コンクリート構造のライフサイクルコスト評価システム

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10305035
• Research Institution: Kochi University of Technology
• Principal Investigator: 岡村 甫 高知工科大学, 工学部, 教授 (30010664)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堺 孝司 香川大学, 工学部, 教授 (20002206) ; 下村 匠 長岡技術科学大学, 建築系, 助教授 (40242002) ; 前川 宏一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80157122) ; 大内 雅博 高知工科大学, 工学部, 講師 (80301125)
• Keywords: ライフスパンシュミレーション / 構造設計と耐久設計の統合 / 熱力学連成解析システム / 施工安全性 / 自己充填性 / 体積変化 / 塩害 / 補修補強設計

Research Abstract

コンクリートおよびコンクリート構造のフレッシュ・若材齢・硬化・劣化の各段階の挙動解析技術を組み上げることにより,建設時から中・長期使用の全段階を連続したライフスパンとして捉え,コンクリート材料の品質と,構造力学挙動の両者を有機的に結びつけた総合評価手法を構築した。さらに,コンクリート構造物についてのトータルコスト評価システム構築のため,建設時の安全性評価,使用中に劣化したコンクリート構造物の補修・補強設計法の枠組みを提案した。施工段階では,施工法や管理体制からその安全性を定量評価する方法の枠組みを構築した。さらに,材料・配合の流動性への影響の評価モデル構築を行った。若材齢段階においては,細孔組織構造の形成,水和反応,水分保持および水分移動モデルを連成解析することで,任意の配合,使用材料,材齢,養生条件,環境条件に対し,自己収縮,乾燥収縮およびそれらが組み合わされた条件下での体積変化を適切に追跡できる枠組みを開発した。供用段階においては,種々の環境・気象作用を受けた際の鉄筋コンクリート構造内部で長期間に亘って進行する各種の物理化学現象に関して熱力学的観点から数量化を試み,相互依存性を考慮可能なシステムの構築を目指し,若材齢固定形成過程を追跡する熱力学連成解析システムを基盤とした,塩化物イオン移動,空隙水pHイオン平衡,二酸化炭素・酸素の平衡・移動および鋼材腐食現象を新たにモデル化し,数年〜数十年のスパンで進行する材料の劣化・変性現象,構造性能の低下を時系列で評価する手法の構築を試みた。さらに,若材齢コンクリートの組織形成過程と材料品質の変遷を逐次追跡する3次元有限要素解析法と,鉄筋コンクリート3次元有限要素構造解析法の双方向並行演算処理システムの開発を行った。さらに,性能照査型設計法の概念に基づき,既設コンクリート構造物の補強設計を行う方法論を提案した。

Research Products

• [Publications] 岡村 甫・石田 哲也: "A performance based design system and its benefit-Toward a design system in the coming century-"Proceedings of AIT 40th Anniversary Conference. Vol.6. II115-II128 (1999)
• [Publications] K.Sakai,T.Shimomura and T.Sugiyama: "Design of concrete structures in the 21st century"Proceedings of International Congress"CREATING WITH CONCRETE". 27-44 (1999)
• [Publications] 堺 孝司: "施工安全性について,コンクリート標準示方書改訂に関する中長期ビジョン"コンクリート技術シリーズ. No.32. 32-25 (1999)
• [Publications] 大内雅博,枝松良展,小澤一雅,岡村 甫: "自己充填コンクリート中の粗骨材・モルタル粒子間相互作用の簡易評価法"コンクリート工学年次論文報告集. No.21,Vol.2. 451-456 (1999)
• [Publications] M.Ouchi and Y.Edamatsu: "A simple evaluation method for interaction between coarse aggregate and mortar particles in self-compacting concrete"Proceedings of the First RILEM Symposium on Self-Compacting Concrete. 121-130 (1999)
• [Publications] 枝松良展,安本礼持,西田直樹,大内雅博: "粗骨材・モルタル粒子間相互作用を考慮した自己充填コンクリートの配合設計法"コンクリート工学年次論文報告集. Vol.21,No.2. 409-414 (1999)
• [Publications] Y.Edamatsu,N.Nishida and M.Ouchi: "A retional mix-design method for self-compacting concrete considering interaction between coarse aggregate and mortar particles"Proceedings of the First RILEM Symposium on Self-Compacting Concrete. 309-320 (1999)
• [Publications] 菅俣 匠,日比野 誠,大内雅博,岡村 甫: "ポリカルボン酸系高性能AE減水剤の粒子分散作用に関する一考察"コンクリート工学年次論文報告集. Vol.21,No.2. 91-96 (1999)
• [Publications] 日比野 誠,許 賢太郎,菅俣 匠,岡村 甫: "分離低減剤と高性能AE減水剤の相互作用に関する一考察"コンクリート工学年次論文報告集. Vol.21,No.2. 529-534 (1999)
• [Publications] 石田哲也,R.P.Chaube,岸利治,前川宏一: "Micro-physical approach to coupled autogenous and drying shrinkage of concrete"Concrete Library of JSCE. No.33. 71-81 (1999)
• [Publications] 石田哲也,前川宏一: "種々の環境作用を受ける無機複合材料の品質と構造性能の経時変化予測システム"材料設計とコンクリート構造物の性能に関するシンポジウム論文集. 331-338 (1999)
• [Publications] T.Shimomura: "Simulation for time-dependent performance change of RC structures subjected to salt attack"Proceedings of the RILEM International Conference on Life Prediction and Aging. 128-133 (1999)
• [Publications] T.Shimomura and K.Maruyama: "Experimental and analytical approach to evaluation of residual performance of RC structures deteriorated by chloride attack"International Symposium on Integrated Life-Cycle Design of Materials and Structures(ILCDES 2000). (2000)
• [Publications] 石田哲也,前川宏一: "物質・エネルギーの生成・移動と変形・応力場に関する連成解析システム,土木学会論文集"土木学会論文集. No.627/V-44. 13-25 (1999)
• [Publications] 石田哲也,前川宏一: "An integrated computational system of mass/energy generation,transport and mechanics of materials and structures"Proceedings of EASEC-7. No.2. 1472-1477 (1999)
• [Publications] 前川宏一,石田哲也: "Service life evaluation of reinforced concrete under coupled forces and environmental actions"Proceedings of International Conference on Ion and Mass Transport in Cement Based Materials. (2000)
• [Publications] T.Shimomura,T.Ueda,H.Nakamura,and Y.Sato: "A proposal of design system for strengthening of existing concrete structures by performance-based design"Proceedings of the IABSE Colloquium on Concrete Model Code for Asia. 229-234 (1999)
• [Publications] T.Shimomura,H.Mutsuyoshi,Z.Wu,A.Kobayashi,and T.Ishibashi: "Verfication of Safety and Serviceability of Concrete Structures Retrofitted with Externally-Bonded Continuous Fiber Materials"Proceedings of the Fourth International Symposium on Fiber Reinforced Polymer Reinforcement for Reinforced Concrete Structures. 907-917 (1999)