あしあと(構造力学研究室の変遷)

あしあと(構造力学研究室の変遷)

構造力学研究室の歴史

構造力学研究室のこれまでの歴史をまとめます.

大きく,これまでの構造力学研究室の変遷をまとめた沿革,卒論や修論のリストをまとめた学位論文一覧,研究成果の公表状況をまとめた投稿論文一覧,当研究室が訪問した訪問先一覧,当研究室を訪問いただいた方々をまとめた訪問者一覧,当研究室で行われた各種行事をまとめたイベント一覧に分けています.

2010年以来,日本鋼橋模型製作大会にも出場しており,その数々の出来事をブリコンの軌跡と称してまとめています.

本ページでは,授業にて行った内容についてもまとめていきます.

社会基盤設計では,歩道橋のデザインを行っています.その最終成果物を社会基盤設計最終成果品として公開しています.

黎明期(1950~)

本研究室の最初は共通講座から始まる.共通講座自体は,新制熊本大学発足とともに1949年に初代工学部長である吉田弥七教授の発想のもと,応用力学教室から始まっている.この応用力学教室の中でも応用力学第一講座が本研究室である.1972年に学内措置として土木学科に分属運営されるまでの間は,共通講座にて研究を行っていた.その間,1963年には応用力学第一講座を構造力学講座と名称を改変するなどがあった.大学の新設時に,健軍町の三菱重工(株)熊本機器製作所工作部長に在職中であった柳本武氏を中心に,応用力学系の学科目を新設したが,新制大学としてはユニークな編成であった.

九州大学との併任にて村上正教授の下,研究生活が始まった.吉村虎蔵教授は,天草五橋1号橋であるトラス橋の横倒れ座屈問題に着手,2号橋の面内・面外座屈,橋門構の座屈,各橋の振動問題を解決し,1973年には九州大学に転出された.平井一男助教授は,1959年に三菱重工業神戸研究所から着任し,吉村教授とともに実橋の振動問題に着手した.一連の成果より「結合法による複合構造物の動的問題に関する研究」など主に構造物の振動解析を行い,1968年に教授へ昇任した.構造力学の研究と実験及びコンピュータによる数値解析に大きな貢献をした瀬戸口畝助手,田久英明助手,次いで宮村(旧姓,田中)重範助手らがバトンタッチして活躍した.上に記した多くの新形式橋梁の実験には増見豊彦技官,深見敏夫技官及び宮崎靖男技官の熱心な協力があり,教室総動員の協力体制で行った.

1953年6月には西日本水害(通称,白川大水害)が発生し,応用力学講座にても被害が生じた.応用力学実験室は,床上1mほど泥水の痕跡をとどめ,火山灰土の堆積は約15cmで,実験室内の排土作業は困難を極め,終了したのは約2か月後であった.

(「熊本大学六十年史」から抜粋・編集)

関連論文

  • 村上正, 吉村虎蔵共著: 構造力学, 国立国会図書館限定, コロナ社, 1957.
  • 平井一男: 種々の移動荷重をうけるはり構造物の基礎方程式とその応用, 土木学会論文集, 90号, pp.29-36, 1963.02.
  • 吉村虎蔵, 平井一男: ランガー桁の動的解析, 土木学会論文集, 101号, pp.1-14., 1964.
  • 吉村虎蔵, 平井一男: 補剛アーチ橋およびつり橋の動的共通解析 (鉛直振動), 土木学会論文集, 115号, pp.1-11, 1965.3.
  • 吉村虎蔵, 平井一男: はりあるいはラーメンとトラスとを組合せた構造物の動的および静的解析法について, 土木学会論文集, 116号, pp.1-7., 1965.

成長期(1970~)


単弦アーチ

本研究室に大きく起きた事象として,1972年に土木学科にての分属運営がある.これにより土木系学科にこれ以降組み込まれることになった.

