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2022 Fiscal Year Research-status Report

Enhancement of dynamic fracture simulation method for RC structures to evaluate and optimize the performance of various demolition methods

Research Project

Project/Area Number 22K04291
Research InstitutionHosei University

Principal Investigator

山本 佳士  法政大学, デザイン工学部, 教授 (70532802)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords剛体バネモデル / 大変位・大回転 / 接触・衝突 / 動的応答解析 / 爆破 / 衝撃 / ひび割れ進展解析
Outline of Annual Research Achievements

インフラ老朽化、AIによる社会インフラ技術の高度化、コロナ禍がもたらす社会変化により、インフラの更新に対する要求は今後ますます増大していくことが想定される。したがって、インフラ構造物の設計・施工・維持管理技術のみならず、より効率的で環境負荷が小さく安全な解体工法の研究開発は今後重要になってくると考えられ、RC構造物のひび割れの進展から倒壊に至るまでの挙動を高解像で再現可能な数値解析技術の確立は解体工法の性能評価、最適化のために大きく貢献するものと考えられる。
本研究では、申請者が開発している剛体バネモデル(RBSM) をベースとした手法を拡張、統合することで、静的作用、熱作用、発破等による衝撃作用を内部から分散、段階的に受ける、RC構造物の、ひび 割れ発生位置、発生時間、進展速度等を含む詳細情報から、破砕片の飛散や部材の倒壊までの一連のプロセスを高解像度で再現する数値解析手法を開発する。
当該年度においては申請者が開発しているRBSMを基本とした、ひび割れ進展挙動、圧縮破壊挙動、大変位、大回転挙動、破砕片同士の接触が再現可能な手法を、陰的時間積分法を適用して動的解析手法へと拡張した。開発した解析手法は、ひび割れ進展挙動、大変位・大回転挙動を含む動的応答を再現できることが分かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該年度においては前述のように、申請者が開発しているRBSMを基本とした、ひび割れ進展挙動、圧縮破壊挙動、大変位、大回転挙動、破砕片同士の接触が再現可能な手法を、陰的時間積分法を適用して動的解析手法へと拡張した。これらの成果は、当初の予定どおりであり、研究はおおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

本研究は、順調に進展しており、今後も当初の予定どおりの方法で研究、開発を進めていく。

Causes of Carryover

計算機使用のコストが、当該年度においては想定よりも大きくなかったため、その分次年度使用額が生じた。ただし、今年度は計算機使用のコストが大きくなるため、同使用額はそこに振り分ける予定である。

  • Research Products

    (5 results)

All 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results)

  • [Journal Article] Shear strength degradation mechanism dependent on size increase in RC slender beams by using 3D Rigid-Body-Spring-Method2023

    • Author(s)
      Fu Li、Nakamura Hikaru、Chi Shunyuan、Yamamoto Yoshihito、Miura Taito
    • Journal Title

      Structures

      Volume: 48 Pages: 989~1002

    • DOI

      10.1016/j.istruc.2023.01.016

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Expansive spalling mechanism of concrete due to high temperature based on developed hygro-thermal-mechanical model by 3D-RBSM-TNM2023

    • Author(s)
      Miura Taito、Nakamura Hikaru、Yamamoto Yoshihito
    • Journal Title

      Engineering Fracture Mechanics

      Volume: 284 Pages: 109216~109216

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2023.109216

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 大回転・接触挙動を考慮したRBSMによるコンクリート部材の倒壊シミュレーション2022

    • Author(s)
      山本 佳士,中村 亙
    • Journal Title

      計算工学講演会論文集

      Volume: 27 Pages: 939~942

  • [Journal Article] Reduction mechanism of the compressive properties of concrete with primary crack of different widths and angles evaluated by 3D-RBSM2022

    • Author(s)
      Miura Taito、Nakamura Hikaru、Yamamoto Yoshihito
    • Journal Title

      Engineering Fracture Mechanics

      Volume: 276 Pages: 108877~108877

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2022.108877

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical evaluation of the perfobond (PBL) shear connector with transverse rebar using coupled rigid Body spring model (RBSM) and solid finite element method (FEM)2022

    • Author(s)
      Shoaib Karam Muhammad、Nakamura Hikaru、Yamamoto Yoshihito、Miura Taito
    • Journal Title

      Structures

      Volume: 45 Pages: 1544~1560

    • DOI

      10.1016/j.istruc.2022.09.117

    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2023-12-25  

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