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A new evaluation of concrete structures based on V&V and its social implementation

Research Project

Project/Area Number 20H02394
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 25020:Safety engineering-related
Research InstitutionIbaraki University

Principal Investigator

Kurumatani Mao  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (20552392)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡崎 慎一郎  香川大学, 創造工学部, 准教授 (30510507)
山本 佳士  法政大学, デザイン工学部, 教授 (70532802)
上田 尚史  関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (20422785)
坂 敏秀  鹿島建設株式会社(技術研究所), 建築解析グループ, 主任研究員 (30443740)
小倉 大季  清水建設株式会社技術研究所, その他部局等, 主任研究員 (50624037)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Keywords検証と妥当性確認(V&V) / 不確かさ / コンクリート / 数値シミュレーション / 代替モデル / 検証と妥当性確認 / V&V(検証と妥当性確認) / Validation実験 / 不確かさ定量化 / 鉄筋コンクリート / 検証実験 / 再現解析
Outline of Research at the Start

本研究では,コンクリート構造物に対する非線形解析の予測精度を客観的に評価するための新しい評価体系の構築を試みる.具体的には,V&V(Verification & Validation;検証と妥当性確認)に基づいて,実験条件の違いに起因する実験の不確かさを定量化するための検証実験,および解析条件の違いに起因する数値解析の不確かさを定量化するための再現解析を実施し,両者の結果を統計的に比較検討することで,コンクリート構造物に対する非線形解析の予測精度を確率論的に評価する方法を提案する.

Outline of Final Research Achievements

Basic studies were conducted to apply Verification and Validation (V&V) to the numerical analysis of concrete structures. In the verification, a reference solution of the reinforced concrete beam based on beam theory was derived for the code verification, and a method for the calculation verification using the analysis of variance was proposed. As for the validation, we demonstrated that the validation could be performed by numerical analysis using Monte Carlo simulation or a surrogate model with uncertainties. An example of the verification and validation was also presented for non-linear finite element analysis of concrete beam according to the flow of ASME V&V 10.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コンクリート構造物はそのスケールの大きさから,数値解析により構造物の性能を評価することになるが,その数値解析の妥当性を評価する方法が確立されていない.そこで本研究では,V&V(Verification and Validation;検証と妥当性確認)とよばれる数値解析の妥当性を評価する方法をコンクリート構造物の数値解析に適用するための検討を行った.他の材料よりも力学挙動が複雑なコンクリート構造物に対して,数値解析が正しく行われていること検証するための方法と.実際の物理挙動を正しく再現できていることを確認するための方法を構築した.具体的な事例まで示した研究は本研究が初めてである.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (36 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 4 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Damage model for simulating cohesive fracture behavior of multi-phase composite materials2023

    • Author(s)
      Kurumatani Mao, Kato Takumi, Sasaki Hiromu
    • Journal Title

      Advanced Modeling and Simulation in Engineering Sciences

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 2-2

    • DOI

      10.1186/s40323-022-00238-4

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MONTE CARLO SIMULATION WITH A SURROGATE MODEL FOR NON-LINEAR FINITE ELEMENT ANALYSIS OF REINFORCED CONCRETE BEAM2023

    • Author(s)
      羽生隼輝,芦田拓海,車谷麻緒
    • Journal Title

      Japanese Journal of JSCE

      Volume: 79 Issue: 15 Pages: n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-15037

    • ISSN
      2436-6021
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  • [Journal Article] ANALYSIS OF FACTORS IN SHEAR FRACTURE BEHAVIOR OF REINFORCED CONCRETE BEAM2023

    • Author(s)
      河地陽太,車谷麻緒
    • Journal Title

      Japanese Journal of JSCE

      Volume: 79 Issue: 15 Pages: n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-15006

    • ISSN
      2436-6021
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  • [Journal Article] Code verification and calculation verification for non-linear finite element analysis of reinforced concrete beam2022

