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既設コンクリート構造物の性能予測解析プラットフォームの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21H01406
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分22010:土木材料、施工および建設マネジメント関連
研究機関山梨大学

研究代表者

斉藤 成彦  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (00324179)

研究分担者 佐藤 賢之介  山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (20821606)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワードコンクリート構造物 / 材料劣化 / 鋼材腐食 / 数値解析 / RBSM / プレストレストコンクリート / 既設コンクリート構造物 / 性能予測
研究開始時の研究の概要

社会基盤施設の老朽化が深刻になる中で,劣化の生じた構造物に対して適切な時期に効果的な対策を施すためには,既設構造物が保有する性能を正確に把握し,供用中の性能の経時変化を合理的に予測できる手法の開発が切望されている.本研究では,時間軸上で複雑な挙動を示すコンクリート構造物を対象に,構成材料の微視的な材料解析を構造物の巨視的な応答解析に統合させることで,既設構造物のライフタイムシミュレーションに活用できる先進的な構造解析プラットフォームの開発を目的とする.

研究成果の概要

劣化した構造物に対して適切な時期に効果的な対策を施すためには,構造物が保有する性能を正確に把握し,供用中の性能の経時変化を合理的に予測できる必要がある.数値シミュレーション技術を用いて既設構造物の性能予測を実施するには,微視的な構成材料の時間的変化を巨視的な構造特性に結び付ける必要があるが,両者を統合するような研究事例は極めて少ない.本研究では,時間軸上で複雑な挙動を示すコンクリート構造物を対象に,構成材料の微視的な物理化学現象をモデル化した材料解析を構造物の巨視的な応答解析に統合させることで,既設構造物のライフタイムシミュレーションに活用できる先進的な構造解析プラットフォームの開発を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

構造物の健全性評価は,外観目視の結果に基づき簡易で対処療法的に行っているのが現状である.このような診断は1次スクリーニングとしての意義はあるが,対策を施す構造物の優先度を的確に決定するためには,構造性能を正確に把握する必要がある.構造性能の把握には,構造物を構成する材料の時間依存特性や劣化過程の把握(材料挙動の評価)と,それを反映させた構造物の耐荷挙動の把握(構造応答の評価)が必要となるが,基礎的研究が中心となっている.本研究は,これらの材料挙動の評価と構造応答の評価に関する知見を有機的かつシームレスに統合するための構造解析プラットフォームの開発を目的としており,学術的・社会的意義が大きい.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] せん断力を受ける杭基礎フーチングの耐荷挙動に関する解析的研究2023

    • 著者名/発表者名
      中山 岳彦, 斉藤 成彦, 佐藤 賢之介
    • 雑誌名

      土木学会論文集

      巻: 79 号: 3 ページ: n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-00258

    • ISSN
      2436-6021
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 外ケーブル補強を施したPC桁の数値解析2022

    • 著者名/発表者名
      繁田昂治朗、斉藤成彦、佐藤賢之介
    • 雑誌名

      第31回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム論文集

      巻: 31 ページ: 477-482

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 数値解析による杭基礎フーチングのせん断破壊挙動の評価2022

    • 著者名/発表者名
      中山 岳彦、斉藤 成彦、佐藤 賢之介
    • 雑誌名

      構造工学論文集 A

      巻: 68A 号: 0 ページ: 685-692

    • DOI

      10.11532/structcivil.68A.685

    • ISSN
      1881-820X
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 飽和度の異なるセメント硬化体中の塩化物イオン浸透に関する基 礎的研究2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 真歩、斉藤 成彦、佐藤 賢之介
    • 学会等名
      土木学会全国大会第78回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 杭基礎フーチングの地震時耐荷性状に及ぼす配筋諸元の影響2023

    • 著者名/発表者名
      及川 琢朗、斉藤 成彦、佐藤 賢之介
    • 学会等名
      土木学会全国大会第78回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 数値解析による塩害劣化した実規模 PC桁の耐荷性状評価2023

    • 著者名/発表者名
      澤座 みお、斉藤 成彦、佐藤 賢之介
    • 学会等名
      土木学会全国大会第78回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 断面内の腐食性状が異なる PCはりの破壊実験2023

    • 著者名/発表者名
      山本 兼佑、斉藤 成彦、佐藤 賢之介
    • 学会等名
      土木学会全国大会第78回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Analysis of Prestressed Concrete Girders Strengthened by External Tendons2022

    • 著者名/発表者名
      Kojiro Shigata, Shigehiko Saito, Kennosuke Sato
    • 学会等名
      International Conference on Regeneration and Conservation of Structures
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数値解析を用いた鋼材腐食の生じたPCはりの耐荷性状評価2021

    • 著者名/発表者名
      柴山 大明、斉藤 成彦、佐藤 賢之介
    • 学会等名
      土木学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 外ケーブル補強を施したPC桁の数値解析2021

    • 著者名/発表者名
      繁田 昂治朗、斉藤 成彦、佐藤 賢之介
    • 学会等名
      土木学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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