平井一男教授は,応力集中問題のメッシュ分割の精度や付加外力法による固有値問題,減衰振動系の応答解析法に関して独特の解析手法を提案し,崎元達郎講師は,1973年に大阪大学より着任した.主に骨組構造物の耐荷力に関する研究に取り組み,三次元有限変位弾塑性骨組解析による数値解析及び橋梁模型による実験を行った.1979年に助教授に昇任し,1984年にはコンクリート工学講座の教授に昇任した.1985年には東北大学より平井弘義講師が着任した.材料内部の構成則つまり応力-ひずみ分布を解析するための構成則モデルを開発し,有限要素解析に応用する研究を行った.1976年に山尾敏孝助手が採用され,崎元助教授と共同で鋼構造の耐荷力,特に局部・全体の連成座屈の研究を行った.1988年には助教授に昇任し,合成桁構造の解析や新材料を使用した鋼構造物の連成座屈に関する模型実験並びに解析を主として行った.また,1986年に坂田力助手が採用された.

(「熊本大学六十年史」から抜粋・編集)

関連論文

  • 吉村虎蔵, 庄司清美, 田久英明, 宮村重範: 高い橋脚をもつ直線連続桁構造の橋軸と直角方向の地震応答解析, 熊本大学工学部研究報告, 19(3), pp.161-168(9-16), 1970.12.7.
  • 村上正(ただし,投稿時は既に福岡大学に転出後), 会田忠義: ランガートラス橋の自由振動の立体解析, 土木学会論文報告集, 218号, pp.9-18., 1973.10.
  • 吉村虎蔵, 太田俊昭, 彥坂熙: III―2 橋梁および鉄道の被害, 1975年大分県中部地震の活動と被害に関する調査研究報告, 国立国会図書館/図書館送信限定, 1976.
  • 大塚久哲, 吉村虎蔵, 彦坂熙: 曲線箱桁橋における中間隔壁の補剛効果(上), 橋梁と基礎, 12(1)(133), 建設図書, 1978-01.
  • 大塚久哲, 吉村虎蔵, 彦坂熙: 曲線箱桁橋における中間隔壁の補剛効果(下), 橋梁と基礎, 12(2)(134), 建設図書, 1978-02.
  • 吉村健, 吉村虎蔵, 梅崎秀明: 変断面連続桁橋の一固有値近似解析法--美々津大橋の解析と振動試験, 橋梁と基礎, 16(4)(184), 建設図書, 1982-04.
  • Tatsuro SAKIMOTO and Sadao KOMATSU: Ulitimate Strength Formula for Central-arch-girder bridges, Proc. of JSCE, No.333, pp.183-186, 1983.5.
  • Tatsuro SAKIMOTO, Toshitaka YAMAO, Ryosuke KIKUCHI and Tsutomo SAKATA: Nonlinear Analysis of Thin-waaled Frames and Members with Arbitrary Open Cross Sections, Proc. of JSCE Structural Eng./ Earthquake Eng., vol.2, No.2, pp.139-147, 1985.8.
  • 吉村虎蔵: 橋梁のタイプ選定について-天草五橋を中心として-, 九州橋梁・構造工学研究会会報講演論文,第4号,pp.18-21., 1987.

安定期(1990~)


阪神大震災1

阪神大震災2

1990年代は,様々な変化があった年代である.学科で言うと,1996年に工学部自体が大きく改組し,土木環境工学科,建築学科,材料開発工学科の一部である資源開発コースの一部を併せて環境システム工学科に改組した.続けて,1997年には自然科学研究科への改組が行われ,1998年には修士課程と博士課程が統一され,博士前期課程とか博士後期課程とか呼ばれるようになった.構造力学研究室は,建設工学講座に配属することとなり,崎元教授は,構造物及び部材の強さの解析と実験,座屈耐荷力,耐震設計法を研究し,学長を経て2008年に退職した.山尾助教授は,1995年に教授に昇任し,構造物の強度解析法の開発と応用,近代化土木遺産の調査と保存維持管理を手がけた.坂田助手は1993年に福岡大学に転出した.そして,1992年には渡辺浩助手が採用され,教育・研究分野で解析や実験等に協力・活躍し,中でも木橋の設計並びにメンテナンス手法などを手がけ,2006年に福岡大学に転出した.

また,文部科学省の閣議決定により,競争的環境の中で,世界最高水準の大学を育成するため,「国立大学法人」化などの施策を通じて大学の構造改革を薦めるという名の下,2004年4月1日をもって「国立大学法人熊本大学」となった.

