、片 側で支持され る。支持 側断面 の上部と下部は、コン クリ ート 構造に埋め込まれた戸 当たり 金物により、 直接支持される。扉体断 面は箱型であ り、扉 板はlm 間隔て補助縦 桁により 補 強され、補助縦桁は、高さ 方向に6 本 配置された。 水平 桁で支持さ れていて、水平桁は10m
間隔で並 んだ肋 板 で支持され ている。各肋板の底 部は、支 承に代 わり、ローラで支持さ れている。扉体内部は幾つかの区画に分 かれてい て、浮力 タン クとし て使用さ れる。浮力 タンクには扉体中心線に沿っ て縦方向の隔壁が設け られているが、底板はない。即 ち、剪 断流ループ は全体断面だけであ る。有限要素法による解析は、IBM9021 を用い、NASA の開 発 したプロ グラム NASTRAN"で行っ た。要素節点 の自由度は6 であ り、梁要素を混ぜ て用いる ことができ る。図3. エー84 〜8 6 は解析結果であ る。図84 は形状と部材寸法、及び、
主要部の主応力と剪 断応力及び支点反力を示す。事例内容は実現の可能性を 検討する為の ものであり、形状や 部材寸 法は総 て暫定的な値であ る。図8 5 は要素の分割要領及び全体 変形を示す。 要素分 割は水平桁の位置で高さ方向に7 分割、縦 通隔壁 の位置で巾方向に2 分割、補助縦 桁の位置 で長さ方向に100 分割であ り、 ゲート 全体が約2500の板要素と約2000
の梁要素に 分割さ れている。水圧荷重 は扉板に作用させ たが、以上述べた分割方法から して、板要素に局部的な曲げは発生し ていない。図8 6 は扉板上の主応力の大きさ と方向
を示している。扉板全 体が純mm に近い状態にあ る。
(3 ） 断面応力の比較
断面応力 につい て有限 要素法と弾性方 程式 の比較を 行う。有 限要 素法につい ては前項
（2 ）で扉板の主応力を示し たが、断面全体の応力が必要 であるので、新たに計算し た結 果を用いる。図8 4 に示される寸法に従い、参考文献と同じプロ グラムを用いて、113^750
二it （ り
3.卜 no
により計算し たがヽ 扉板の主 応力が図8 6 から読 み取9 だ値と ￣致す ること を確認した、
板要素の応力は板の両面の値 が得られ、 補助桁などの変形 で若 干の差 が生じ たので、二つ の値を平均し た値を用いた ．叉ヽ 板要素 の応力 は板要素の 中央 の値と考 えられる ので、比 較は板要素の中央を通る断面 で行うことを基本とし たが、ロ ーラ間の中間の断面は要素の
タ ト 仮 の 仮B.(m)
断 面 の 番 号
巾 ム｜ ‑I
図3. 1 −87
境 界 に 一 致 す る の で 、 隣 合う要 素 の 値 の 平 均 値 を も っ て そ の附i 面 の 応 力 と し た 。 図3. 1‑87
は 有 限 要 素 模 型 の 断 面 番 号と 外 板 板 厚 の 分 布 を 示 す （ 断面番 番 は 図8 4 に 示 す ロ ー ラ 番号と 異な る）。板厚は各断面とも 全周一様である。応力 を比 較する断面 は、 曲げ 振り理論によ る弾性方程式の適用 が一様断面 に限られることを考慮し て、 〇〜1 間、1 〜2 間、及び、8
〜9 間（ 図8 5 の斜線部分） におけ る左端、中央、右端 の9 断面とし た。弾 性方程式の 解析モデル は有限要素模型と同じ 外形 寸法を持ち、片側支持 で、板厚 がt ＝34nin、及び、t
＝12凹の2 種類とし、断面O 〜2 の 聞の値は34nini模型 の支 持端か ら同じ位 置にある断面 の値を用い、断面8 〜9 の値は12ri!ii模型 の非支持 端から同じ位 置にあ る断面の値を用いて、
有限要素模型の値と比較す る。 34nn模型 は図1 5 及び6 6 に応力 の分布形状を示した断面 と 同じものであり、 有限要 素模型と外形が 同一 であ るが補助的 な部材は総て省略されてい る。12niin模型はこ れと板厚 が異なる断面 であるが、応力 の分布形状 は同じ図 が適用できるo 図3. 1−88 〜90 は主応力a 1及びa 2を曲げ振り（ 曲げ ）、有限要 素（ 有限）、及び、
単純振り（単純） につい て比 較し ている。図8 8 が断面O 〜1 、8 9 が断面1 〜2 、90 が断面8 〜9 に対応し てい て、 各グラフ に示ず 内側 及び 外側 は扉体の巾心（図87
参照）側か反対 側かを示し てい る。グラフ の中のa 〜d は図1 5 及び6 6 に示す断面内 の場所記号に対応し ている 。曲げ 振り の結果が単純振りよりも 有限 要素法の値を全体的に 良 く近似し ている。図3. 1 −9 工〜9 3 はmm 応 力及び垂直応力 を曲げ振り、有限要鳶 及び、単純振りについ て比較し ている。図8 9 が断 面O 〜1 、90 が断 面1 〜2 、9 1 が 断面8 〜9 に対応し ている 。曲げ振りの結果が有限 要素法のイ直をより良 く近似し ている様 子 が一層 鮮明 である。 有限要素 法と曲げ振りの結果 は本来良 い一致を示 す筈 であ るが、両 者を詳しく比 較し て見ると、断面2 の外側、及び。断面8 〜9 に於い てかなりの 食い違い が認められる。この結果は主に 曲げ振りの解析に取り入れ たモデル化に原因があると考え3.
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図3 . 工一88 主応力 断面 ○〜13.
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図3. 1 −89 主応力 断面1 〜23.1‑
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