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高速多軸繰返し応力を受けるコンクリートの構成則および変形解析方法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 09450204
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 建築構造・材料
研究機関名古屋大学

研究代表者

谷川 恭雄  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70023182)

研究分担者 畑中 重光  三重大学, 工学部, 教授 (00183088)
黒川 善幸  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (50242839)
森 博嗣  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (80157867)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
14,100千円 (直接経費: 14,100千円)
1998年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1997年度: 10,500千円 (直接経費: 10,500千円)
キーワード破壊解析 / 構成則 / 粘弾塑性サスペンション要素法 / 摩擦降伏 / 繰返し載荷 / 大変形解析 / 塑性 / シミュレーション
研究概要

本研究で得られた成果を以下に列挙する。
1. 粘弾塑性サスペンション要素解析手法の開発
筆者らは既に、粘弾塑性サスペンション要素法のプログラムを完成させている。本課題では、現有の2次元プログラムを3次元に拡張するとともに、細部に至る多数の境界条件を整備した。以下に、主な修正点を列挙する。
a) サスペンション要素の破壊条件:単純な摩擦降伏に関する破壊条件を非線形に拡張した。
b) 繰返し載荷:弾性および塑性領域に関する繰返し挙動のシミュレーションを行った。
c) 自由度の拡張:3次元問題に対応し、節点の回転を考慮して、大変形問題に適用した。
2. 基礎実験による入力データ整備
2次元モデル供試体を用いて、まず、1軸高速繰返し載荷実験を行った。これらのデータより、1.のモデルに用いる入力データを定量化し、既往の実験結果との比較を行った。
3. コンクリートの応力-ひずみ曲線の解析および検証実験
1.および2.の成果より、2次元モデル供試体の破壊挙動のシミュレーションを行い、載荷速度、供試体の形状および寸法、粗骨材の位置のバラツキなどの要因が、高連載荷時の破壊過程や応カ-ひずみ曲線に与える影響について検討した。
4. 多軸応力下のコンクリートの変形挙動の解析および検証実験
柱・梁接合部や帯筋内のコアコンクリートの変形・破壊挙動を再現するため、多軸応カ下の高速繰返し載荷実験を行った。また、コンファインドコンクリートについても、帯筋の横拘束効果を考慮した実験を行った。
5. 解析手法の拡張
3.の漸増載荷時のシミュレーションによって入力パラメータを定量化し、この結果に基づいて、多軸載荷・除荷、高速繰返し載荷、粗骨材の破壊、鉄筋による拘束などの条件にも適用可能な汎用的な機能をプログラムに付加し、3.で得られた実験結果とも比較を行った。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (17件)

  • [文献書誌] Hiraiwa,T.: "Fracture Simulation of Concrete by Visco-Elasto-Plastic Suspension Element Method" Proc.of Third International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures. Vol.II. 939-948 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 平岩 陸: "圧縮繰返し載荷時のコンクリートの変形挙動解析" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.37. 29-32 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川戸耕介: "単位粗骨材容積がコンクリートの圧縮破壊挙動に及ぼす影響に関する実験的・解析的研究" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.37. 33-36 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 森本康介: "三次元有限要素法解析によるコンファインドコンクリートの拘束効果について" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.37. 121-124 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 森本康介: "ブリーディング層を導入したコンクリート供試体の寸法効果に関する三次元有限要素法解析" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.37. 125-128 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiraiwa, T., Nanbu, Y., Arai, M., Kurokawa, Y., Mori, H.and Tanigawa, Y.: "Fracture Simulation of Concrete by Visco-Elasto-Plastic Suspension Element Method" Proc.of Third International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures. Vol.II. 939-948 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiraiwa, T., Tanigawa, Y., Mori, H.and Kawato, K.: "Analysis of Deformational Behavior of Concrete under Repetitive Compressive Loading" Proc.of Tokai Branch of AIJ. No.37. 29-32 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hawato, K., Tanigawa, Y., Mori, H.and Hiraiwa, T.: "Experimental and Analytical Studies on Effect of Unit Volume of Coarse Aggregate on Compressive Failure of Concrete" Proc.of Tokai Branch of AIJ. No.37. 33-36 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Morimoto, K., Hatanaka, S.and Mizuno, E.: "3-D FEM Analysis on Confining Effect of Confined Concrete" Proc.of Tokai Branch of AIJ. No.37. 121-124 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Morimoto, K., Mizuno, E.and Hatanaka, S.: "3-D FEM Analysis on Size Effect of Concrete Specimen with Bleeding Layrs" Proc.of Tokai Branch of AIJ. No.37. 125-128 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiraiwa,T.: "Fracture Simulation of Concrete by Visco-Elasto-Plastic Suspension Element Method" Proc.of Third International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures. Vol.II. 939-948 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 平岩 睦: "圧縮繰返し載荷時のコンクリートの変形挙動解析" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.37. 29-32 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 川戸耕介: "単位粗骨材容積がコンクリートの圧縮破壊挙動に及ぼす影響に関する実験的・解析的研究" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.37. 33-36 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 森本康介: "三次元有限要素法解析によるコンファインドコンクリートの拘束効果について" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.37. 121-124 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 森本康介: "ブリーディング層を導入したコンクリート供試体の寸法効果に関する三次元有限要素法解析" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.37. 125-128 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 南部禎士: "粗骨材の寸法および配置がコンクリートの圧縮破壊挙動に及ぼす影響に関する解析的研究" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.36. 45-48 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 平岩 陸: "圧縮繰返し載荷時のコンクリートの破壊シミュレーション" 日本建築学会東海支部研究報告集. No.36. 49-52 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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