2008 Fiscal Year Annual Research Report
高サイクル荷重と環境作用を同時に受けるコンクリート構造のマルチスケール耐久性力学
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20246073
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
前川 宏一 The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 教授 (80157122)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 哲也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (60312972)
半井 健一郎 群馬大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10359656)
長井 宏平 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任講師 (00451790)
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| Keywords | 耐久性力学 / 高サイクル疲労 / 移動荷重 / マルチスケール / コンクリート構造 / 非直交ひび割れ / 環境作用 |
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| Research Abstract |
(1)多方向非直交固定ひび割れモデルへの環境外力と水分の影響の取り込み
環境外力によるひび割れ損傷方向と外荷重によるひび割れの主軸方向は、多くの場合には非直交の関係となり、既往ひび割れ面に高レベルのひび割れ面せん断伝達が発生する。本年度に地盤と繊維補強コンクリートを含むセメント系複合材料のひび割れ以後の構成則に水分の影響を取り入れたモデル化の基本構造を疲労実験から構築した。定着部にひび割れおよび人工損傷をあらかじめ導入した部材の耐力と変形性を実証し,せん断ひずみの大変形領域に精度を高めた構成モデルを得ることができた。
(2)水分-腐食速度-ひび割れ-疲労荷重の連成解析システムへの拡張
非線形地震応答解析法を基に、初期欠陥のない健全なコンクリートを対象とする高サイクル変形履歴に対応した三次元疲労応答解析法と水分平衡-物質移動解析システムDuCOMとの強連成を実現した。これにより,従来,実験手法のみに依存してきた移動荷重下の疲労寿命と材料品質・環境外力の複合効果を多角的に検討できる基礎が築かれた。非線形ボアソン方程式と三次元非直交多方向固定ひび割れモデルを組み合わせるために、最高速度の剛性行列解法と並列化処理による演算高速化を行った。
(3)移動荷重を受ける部材の詳細構造応答分析
水中および粘性流体中にあるコンクリートひび割れ挙動と損傷の非線形応答を、RC梁部材を用いて詳細に分析を行ない,高サイクル荷重と環境作用を同時に受けるコンクリート構造のマルチスケール耐久性力学の核となる検証データを入手した。残留変形が相対的に加速されることを見いだした。
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