構造改革が進展し,熊本大学工学及び自然科学研究科の改組に伴い,2006年4月1日より学科名及び組織が改められた.全教員は,これまでの工学部から自然科学研究科の博士後期課程の専攻講座に所属することになり,土木環境系学科に所属する教員は,すべて大学院自然科学研究科環境共生工学専攻の所属となり,旧環境システム工学科(土木環境系)の教員が関係する学部学科及び大学院は,学部が社会環境工学科,大学院博士前期課程が社会環境工学専攻,大学院博士後期課程が環境共生工学専攻となった.このような組織改革の中,学科内では4つの研究グループを立ち上げており,本研究室は「地域防災」に所属することとなった.

そして,この年代でなんと言っても兵庫県南部地震への対応を語らないということは言えないであろう.多くの土木構造物に被害が生じ,これを機に構造物の耐震設計に関する研究が盛んになる.本研究室でも多くの研究を行った.この地震を契機に,地震動の観測網が整備されたり,耐震設計のための数値解析法について精力的に検討された.

本研究室から工学部長,そして,学長が選出されたことは非常に大きな出来事と言える.崎元教授が,2002年には工学部長に,同年11月には学長に選出された.

(「熊本大学六十年史」から抜粋・編集)

関連論文

  • Tsutomu SAKATA and Tatsuro SAKIMOTO: Experimental Study on the Out-of-plane Buckling Strength of Steel Archs with Open Cross Section, Proc. of JSCE Structural Eng./ Earthquake Eng., vol.7, No.1, pp.89-100, 1990.4.
  • 山尾敏孝,坪浦伸泰,崎元達郎:圧縮と曲げを受ける薄肉H形断面部材の相関強度とその評価式について,構造工学論文集, Vol.36A, 1990.
  • T. Yamao, T. Sakimoto and T. Aoki:Ultimate Strength of a Rolled H-section Steel Stub-Columns,The Third Pacific Structural Steel Conference, Tokyo, Japan, pp.553-560, 1992.
  • 山尾敏孝,石原 完,平井一男:タイで結合した2本の曲がり部材の座屈強度と挙動について,構造工学論文集, Vol.41A,pp.229-234, 1995.
  • 渡辺 浩,崎元達郎,山尾敏孝,持田拓児,寺田昌弘:内部にコンクリートを充填した鋼管柱の局部座屈に関する実験的研究,構造工学論文集, Vol.41A,pp.321-328, 1995.
  • Yamao,T., Sakimoto, T., Iwatubo, K:Ultimate Strength and Behavior of Box-Section Stub-Columns Made of High-Strength Steel with Low-Yield-Ratio,PSSC’95 4thPacific Structural Steel Conference, Singapore, Singapore, Vol.1, pp.253-260, 1995.
  • 石原元,山尾敏孝,平井一男:タイで結合した一対の曲がり部材の圧縮力対する挙動と一解析法, 土木学会論文集, No.647/I-51, pp.143-3154, 2000.
  • Toshitaka Yamao, Sujaritpong Atavit and Makoto Yamamoto : Dynamic verification method of a Steel Arch Bridge composed of I-section Members by Proposed Ultimate Strain Formulas, 5th International Conference on Advances in Steel Structures, Singapore, pp.261-266, 2007.

新時代模索期(2010~)


鋼アーチ橋FEモデル

JSBCへの参加

宇土中学校との架け橋プロジェクト

2012年九州北部豪雨被害

2016年熊本地震被害

上下部一体構造のFEモデル

社会基盤設計授業風景

社会基盤設計作品例

社会基盤設計作品例

UAVによる撮影の試み

この時代に入ると,弾塑性有限変位解析も対象とする構造物が徐々に大きくなりつつあった.例えば,上下部一体ラーメン構造の弾塑性有限変位解析を手がけたり,2016年熊本地震では,被害の甚大だった橋梁全体の弾塑性有限要素解析を目指して,各種の準備を始めている.一方で,防災・減災の観点を取り入れつつ様々なな模索を繰り返した.

山尾教授は,構造物の強度解析法の開発と応用,近代化土木遺産の調査と保存維持管理を手がけ,2017年定年退職した.2010年には名古屋大学より葛西昭准教授が着任した.鋼構造物の弾塑性挙動を専門とし,主に耐震設計に関する研究を行った.

