| 研究概要 |
(1)弾性衝撃挙動の把握のために,衝撃荷重を受けるサンドイッチ板構造を一般多層板構造として動弾性論に基づく固有関数展開法により解析する定式化を行い,上下層が鋼・中間層がコンクリート,またこの配置と逆である上下層がコンクリート・中間層が鋼であるサンドイッチ板構造の衝撃応答計算を行った.種々な衝撃荷重に対しての数値計算結果によれば,厚み方向の応力は剛性の高い材料から剛性の低い材料への応答では接合面において応力の低減がなされ,逆の場合は応力の増加となることが明らかになった.これは異種材料からなる構造では材料層の配置に格別の配慮が必要であることを示している.また,最大応答倍率は梁,矩形板,円板などのように衝撃面が平面であるものは約2倍となるが,円筒,球殻のような曲面のものでは荷重載荷位置,半径比,着目点によって変化し,場合によっては2を越えることがある.また,材料異方性が応答に及ぼす影響は,ヤング率が支配的でありポアソン比はそれほど影響しない.
(2)非弾性領域での動的力学特性を調べるため,RCラーメン構造の衝撃破壊問題を剛体バネモデルを用いて解析を行った.用いた仮定は(a)コンクリート応力-ひずみ関係はbi-linearとし引張領域においてひずみ軟化特性を考慮する,鉄筋応力-ひずみ関係は完全塑性体とし,何れにおいても除荷過程を考慮する,(b)せん断力については弾性域ではコンクリートのせん断弾性係数を基にし,終局せん断耐力はコンクリートのせん断耐力とスターラップのせん断耐力の和で与える,(c)曲げモーメント・軸力については,平面保持の仮定を導入して(a)で仮定した応力状態の積分値で与え,さらに適当な曲げひずみ曲率の制御の基でのM-κ,N-κ曲線を用いる,(d)時間積分法には,取扱が簡便な陽解法を用いる.数値解析の結果,スターラップ鉄筋量を多くすれば,曲げ引っ張り破壊のみが発生し荷重は構造物全体で受け持たれ,一方構造物が十分なせん断耐力を有していない場合は荷重の作用する部材においてせん断破壊が生じることが特徴的である.もちろん作用荷重の大きさにより破壊形式は変わり,作用荷重が大きいほどせん断破壊が主要となる.
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