| Project/Area Number |
22K14310
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
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| Research Institution | Hokkai-Gakuen University |
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Principal Investigator |
金澤 健 北海学園大学, 工学部, 准教授 (80823773)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 斜め引張破壊 / ゲルバー桁 / 極限解析 / 鉄筋コンクリート / 棒材 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，劣化の有無や幾何学的不連続性に左右されない力学的根拠をもつ終局耐力(曲げ，せん断)の解析解をRC 棒部材に対して導出する．本研究で導出する解析解とは，幾何学的な不連続性を考慮した力のつり合い式(下界) と，材料劣化を考慮した変形の適合条件(上界) を共に満たす終局耐力である．これにより，既設鉄筋コンクリート構造物に対して，新設時（非劣化）から供用終了時（劣化有）までの連続的な耐力評価を可能とする学術的基盤を整備する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
老朽化したコンクリート橋で一般的に使用されているゲルバー桁の接合部では，桁高が不連続になる部分からのひび割れにより斜め引張破壊が生じうる。その耐力をストラットタイモデルで算定すると，過度に安全側の耐力が算定される場合がある。今年度は，鉛直方向のつり合い式を目的関数とし，水平方向とモーメントのつり合い式を制約条件とした最適化問題を定式化した。この枠組みでは，最小化された目的関数が求める斜め引張耐力を表すことになる。
既往の文献から30供試体の試験データ（終局耐力）を収集し，本解析結果と比較することでその精度を検証した。その結果，解析による予測値と試験結果との平均誤差は2%程度であり，この精度はストラットタイモデルを用いた場合よりも優れていた。また，力のつり合い式を構成する各抵抗機構と，接合部の諸元から定まる無次量との間に相関関係があることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
桁高が不連続な場合の終局耐力を最適化問題の枠組みで計算する方法を概ね確立することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
斜めひび割れが支配的な破壊形式について，内力による抵抗機構を定量化できる計算方法を整備できたため，耐力算定式をモデルコードに掲載できるような形で簡易にまとめることを目指す。桁高が不連続でない通常の梁が呈する斜め引張破壊のメカニズムを参考に，ゲルバー桁の耐力に支配的な影響を及ぼすパラメータを最適化計算により同定する。
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