| 研究課題/領域番号 |
22K14310
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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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| 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
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| 研究機関 | 北海学園大学 |
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研究代表者 |
金澤 健 北海学園大学, 工学部, 准教授 (80823773)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2024年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 斜め引張破壊 / ゲルバー桁 / 極限解析 / 鉄筋コンクリート / 棒材 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，劣化の有無や幾何学的不連続性に左右されない力学的根拠をもつ終局耐力(曲げ，せん断)の解析解をRC 棒部材に対して導出する．本研究で導出する解析解とは，幾何学的な不連続性を考慮した力のつり合い式(下界) と，材料劣化を考慮した変形の適合条件(上界) を共に満たす終局耐力である．これにより，既設鉄筋コンクリート構造物に対して，新設時（非劣化）から供用終了時（劣化有）までの連続的な耐力評価を可能とする学術的基盤を整備する．
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| 研究実績の概要 |
老朽化したコンクリート橋で一般的に使用されているゲルバー桁の接合部では，桁高が不連続になる部分からのひび割れにより斜め引張破壊が生じうる。その耐力をストラットタイモデルで算定すると，過度に安全側の耐力が算定される場合がある。今年度は，鉛直方向のつり合い式を目的関数とし，水平方向とモーメントのつり合い式を制約条件とした最適化問題を定式化した。この枠組みでは，最小化された目的関数が求める斜め引張耐力を表すことになる。
既往の文献から30供試体の試験データ（終局耐力）を収集し，本解析結果と比較することでその精度を検証した。その結果，解析による予測値と試験結果との平均誤差は2%程度であり，この精度はストラットタイモデルを用いた場合よりも優れていた。また，力のつり合い式を構成する各抵抗機構と，接合部の諸元から定まる無次量との間に相関関係があることを見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
桁高が不連続な場合の終局耐力を最適化問題の枠組みで計算する方法を概ね確立することができたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
斜めひび割れが支配的な破壊形式について，内力による抵抗機構を定量化できる計算方法を整備できたため，耐力算定式をモデルコードに掲載できるような形で簡易にまとめることを目指す。桁高が不連続でない通常の梁が呈する斜め引張破壊のメカニズムを参考に，ゲルバー桁の耐力に支配的な影響を及ぼすパラメータを最適化計算により同定する。
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