さて,この時代では,学生の積極性を如何に引き出すかが話題となり,エンジニアリングデザイン教育だとかアクティブラーニングが叫ばれるようになった.本研究室でもその流れの中,橋梁の製作を学生諸君に大いに調味を持ってもらいたく,JSBCへの参加を行った.JSBCそのものの説明は他ページに譲るが,構造物でも土木で代表的な橋梁の製作を学生だけで行うもので,興味をそそるものである.なお,第1回大会と第6回大会は,本研究室の葛西准教授が大会委員長を務めた.

学内に目を傾けてみれば,新しい試みとして,まず,社会基盤設計という授業を実施したことである.この授業は,構造力学的な設計の概念も考えつつ,景観設計も導入し,今後の橋梁設計では,重要視されるスキルを学ぶものである.学内処理ではあるもののこの授業はティーチングアワードも受賞した.一方,学内を離れ,さらに若い世代への土木技術の伝承も考えながら,地元の中学校とのコラボ授業もこの頃から始めた.その一つが宇土中学校における美術の授業とのコラボである.ペーパーブリッジの制作を通じて,土木の魅力を語るものである.

また,どうしても語らずを得ないのが,2012年の九州北部豪雨災害,2016年の熊本地震である.2012年の九州北部豪雨では,改めて,この地方が水害の多い街であることを認識し,多くの被害を目の当たりにした.橋梁に関しては,黒川に架かるいくつかの橋梁に大きな被害が生じ,地域の農業関係に大きな打撃を与えた.詳細はトピックスに委ねよう.そして,2016年熊本地震では,兵庫県南部地震以降の耐震設計の上で,損傷してしまった橋梁が存在することが目新しい.これらの損傷が想定の範囲内なのか,これからいろいろと検討されることであろう.当時では,話題となった無人航空機にも着手し,デジタル保存へ一歩踏み出した.これも詳細はトピックスに委ねる.

関連論文

  • Katsuaki Koike, Kazuya Mori, Toshitaka Yamao, Toshio Fujimi, Yun-Hae Kim: Questionnaire Surveys on Teaching Skills and the Degree in which Students Understand the Uppermost Points of Importance in Their Classes, Journal of Engineering Education Research, Vol. 13, No.5, Special Edition, pp.61-65, 2010.
  • Wang Zhanfei, Toshitaka Yamao: Ultimate strength and Ductility of Stiffened Steel Tubular Bridge Piers, International Journal of Steel Structures, Vol. 11, No.1, pp.81-90, 2011.
  • Tatsuo KAKIUCHI, Akira KASAI, Kohei MIYAZAKI, Toshitaka YAMAO and Saeki INAGAKI: A seismic performance evaluation of steel rigid frame viaducts integrated superstructure and substructures considering local buckling, Proceedings of the 6th International Conference on Thin Walled Structures (CD-ROM), Timisoara, Romania, 2011.
  • 藤田千尋,山尾敏孝,古賀圭一郎,小倉孟:石アーチ模型による静的挙動とアーチ輪石の割れのメカニズム,構造工学論文集,Vol.59A,pp.20-36, 2013.
  • Ming Narto Wıjaya, Takuro Katayama, Ercan Serif Kaya, Toshitaka Yamao: Earthquake Response of Modified Folded Cantilever Shear Structure with Fixed – Movable – Fixed Sub-frames, The International Journal of Civil Engineering and Technology , IJCIET, Vol.4, Issue 4, pp.194-207, 2013.
  • 山尾敏孝,井上 天:軽量化に向けたアルミニウム床版橋の可能性,土木学会論文集 A2(応用力学),Vol.71, No.2(応用力学論文集Vol.18),I_449-I_462, 2015.
  • Nishigandha KULKARNI, Akira KASAI (2012): Seismic Verification Method for Steel Bridge Piers with Pipe Section under Two Directional Earthquake Components, Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A1 (Structural Engineering & Earthquake Engineering (SE/EE)), Vol. 68(2012), No. 3, pp.597-609.
  • Zhirong Lin and Akira Kasai (2013): Analysis of wave propagation in a plate resting on a Winkler foundation with a sample application to vibration control, International Journal of Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 46, March, Elsevier, pp. 1-12.
  • Evi Nur Cahya, Toshitaka Yamao and Akira Kasai (2014): Seismic Response Behavior Using Static Pushover Analysis and Dynamic Analysis of Half-Through Steel Arch Bridge Under Strong Earthquakes, International Journal of Civil Engineering & Technology (IJCIET), Vol. 5, Issue 1, January, pp. 73-88.
  • Lilya Susanti, Akira Kasai and Yuki Miyamoto (2015): Postbuckling Behavior of welded Box Section Steel Compression Members, The International Journal of Civil Engineering and Technology, IJCIET, Vol.6, Issue 4, pp.65-78, 2015.4.
  • Akira Kasai, Tatsuo Kakiuchi and Shohei Okabe (2015): Sensitivity Analysis about Influence of Out-of-plane Deflective Deformation upon Compressive Strength of Steel Platges, The International Journal of Civil Engineering and Technology, IJCIET, Vol.6, Issue 12, pp.22-38, 2015.12.
  • Takayuki Ohmori, Akira Kasai and Rei Kohara (2017): The Effective Buckling Length on Numerical Study of Pipe-Sectioned Pier-Pile Integral Steel Structure, Open Journal of Earthquake Research, Vol.6 No.4, pp. 159-167.

