地下鉄駅モデル作成-上部建物撤去影響解析

本資料はホテル撤去による影響解析として、2次元解析及び 3次元解析の提案事項をまとめる。本提案資料により予算感及び工程感等を勘案し、解析モデルの選択の一助とする。

1. 検討の目的:

駅上部にあるホテル及び、同北側にある立体駐車場は、駅再開発に伴い、撤去予定である。本検討では、ホテル撤去による駅舎（地下部）及び軌道影響検討を実施するものである。なお、本検討は、変位に撤去前後の相対変位に着目した検討を実施する。

2. 解析対象範囲及び対象構造物の整理:

撤去予定の駅ホテル及び立体駐車場は、駅舎上に配置されている。また、駅舎は県道のアンダーパス用ボックスカルバート（前後 U 型ボックスカルバート）が、平行して配置されている。以上より、解析モデル（2 次元及び 3 次元）の対象構造物は以下とする。

① 名鉄小牧駅舎及び県道地下ボックスカルバートを表現した解析モデルとする。
② 小牧駅ホテル及び立体駐車場は、等分布荷重（平米荷重及び単位奥行線荷重）とし、その構造体形状はモデル化しない。
③ 桃花台新交通高架橋及びループ橋は撤去予定（撤去完了）であるため、その構造も荷重も考慮しない。
④ その他周辺建物についても荷重・形状とも考慮しない。

3. 解析モデル条件:

地層形状は水平とし、地盤は静的線形解析において線形弾性材料に置換。解析ステップは、躯体モデル化、地盤モデル化、荷重裁荷解析、荷重除去、変位抽出、影響照査の順で実施。 2次元モデルは小牧ホテルおよび立体駐車場がある「2層8径間断面」と「2層5径間断面」を対象とし、地盤や対象施設の形状は図面通りにモデル化。 3次元モデルは外形をソリッド要素で表現し、主要な柱梁は梁要素でモデル化。地盤はソリッド要素でモデル化。

ﾒｰｼｭｳ作成は図1-2に示す。

解析を行うためには解析対象の形状を複数のメッシュに分割しなければなりません。メッシュの分割は解析結果に大きく影するためとても重要な作業となります。

分割方法を間違えば、正確な結果を得ることができず、極端な場合は結果の値が２倍や１／２になったりします。

従って、適切なメッシュ分割の方法を知る必要があります。

メッシュは細かく分割すると理論解に近づきます。しかし、不必要に細かく分割すると計算時間が膨大となります。

計算時間の確保ができる場合、コンピューターに任せるというのもひとつの方法です。しかし、大抵の場合、時間は限られています。少ない時間で可能な限り精度の高い結果を得る必要があります。

一般的には、まずは粗いメッシュで解析を行ったのちに、必要に応じて細かいメッシュにしていきます。

応力集中箇所や評価対象の部位は細かく分割します。
それ以外の部分は粗いメッシュとします。

粗いメッシュで一度解析することにより、問題となる箇所が明らかとなります。
問題となる箇所は更にメッシュを細かくして再計算します。

以上のような手順で進めることで、限られた時間内で一定の精度を維持した結果を得ることができます。