2014 Fiscal Year Research-status Report
冗長性を含む耐震性能評価のためのRC構造物の崩壊シミュレーション手法の高度化
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26420474
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山本 佳士 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70532802)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 剛体バネモデル / 有限回転 / 幾何学的非線形 / 倒壊解析 / 復旧性 / 冗長性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、大地震動を受けるコンクリート構造部材ならびに構造システム全体の、崩壊に至るまでの巨視的な耐荷、変形性能および局所的な損傷進展過程、損傷領域を高精度・高解像度で評価できる解析手法の確立を目的としている。具体的には、研究代表者が提案している、コンクリートの変形・破壊の局所化現象を定量的に再現可能な、メゾスケール力学挙動に基づく構成モデルを適用した剛体バネモデル（以下、RBSM）を、大変位領域まで再現可能になるよう拡張する。加えて、地震動を受けて損傷した構造物の残存性能および補修、補強後の性能までも評価可能な数値解析システムを構築する。これにより、想定外作用に対する構造システム全体の安全性の余裕度、いわゆるリダンダンシー（冗長性）の評価および復旧性を評価可能な、数値解析を用いた高度な耐震性能評価手法の基礎を構築する。
当該年度では、既に開発している前述の数値シミュレーションモデルを、大変位・有限回転変位を考慮したモデルへと拡張した。具体的には、RBSMの剛体変位場の記述に軸性ベクトルを用いた有限回転マトリクスを適用し、定式化を行った。開発した手法を用いて、大変位・有限回転変位問題のシミュレーションを行うとともに、解析解との比較を行った。その結果、提案モデルは解析解を良好に再現できることを確認した。ただし、現状では提案モデルの検証は弾性材料の範囲に限られており、コンクリート材料に対する再現性の検証は、平成27年度の実施する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では本年度中に、鉄筋モデル（はり要素）を有限回転・大変位を考慮可能なように拡張する予定であったが、本年度は、コンクリートモデル（3次元RBSM）の拡張に留まった。ただし、研究開発の中心はコンクリートモデルの拡張であり、計画の遅れは平成27年度に十分修復可能である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は，補修・補強性能評価のためのシミュレーション手法を開発する。具体的には、まず、地震応答解析を行い、その後、材料の損傷履歴情報を保持した上で、必要に応じて初期位置へ戻す載荷解析を行う。さらに補修材、補強材をモデル化した上で再度地震応答解析あるいは耐荷性状の回復を評価するための静的載荷解析を行う。補修材、補強材は、本解析手法の基礎となるRBSMに加え、梁要素、シェル要素FEMを用いてモデル化する。なお、既に、有限回転を考慮したシェル要素FEMは開発済みであり、ここでは、既に開発しているはり要素FEMを有限回転を考慮したモデルへと拡張するさらに既往の実験を対象に構築した手法を用いてシミュレーションを行い、実験データとの比較により提案モデルの妥当性を検証する。
また、本研究の目的は実構造システムの耐震性能を評価可能な手法を開発することである。そのためには、大規模解析を高速に行う必要があり、平成27年度から平成28年度にかけて様々な高速化の手法の導入を試みる。
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| Causes of Carryover |
為替変動による海外出張諸経費の変動、その他物品費、出張費の価格変動によるものである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ここで生じた次年度使用額は、計画している次年度使用額に比べてごくわずかであり、当初予定と大きな変更は必要ない。
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Research Products
(3 results)