新時代へ(2030~)

何を新時代にやっていくか,これからさらに模索していくところではあるが,例えば,より地域に根付いた構造力学の研究,強いてあげれば,地域に存在する橋梁を如何に機能の存続を行うのか,解体なども含めての議論が必要であろう.そもそも橋梁の重要性も改めて考えていく必要がある.場合によっては,宇宙に関する構造も語っていく必要があろう,すなわち,無重力下での構造力学と言えるかもしれない.そして,橋梁だけでなく,構造物一般を改めて見直す必要があろう.もちろん,熊本地震からの復興も語っていく必要があろう.

いずれにしても,新時代に活気のある構造力学が存続できていることに期待する.

 

歴代教員構成

構造力学研究室にゆかりのある歴代の教員氏名を掲載する

教授助教授・准教授講師助手・助教所属専攻・学科
1950s
村上 正
教授
1950.04.01-
1955.03.31
吉村 虎蔵
講師
1950.04.01-
1955.03.31
1950.04.01-
共通講座応用力学第一講座
吉村 虎蔵
教授
1955.04.01-
1973.03.31


村橋 久昭
助手
1957.04.01-
1957.03.31


平井 一男
助教授
1959.01.01-
1968.10.31





1963.04.01-
共通講座構造力学講座
瀬戸口 敞
助手
1964.04.01-
1966.03.31
田久 英明
助手
1966.04.01-
1969.03.31
平井 一男
教授
1968.11.01-
1995.03.31
宮村 重範
助手
1969.04.01-
1971.03.31
1970s
田中 愛一郎
助手
1971.04.01-
1972.03.31
西山 安夫
助手
1972.04.01-
1973.03.31
1972.04.01-
土木工学科
崎元 達郎
講師
1973.04.01-
1979.03.31
水田 洋司
助手
1973.04.01-
1976.03.31


1974.04.01-
土木工学工学科・環境建設工学科(土木コース)
山尾 敏孝 助手
1976.04.01-
1988.04.30
崎元 達郎
助教授
1979.04.01-
1984.03.31
崎元 達郎
教授
1984.04.01-
2008.03.31




平井 弘義
講師・助教授
1985.04.01-
1990.03.31
坂田 力
助手
1986.04.01-
1992.03.31
山尾 敏孝 助教授
1988.05.01-
1995.03.31
1988.04.01-
土木環境工学科
1990s
渡辺 浩
助手
1992.04.01-
2006.03.31
山尾 敏孝 教授
1995.04.01-
2017.03.31




1996.04.01-
環境システム工学科





2006.04.01-
社会環境工学科
2010s
葛西 昭
准教授
2010.04.01-






2016.4.01-
教員は大学院先端科学研究部 物質材料科学部門 建設技術分野へ
2018.4.01-
教員は大学院先端科学研究部社会基盤環境部門防災建築技術分野へ
学生は自然科学研究科土木建築学専攻へ
2030s

役職履歴

2002.04.01-
2002.11.19
崎元 達郎 工学部長
2002.11.20-
2009.03.31
崎元 達郎 学長