| 研究課題/領域番号 |
19K15073
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分22020:構造工学および地震工学関連
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) (2021)
香川大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
本山 紘希 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 講師 (00732281)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
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| キーワード | 地震応答解析の品質保証 / 弾塑性理論 / 大規模コンクリート構造物 / 大規模地震応答解析 / コンクリート構造物 / 非線形解析手法 / コンクリート / 数値解析の収束性 / 数値解析の品質保証 / コンクリート材料 / 弾塑性理論の構築 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子力発電所の建屋や大規模橋梁などの土木・建築分野の重要施設の地震応答解析では、対象とする構造物が高い安全性を必要とする重要施設であることから、数値解析の品質保証は大きな課題である。数値解析の品質保証のためには数値解析の収束性の確認が第一歩となるが、上述の構造物で考慮する必要がある、コンクリート・地盤材料では、要素分割を細かくすると解が局所化する問題があるため、収束性の確認は困難である。本研究では、この問題を解決する新しい理論を構築し、プログラムへ実装を行う。また、プログラムを用いた鉄筋コンクリート構造物の地震応答解析により、実際に収束性を吟味し、数値解析の品質保証について考察を行う。
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| 研究成果の概要 |
原子力発電所のような大規模な重要構造物は、通常の構造物に比べて、高い信頼性での地震応答評価が必要である。そのため、詳細な有限要素法の適用が求められている。一方で、理論の不備により地震応答解析の品質保証が難点であった。
上記の解決のため、初年度に新しい弾塑性理論の構築を行った。本理論は、材料に適した領域サイズを陽に考慮した理論になっている。また、2年目には、この理論における大規模計算に必要な非線形計算手法を構築した。具体的な大規模モデルの計算も実施した。最終年度は、手法の品質保証について学会発表を行うとともに、構造全体を考えるための材料の境界のモデル化手法を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
コンクリートや地盤などの軟化材料では、ひずみの局所化などの問題が発生するため、信頼性の高い計算が困難であった。この問題は、元の弾塑性理論に依存するもので、解析解を精度よく計算する詳細な有限要素法でより顕著になる。この問題の解決には、正しい理論の構築という学術的な意義がある。また、詳細な有限要素法の適用が望まれる大規模重要施設での地震応答解析の品質保証が可能になるため、信頼性の高い安全性評価に資する技術であり、社会的な意義もある。
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