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Performance assessment study on the brittle impact failue of concrete structural members

Research Project

Project/Area Number 25289139
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Structural engineering/Earthquake engineering/Maintenance management engineering
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

SONODA YOSHIMI  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40304737)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) BEPPU MASUHIRO  防衛大学校, 建設環境工学科, 教授 (90532797)
TAMAI HIROKI  九州大学, 大学院工学研究院, 助教 (20509632)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2013: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Keywordsコンクリート部材 / 衝撃実験 / 衝撃解析 / 脆性破壊 / 貫通 / 粒子法 / コンクリート板 / 貫入・貫通 / 裏面剥離 / 衝突実験 / SPH法 / 衝撃的脆性破壊 / 局部損傷 / コンクリート構造 / コンクリート構造 / 性能照査
Outline of Final Research Achievements

This study presents a fundamental investigation on the brittle failure of concrete structural member under the impact load using impact test and numerical analysis. It is found that energy requirements of brittle impact failure is lower than that of quasi static failure due to the transition of failure mode. In addition, this phenomenon regarding the failure mode transition is very sensitive to the variations of impact velocity. Thus, it is needed to apply accurate analysis with adequate dynamic constitutive law of concrete and predict the failue behavior. In this research, we used SPH method and orthotropic constitutive equation based on damage theory with Drucker-Prager model. According to the analysis results, the above method could simulate various brittle impact failure such as pull-out failure of anchor bolt, penetration and spall failure. Furthermore, the effect of several strengthening method for impact failure are evaluated by experimental approach and numerical simulation.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] 剛飛翔体の中速度衝突を受けるコンクリート版の衝撃応答に関する基礎的研究2016

    • Author(s)
      片岡新之介,上野裕稔,別府万寿博 ,市野宏嘉
    • Journal Title

      構造工学論文集

      Volume: Vol.62A Pages: 1084-1096

    • NAID

      130005607968

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      2015 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 高速衝突を受ける鉄筋モルタル梁の裏面剥離メカニズム に関する基礎的検討2016

    • Author(s)
      柴田大希,別府万寿博,高橋順,市野宏嘉
    • Journal Title

      構造工学論文集

      Volume: Vol.62A Pages: 1111-1123

    • NAID

      130005607970

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 剛飛翔体の高速衝突を受ける繊維補強セメント系複合材料板の耐衝撃性能2014

    • Author(s)
      別府万寿博,小川敦久,高橋順
    • Journal Title

      土木学会論文集E2(材料・コンクリート構造)

      Volume: Vol.70,No.2 Pages: 180-193

    • NAID

      130004962068

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      2014 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 高速衝突を受ける繊維補強セメント系複合材料板の局部破壊低減効果に関する実験的検討2014

    • Author(s)
      上野裕稔,別府万寿博,小川敦久
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: Vol.36,No.2 Pages: 517-522

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  • [Journal Article] PBL接合部の耐荷性能評価法に関する基礎的考察2014

    • Author(s)
      宗本理,園田佳巨
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      構造工学論文集

      Volume: Vol.60A Pages: 837-847

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    • Author(s)
      宗本理,園田佳巨,輿石正巳
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      コンクリート工学年次論文集

      Volume: Vol.35, No.2 Pages: 1243-1248

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    • Author(s)
      Satoru Munemoto, Yoshimi Sonoda
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      Proceedings of 8th International Symposium on Impact Engineering

      Volume: Vol.1

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    • Author(s)
      森田武,別府万寿博,鈴木誠
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: Vol.35, No.2 Pages: 667-672

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  • [Journal Article] 重錘落下実験によるUFCパネルの耐衝撃性に関する実験的研究2013

    • Author(s)
      武者浩透,別府万寿博,岡本修一
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      コンクリート工学年次論文集

      Volume: Vol.35, No.2 Pages: 1273-1278

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  • [Journal Article] Numerical study on the behavior of ultra high strength fiber reinforced concrete under rapid loading2013

    • Author(s)
      Seongbong Cheon, Masuhir Beppu, Yoshimi Sonoda
    • Journal Title

      土木構造・材料論文集

      Volume: 第29巻 Pages: 83-90

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  • [Presentation] 飛来物の高速衝突を受けるコンクリート板の局所破壊の解析的研究2016

    • Author(s)
      後藤航,園田佳巨,玉井宏樹
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会
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      九州産業大学
    • Year and Date
      2016-03-05
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  • [Presentation] SPH法を用いた重錐の繰り返し落下衝突に対するRC片持ち梁の衝撃応答解析2015