    • Author(s)
      渡邊英吾,車谷麻緒
    • Journal Title

      Transactions of the Japan Society for Computational Engineering and Science

      Volume: 2022 Issue: 0 Pages: 20220011-20220011

    • DOI

      10.11421/jsces.2022.20220011

    • ISSN
      1344-9443, 1347-8826
    • Year and Date
      2022-09-13
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  • [Journal Article] An example of the verification and validation for non-linear finite element analysis of concrete2022

    • Author(s)
      車谷麻緒,小倉大季,櫻井英行
    • Journal Title

      Transactions of the Japan Society for Computational Engineering and Science

      Volume: 2022 Issue: 0 Pages: 20220005-20220005

    • DOI

      10.11421/jsces.2022.20220005

    • ISSN
      1344-9443, 1347-8826
    • Year and Date
      2022-06-28
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  • [Journal Article] A nonlinear computational model for predicting flexural fracture behavior of reinforced concrete beam based on beam theory and its verification and validation2021

    • Author(s)
      車谷麻緒,坂敏秀,山本佳士,上田尚史,岡崎慎一郎,小倉大季
    • Journal Title

      Transactions of the Japan Society for Computational Engineering and Science

      Volume: 2021 Issue: 0 Pages: 20210020-20210020

    • DOI

      10.11421/jsces.2021.20210020

    • NAID

      130008117182

    • ISSN
      1347-8826
    • Year and Date
      2021-11-17
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  • [Journal Article] A SURROGATE MODEL FOR NONLINEAR FINITE ELEMENT ANALYSIS OF REINFORCED CONCRETE BEAM AND ITS VALIDATION2021

    • Author(s)
      車谷麻緒,坂敏秀,山本佳士,上田尚史,龍頭正幸,小林樹人
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      Volume: 77 Issue: 2 Pages: I_403-I_412

    • DOI

      10.2208/jscejam.77.2_I_403

    • NAID

      130008150554

    • ISSN
      2185-4661
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  • [Journal Article] APPLICABILITY OF MODIFIED VON-MISES DAMAGE MODEL TO COMPRESSIVE FRACTURE BEHAVIOR OF CEMENT-BASED MATERIALS2021

    • Author(s)
      升井尋斗,車谷麻緒
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      Volume: 77 Issue: 2 Pages: I_393-I_402

    • DOI

      10.2208/jscejam.77.2_I_393

    • NAID

      130008150540

    • ISSN
      2185-4661
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      2021 Annual Research Report
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  • [Journal Article] A METHOD FOR SIMULATING THREE-PHASE MESO-STRUCTURE OF CONCRETE USING DAMAGE MODEL2020

    • Author(s)
      加藤匠,龍頭正幸,車谷麻緒
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      Volume: 76 Issue: 1 Pages: 38-47

    • DOI

      10.2208/jscejam.76.1_38

    • NAID

      130007906235

    • ISSN
      2185-4661
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  • [Journal Article] レビュー論文:シミュレーションの検証と妥当性確認(V&V)に関する研究事例2020

    • Author(s)
      上田尚史,岡崎 慎一郎,車谷麻緒
    • Journal Title

      コンクリート工学

      Volume: 58 Pages: 904-910

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  • [Journal Article] MONTE CARLO SIMULATIONS ON MESO-SCALE HETEROGENEITY OF CONCRETE BY A DAMAGE MODEL2020

    • Author(s)
      佐々木浩武,加藤匠,車谷麻緒
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      Volume: 76 Issue: 2 Pages: I_163-I_171

    • DOI

      10.2208/jscejam.76.2_I_163

    • NAID

      130007980141

    • ISSN
      2185-4661
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      羽生隼輝,車谷麻緒
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      松本康佑,車谷麻緒
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      Soma, Y., Kurumatani, M.
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      加藤匠,車谷麻緒,村松眞由
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  • [Book] 例題で学ぶ有限要素解析2021

    • Author(s)
      非線形CAE協会、車谷 麻緒、寺田 賢二郎
    • Total Pages
      248
    • Publisher
      森北出版
    • ISBN
      9784627486614
    • Related Report
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URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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