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RC部材の疲労劣化過程のFEM解析と水中せん断疲労耐力の研究

研究課題

研究課題/領域番号 11450166
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 土木材料・力学一般
研究機関北海道大学

研究代表者

角田 與史雄  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60001210)

研究分担者 佐藤 靖彦  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60261327)
古内 仁  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60165462)
上田 多門  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00151796)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
2000年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1999年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
キーワード疲労 / FEM / 構成モデル / クリープ / 水中 / せん断抵抗機構 / 疲労荷重 / 構成則 / 載荷速度 / 破壊基準 / 環境条件(気中・水中) / 蓄積エネルギー
研究概要

本研究で行われた実験および解析結果を纏めると以下のようになる.
・繰返し回数に伴う強度および剛性低下のみを考慮したFEM解析では,疲労寿命は予測できても変形挙動を精度良く予測できず,時間依存性の変形を考慮できる構成則を導入することの必要性が明らかにされた.
・破壊に至るまでの全ひずみと体積ひずみとの関係,すなわち,破壊に至るまでのひずみ経路は荷重条件によらずほぼ等しい.
・弾性係数は全ひずみの関数のみにより表され,荷重の種類(静的と疲労)による差異は見られない.
・塑性ひずみは,作用させる上限応力が小さいほど大きくなる.
・塑性ひずみを時間の影響を受けない塑性ひずみとクリープひずみの和により表すことで載荷時間の影響を考慮し,いかなる載荷履歴を受けるコンクリートにおいても破壊に至るまでの変形を表現できる構成則を開発した.
・構成則を用いた数値計算により,クリープひずみが疲労寿命に及ぼす影響は極めて大きいこと,数値計算より得られる疲労寿命は,過去に提案されている実験式より求めた疲労強度よりも若干大きいこと,破壊時の終局ひずみは,荷重の種類によらず一義的に表される.
・水中でのRCはりにおけるコンクリートが受け持つせん断力の低下分は,せん断補強筋が一時的に負担していたのではなく,圧縮域のコンクリートが破壊することによりコンクリートが受け持つせん断耐力が完全に消失したことによる再分配が起こっていたことを明らかにした.
・水中せん断疲労耐力を定量化するにあたっては,コンクリートの終局ひずみや疲労寿命(疲労強度)を明らかにした上で,圧縮疲労強度を用いたRC部材の設計を可能とすることが重要となる.

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] 佐藤公紀: "引張の繰返し荷重を受けるコンクリートの変形モデルについて"土木学会第55回学術講演会講演概要集. 5. 1122-1123 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤本将行: "水中におけるコンクリートの圧縮疲労性状に関する一考察"コンクリート工学年次論文集. 22・3. 205-210 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤本将行: "圧縮荷重を受けるコンクリートの疲労性状に関する一考察"土木学会北海道支部論文報告集. 56(A). 704-707 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐藤公紀: "繰返し荷重を受けるコンクリートの引張軟化挙動"土木学会北海道支部論文報告集. 56(A). 700-703 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiminori SATO: "Deformational Model of Concrete under Tensile Fatigue Loading"Proc.of 55th Annual Conference of the JSCE. 5. 1122-1123 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masayuki FUJIMOTO: "A Study on Compressive Fatigue Behavior of Concrete under Water"Proc.of JCI. 22-3. 205-210 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masayuki FUJIMOTO: "Fatigue Behavior of Concrete under Compressive Loading"Proc.of 56th Annual Conference of JSCE Hokkaido Branch. 704-707 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiminori SATO: "Tensile Softening Behavior of Concrete under Cyclic Loading"Proc.of 56th Annual Conference of JSCE Hokkaido, JSCE. 700-703 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐藤公紀: "引張の繰返し荷重を受けるコンクリートの変形モデルについて"土木学会第55回学術講演会講演概要集. 5. 1122-1123 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 藤本将行: "水中におけるコンクリートの圧縮疲労性状に関する一考察"コンクリート工学年次論文集. 22・3. 205-210 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 藤本将行: "圧縮荷重を受けるコンクリートの疲労性状に関する一考察"土木学会北海道支部論文報告集. 56(A). 704-707 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤公紀: "繰返し荷重を受けるコンクリートの引張軟化挙動"土木学会北海道支部論文報告集. 56(A). 700-703 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤 公紀: "繰返し荷重を受けるコンクリートの引張軟化挙動"土木学会北海道支部論文報告集. 56(A). 700-703 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤本 将行: "圧縮荷重を受けるコンクリートの疲労性状に関する一考察"土木学会北海道支部論文報告集. 56(A). 704-707 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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