    • Author(s)
      川井田健,園田佳巨,輿石正巳,井出一直
    • Organizer
      土木学会全国大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2015-09-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉄筋腐食により劣化したRC梁部材の耐衝撃性能に関する実験的研究2015

    • Author(s)
      桑原功旺,玉井宏樹,園田佳巨,櫨原弘貴
    • Organizer
      土木学会全国大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2015-09-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Impact failure analysis of RC beam using ASPH method based on damage theory2015

    • Author(s)
      Yoshimi Sonoda
    • Organizer
      The 2nd International Conference on Damage Mechanics
    • Place of Presentation
      University of Technology of Troyes, France
    • Year and Date
      2015-07-08
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A fundamental study on the ultimate pull-out strength of an anchor bolt in concrete structures using SPH2015

    • Author(s)
      Yoshimi Sonoda
    • Organizer
      The 5th International Workshop on Performance, Protection and Strengthening of Structures under Extreme Loading
    • Place of Presentation
      Michigan State University, USA
    • Year and Date
      2015-06-28
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高速衝突を受ける鉄筋モルタル梁の裏面剥離発生メカニズムに関する実験的研究2015

    • Author(s)
      柴尾隼斗,柴田大希,別府万寿博
    • Organizer
      第42回土木学会関東支部技術研究発表会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-05
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 高速衝突を受けるコンクリート板の局部破壊に関するエネルギー論的考察2015

    • Author(s)
      勇玲菜,別府万寿博,上野裕稔
    • Organizer
      第42回土木学会関東支部技術研究発表会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-05
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 高速衝突を受ける繊維補強セメント系複合材料板の局部破壊抑制効果に関する検討2014

    • Author(s)
      上野裕稔,別府万寿博,小川敦久
    • Organizer
      第11回構造物の衝撃問題に関する衝撃シンポジウム
    • Place of Presentation
      土木学会講堂
    • Year and Date
      2014-10-21
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] SPH 法を用いた動的引抜き荷重を受けるアンカーボルトの耐荷性能に関する研究2014

    • Author(s)
      清成康平, 宗本 理, ハリヤディ, 園田 佳巨
    • Organizer
      第11回構造物の衝撃問題に関する衝撃シンポジウム
    • Place of Presentation
      土木学会講堂
    • Year and Date
      2014-10-21
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 高速衝突を受けるPVA繊維補強セメント系複合材料板の局部破壊抑制効果に関する検討2014

    • Author(s)
      上野裕稔,別府万寿博,小川敦久
    • Organizer
      第69回土木学会年次学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-12
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] SPH法を用いた鉄筋コンクリートの付着破壊に関する基礎的検討2014

    • Author(s)
      中村 裕希, 園田 佳巨
    • Organizer
      土木学会第69回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-12
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  • [Presentation] SPH法を用いた引張荷重を受けるアンカーボルトの耐荷性能評価へ向けた基礎検討2014

    • Author(s)
      清成 康平, 宗本 理, 園田 佳巨
    • Organizer
      土木学会第69回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-10
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Tensile failure mechanism of anchor bolts in concrete structures under the pull-out loading using SPH method2014

    • Author(s)
      Hariyadi, Kohei Kiyonari, Satoru Munemoto, YOSHIMI SONODA
    • Organizer
      The 39th Conference on OUR WORLD IN CONCRETE & STRUCTURES
    • Place of Presentation
      Goodwood Park Hotel, Singapore
    • Year and Date
      2014-08-23
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 飛翔体の高速衝突によるコンクリート版の衝撃貫通現象に関する解析的検討2013

    • Author(s)
      中村裕希,園田佳巨
    • Organizer
      土木学会第68回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      日本大学 津田沼キャンパス
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 孔あき鋼板ジベルの押抜きせん断に関する非線形FEM 解析2013

    • Author(s)
      宗本理,園田佳巨
    • Organizer
      土木学会第68回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      日本大学 津田沼キャンパス
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] SPH法を用いたコンクリートの衝撃破壊現象の解析的検討

    • Author(s)
      中村裕希,園田佳巨
    • Organizer
      平成25年度 土木学会西部支部研究発表会
    • Place of Presentation
      福岡大学
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 引抜き荷重を受けるアンカーボルトのSPH解析に関する基礎的検討

    • Author(s)
      清成康平,宗本理,園田佳巨
    • Organizer
      平成25年度 土木学会西部支部研究発表会講演概要集
    • Place of Presentation
      福岡大学
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ASPH法を用いたPBLの押抜きせん断解析に関する基礎的考察

    • Author(s)
      宗本理,園田佳巨
    • Organizer
      平成25年度 土木学会西部支部研究発表会講演概要集
    • Place of Presentation
      福岡大学
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      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-21   Modified: 2019-07-29  

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