鳥の巣の設計施工とITの活用 JACIC高度化中村鳥の巣の設計施工とITの活用...
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鳥の巣の設計施工とITの活用 JACIC高度化 中村
・建築部材として稀な屈曲、ねじれボックス部材を使用
(3Dモデリングソフトは、航空・自動車分野で使用されるCATIA)
・長大スパンの屋根部は、24のトラスで支持
・交差する主構造は鳥の巣形状、スタンドとは分離独立
構造解析モデル
・構造は、主構造+二次構造+階段構造で構成され、静的、動的解析により断面、設計を最適化
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二次構造、全体構造
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・主構造=22組の主構造トラス+内側円形トラス
・□600*600~□1200*1200
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死加重による最大鉛直変位=下方428mm
活荷重(雪+人)による最大鉛直変位=下方47mm
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・設計風圧は、北京の100年確率で0.50kn/m2
・英国で半径450mの範囲の1/300スケールの風洞実験
・風圧は概ね負で屋根部に揚力が発生
・長大スパン構造物は、風荷重で長周期振動が発生(風荷重変動係数)
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温度変化-43度による鉛直変位=下方132mm
温度変化+50度(屋根部)による鉛直変位=上方160mm
・北京は内陸気候に属し、四季の気温変化が大きく、部材に内部応力と変位を発生
・鋼部材の冬季温度は外気と同等、太陽光で部材の夏季温度は外気以上に上昇
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・実績地震動4+設計地震動1の加速度履歴で動的解析(最大加速度400gal)
設計地震動の応答変位は、許容値以内
設計地震動の弾塑性応答解析で、二次構造に塑性ヒンジが発生するが、残存強度以内
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ボックス断面設計
・圧縮、曲げによる局部座屈を照査
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K型接合部
・接合部の荷重伝達のため内部隔壁を設置
・耐力増加のため、補強板を設置
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屈曲部材の設計(□1200*1200)
・内部隔壁で剛性確保、応力分散
KK接合部は、有限要素法解析で板厚を設計
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基礎設計
・曲げモーメントの効率的伝達、杭頭長の最小化のため、半埋設基礎を採用
・基礎の耐力、変位、破壊メカニズムの解析のため、弾塑性有限要素法解析を実施
・基礎コンクリートの配筋で引抜耐力を補強
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施工手順
・仮設支柱を設置
・主構造鉛直部を設置
・主構造屋根部を設置
・仮設支柱を撤去
・屋根部二次構造を設置(支柱撤去による応力発生を回避)
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・ITの活用
・施工モニタリングシステム
・施工連携システム
・4D施工マネジメントシステム
・IT技術活用の検討=関係組織の機能→IT技術の活用方法→主要シナリオ
ITの用途=スケジュール管理、コスト管理
ITシステム=モニタリングシステム、4DCAD、連携システム
鳥の巣(開会式、閉会式、サッカー)
・91000席、鋼材5万ton、建設費500億円
ウォータキューブ(水泳)
・6000席+仮設11000席、建設費130億円
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施工モニタリングシステム
・ユーザ=国、市
・目的=事務所で施工状況を把握
・効果=外出せずにリアルタイムで施工状況を把握
・システム=監視カメラ→信号変換器→ADSLアダプタ→WEBサーバ→ユーザはWEB利用
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連携システム
・ユーザ=発注者+設計者(協力者)+元請+下請+エンジニアリング企業
・目的=関係者の連携を支援
・効果=コストダウン、元請への指示の的確化、情報資源の活用
・システム=DB+ファイル管理システム(XML+ラスタ+ベクタ+ビデオ)→関係者でWEB閲覧
・試行=鳥の巣の元請+下請100社
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4D施工管理システム
・ユーザ=元請+下請+エンジニア会社
・目的=工事関係者の連携基盤の提供
・効果=資源を最適活用し、工程を視覚的に最適管理
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