A new evaluation of concrete structures based on V&V and its social implementation

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02394
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 25020:Safety engineering-related
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: Kurumatani Mao 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (20552392)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡崎 慎一郎 香川大学, 創造工学部, 准教授 (30510507) ; 山本 佳士 法政大学, デザイン工学部, 教授 (70532802) ; 上田 尚史 関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (20422785) ; 坂 敏秀 鹿島建設株式会社(技術研究所), 建築解析グループ, 主任研究員 (30443740) ; 小倉 大季 清水建設株式会社技術研究所, その他部局等, 主任研究員 (50624037)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 検証と妥当性確認（V&V） / 不確かさ / コンクリート / 数値シミュレーション / 代替モデル

Outline of Final Research Achievements

Basic studies were conducted to apply Verification and Validation (V&V) to the numerical analysis of concrete structures. In the verification, a reference solution of the reinforced concrete beam based on beam theory was derived for the code verification, and a method for the calculation verification using the analysis of variance was proposed. As for the validation, we demonstrated that the validation could be performed by numerical analysis using Monte Carlo simulation or a surrogate model with uncertainties. An example of the verification and validation was also presented for non-linear finite element analysis of concrete beam according to the flow of ASME V&V 10.

Free Research Field

計算固体力学，安全工学，コンクリート工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コンクリート構造物はそのスケールの大きさから，数値解析により構造物の性能を評価することになるが，その数値解析の妥当性を評価する方法が確立されていない．そこで本研究では，V&V（Verification and Validation；検証と妥当性確認）とよばれる数値解析の妥当性を評価する方法をコンクリート構造物の数値解析に適用するための検討を行った．他の材料よりも力学挙動が複雑なコンクリート構造物に対して，数値解析が正しく行われていること検証するための方法と．実際の物理挙動を正しく再現できていることを確認するための方法を構築した．具体的な事例まで示した研究は本研究が初めてである．