3軸拘束を受けるRC構造の動的損傷およびエネルギ-吸収予測システム

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04555114
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 前川 宏一 東京大学, 工学部, 助教授 (80157122)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小沢 一雅 東京大学, 工学部, 助教授 (80194546)
• Keywords: 構成則 / 3軸拘束 / 有限要素解析 / エネルギ-吸収 / 耐震

Research Abstract

(1)弾塑性破壊型の構成則を、3軸拘束を受けるコンクリ-トに適用するための基礎実験を実施した。3軸拘束応力の導入は鋼管および載荷試験装置を用い、くり返し載荷に対する応答から、弾性成分、塑性成分、ならびに微小ひびわれに伴うエネルギ-開放率を実験的に抽出することに成功した。これを弾性・塑性・進行性破壊における体積成分とせん断成分に分離するとともに、弾性ひずみをパラメ-タとした構成方程式に纒めることができた。なお、現段階では適用範囲は単調載荷においてのみ、確認されている。
(2)角型鋼管および正方形横補強鉄筋を配したRC柱の中心軸圧縮試験を実施し、鋼材に導入される応力を鋼材の全体積をベ-スにして空間平均することにより、コアコンクリ-トに導入される3軸応力を定量評価した。この結果、コンクリ-トの構造則において、第3不変量が構造解析の精度向上の上で重要であることが明確に示された。
(3)項目(1)の構成式を3次元有限要素解析プログラムに組み入れ、項目(2)による実験との検証を行った。その結果、高密度に鋼材を配置した場合は、解析精度はおよそ数%以内に納まることが検証された。ただし、鉄筋の軸方向配置間隔が大きい場合は、若干の精度低下が見られることが認められた。これは、進行性破壊の構成則をさらに改良することで対処できることが分かり、次年度において追加材料実験を行うこととした。
(4)項目(1)の構成則を交番繰り返しに適用するため、多重塑性関数法に基づく塑性モデルを新たに導入した。繰り返しに伴うエネルギ-吸収の予測精度をさらに向上させるべく、解析プログラムの修正を行い、次年度において検証を行う予定である。

Research Products

• [Publications] 前川 宏一・竹村 淳一・P.IRAWAN・入江 正明: "Continuum fracture in concrete nonlinearity under triaxial confinement" 土木学会論文集. No.460/V-18. 113-122 (1993)
• [Publications] 前川 宏一・竹村 淳一・P.IRAWAN・入江 正明: "Plasticity in concrete nonlinearity under triaxial confinement" 土木学会論文集. No.460/V-18. 123-130 (1993)
• [Publications] 前川 宏一・竹村 淳一・P.IRAWAN・入江 正明: "Triaxial elasto-plastic and fracture model for concrete" 土木学会論文集. No.460/V-18. 131-138 (1993)