1999 Fiscal Year Annual Research Report
RC部材の疲労劣化過程のFEM解析と水中せん断疲労耐力の研究
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11450166
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
角田 與史雄 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60001210)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 靖彦 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60261327)
古内 仁 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60165462)
上田 多門 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00151796)
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| Keywords | 疲労荷重 / 構成則 / 環境条件(気中・水中) / 蓄積エネルギー |
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| Research Abstract |
最終的な研究目的である,「劣化過程および疲労寿命を予測できる FEM 解析手法の構築と水中における合理的な設計手法の確立」,を目指し,研究初年度である平成11年度の研究において,新しい測定システムの開発と疲労荷重下のコンクリートの構成則の開発を行った。それらの概要を以下に示す。
1.既往のコンクリートの疲労に関する研究における最大の興味は,疲労寿命であった。しかし,疲労荷重を受けるコンクリートの劣化過程を把握するためには,繰返し荷重を受けるコンクリートの変形挙動を正確に追跡しなければならない。そこで,本研究では,200万回といった高サイクルを受けるコンクリートの破壊に至るまでのすべての変形を測定できる新しい測定システムを開発した。本システムは,100Hz刻みでデータを取り込むことができ,蓄積されるエネルギー量などの物理量を瞬時に測定値から計算できる。
2.1.で示した測定システムを用いた実験,および,既往の実験結果を用い,圧縮もしくは引張疲労荷重下におけるコンクリートの構成則に関する検討を行った。すなわち,環境条件(気中と水中)ごとに,蓄積されるエネルギー量と剛性低下ならびに塑性ひずみの変化とを関連付け,疲労荷重下におけるコンクリートの応力-ひずみ(変形)曲線を描くことができる新しいモデルを構築した。しかし,本モデルは,静的破壊と疲労破壊とを統一的に表現できないことや応力振幅が大きく変化する場合の予測精度の低下,など幾つかの問題点を有している。今後の研究において,これから問題を除去し,より汎用性のある構成則を導き出すとともに,FEM解析への導入を図っていく。
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