| 研究概要 |
(1)自己質量調整型仮想材料を動的非線形応答解析システムCOM3に組み込み,2次元および3次元応力下での鉄筋コンクリート部材・構造に適用した.特に開口部を有し,応力の流れか乱れる対象を選定し,鉄筋が安定して自動生成されることを確認した.さらに配筋設計システムで設計された部材を作成し,実験室内で載荷を行い,設計目標とした耐力を満足することを確認した.これらの成果は発電機器周りの配筋設計に実際に適用され,従来から過大と指摘された設計が合理化され,鋼材量はおよそ従来の1/2〜1/3に減じられた.この場合も,小型模型実験ならびに非設計応答解析の両者によって安全性の確認が行われた.
(2)配筋設計システムの精度向上の観点から,RC zoning法の一般化が図られた.従来のRC zoningは,鋼材が降伏する時点での可能最大領域を与えていた.これに対して,変形が小さくひび割れの局所化がまだ顕著な状態と,鋼材降伏近傍の分散状態とを結合する,strain-softening-transient hardening形式でモデルを拡張した.その結果,従来のZoning法で改善されたせん断耐力と剛性予測をさらに高精度化することに成功した.
(3)自己質量調整型仮想材料に関する仮想構成モデルでは,ひび割れ間の鋼材局所応力とひび割れ位置での鋼材のダボ作用と局所曲げ変形,局所的な付着劣化を空間平均したものとして簡略化している.そこで,これらの微視的レベルでの非線形性と接触面密度関数に基づく一般化応力伝達モデルを厳格に扱う微視的モデルを再構築し,自己調整型仮想材料の精度向上を図った.その結果,従来まで半経験的に設定されていた,ひび割れと鉄筋の非直交性が有限要素の平均変形に及ぼす効果が定量化され,当該配筋設計システムの信頼性を向上させることが可能となった.
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