2020 Fiscal Year Annual Research Report
Improving accuracy of prediction evaluation method for cracking with volume changes in concrete structures
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18K04312
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
溝渕 利明 法政大学, デザイン工学部, 教授 (60339504)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 体積変化 / 温度ひずみ / 自己収縮ひずみ / 熱膨張係数 / 直引張強度 / 温度依存性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
体積変化に伴うひび割れは比較的若材齢時に生じ，特にマッシブなコンクリート構造物ではその期間内でセメントの水和熱によって部材内は数十℃の温度変化が生じている。引張強度やヤング係数などは，当然セメントの水和速度に大きく影響を受けており，この温度影響（温度依存性）を考慮した設計用値とすべきであるが，現行の指針類ではこの温度依存性を十分考慮したものになっていないのである。
このような現状では，解析技術が高精度化しても使用する設計用値が同様に精度向上していかなければ，ひび割れ発生の可能性の予測精度自体向上しないこととなる。
そこで，本研究では上述した現状の問題点を解決するために，現場で簡便にひび割れの予測解析に必要な設計用値の取得及び評価が可能なシステムの開発を行った。
本研究の成果としては，クリープ特性を除く温度依存性を考慮した引張特性及び変形特性に関して，断熱容器を用いた簡易物性評価手法を提案し，この簡易物性評価手法の課題を解決することを目的として，これまで人の判断に頼っていた同定結果を，数値解析的に行うための粒子群最適化手法を用いて断熱温度上昇特性の各変数（終局断熱温度上昇量，上昇速度に関する定数）を同定することを可能にした。また，簡易物性評価試験の応用として，容器内に直接引張試験用供試体を封緘状態で設置できる試験装置を開発し，温度依存性を考慮したマス養生下での直接引張強度を把握することができ，さらにひずみ計を埋設しておくことで，引張ヤング係数を測定することも可能とした。この他，本試験装置を用いて温度ひずみと自己収縮ひずみを同時に測定し，両者を分離することなく両者を含んだ温度変化に伴う体積ひずみ変化率として新たに定義し，従来の熱膨張係数及び自己収縮ひずみを用いないで体積ひずみ変化率からひび割れ予測解析を実施する方法を提案した。
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