2022 Fiscal Year Annual Research Report
PC部材の構造性能に及ぼす鋼材の付着損失機構に関するパラダイムシフト
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21K14230
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
武田 健太 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10804958)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 数値解析 / コンクリートの応力－ひずみ関係 / 付着応力－すべり関係 / 要素形状 / 定着長 / プレテンション部材 / 部材の破壊モード / せん断剛性低減係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，コンクリート部材における鋼材の付着損失が，部材の構造性能に及ぼす影響を検討することを目的としている．２０２１（令和４）年度は，曲げ破壊先行型のプレテンション式のプレストレストコンクリート（以下，PC）部材における，構造性能評価精度を向上させるための解析的な検討を行った．その結果，構造が複雑な箇所に適用可能な四面体要素を用いて要素分割を行い，高精度とされる六面体要素を用いた場合と同等な要素数とすることで，鋼材降伏までの構造性能を六面体要素使用時と同等な精度で表現可能なことを示した．また，鋼材のひずみに着目した結果，コンクリートと鋼材間に付着応力－すべり関係を導入することで，鋼材のひずみを六面体要素使用時の解析精度と同等となることについても示した．さらに，コンクリート部材の破壊までの構造性能を高精度に評価するためには，コンクリートの圧縮側の応力－ひずみ関係に，要素寸法の影響を低減可能な圧縮破壊エネルギーを用いることが有意であることを明らかとした．
２０２２（令和４）年度には，上述の解析手法を拡張すべく，せん断破壊先行型のPC部材を対象とし，せん断スパン比により分類されるせん断破壊モードを解析で表現することを試みた．その際，せん断スパン比および，ひび割れ発生後のせん断剛性を低減する係数をパラメータとした．その結果，軸力によりひび割れ発生が抑制されるPC部材の場合は，スレンダーな部材で生じる斜め引張破壊ではなく，せん断圧縮破壊が生じる可能性があることを明らかとした．また，せん断剛性の低減係数を変化させることで，適切なせん断破壊を表現できる可能性があることを示した．
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