水道施設や下水道施設などの耐震設計においては、水圧、周辺地盤の挙動や複雑な壁や柱の配置を考慮することが求められ、FEMモデルを用いた動的解析や、3次元解析等を活用した設計検討が求められてきております。

以下に示す解析事例は、貯水槽を対象とした3次元静的解析による2次元動的解析による事例です。本来、複雑な壁・柱構造をした水道施設においては、構造と地盤の相互作用を考慮した設計解析、つまり2次元の動的解析を行うことが望まれます。しかし、この場合には計算作業に多大な時間と費用が生じてしまいます。みずほリサーチ&テクノロジーズでは、3次元の簡易な静的解析モデルと、2次元動的解析を組み合わせて評価を行うことにより、3次元的な効果を反映した2次元モデルの構築をご提案しております。

みずほリサーチ&テクノロジーズでは、 2009年に改定された「水道施設耐震工法指針・解説（社団法人水道協会）」を取り込み、様々な解析モデルを用いた耐震設計解析の経験を有しており、お客様のニーズに応えます。ぜひ、当社にご相談ください。

構造物のみを対象とした3次元部分モデルによる耐震解析事例
（目地部の評価、複雑な壁の配置による拘束効果が考慮可能）

杭基礎を有する建築物の耐震解析モデルとしては、地盤の挙動と杭の挙動を分離して解くモデル、一体化して相互作用を考慮したモデル、複数の杭を１本に集約したモデル、杭全体系を考慮したモデル、さらに地盤のモデルとしてはバネで置き換えるモデル、地盤の挙動を詳細に解くモデル等、さまざまな解析手法、モデル化があります。

みずほリサーチ&テクノロジーズでは、お客様の問題に応じた、最適な解析手法・モデリングをご提案し、問題解決に貢献いたします。

建物と杭を別々に計算する分離モデル

長周期の地震が生じると、タンク内の流体がスロッシング挙動を起こし、浮き屋根の沈没、破壊、さらには火災が生じるといった問題が生じます。これらの対策の評価を行うためには、貯蔵流体と浮き屋根の相互作用を考慮したシミュレーションを行うことが望まれます。

みずほリサーチ&テクノロジーズでは、汎用構造シミュレータと汎用流体シミュレータを組み合わせることにより流体構造連成モデルを構築し、地震動を考慮した時刻暦応答解析により、対策の実効性の評価を行います。

タンク内部流体と構造の時刻暦応答解析結果例