| 研究課題/領域番号 |
22K20449
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0303:土木工学、社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 福島工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
相馬 悠人 福島工業高等専門学校, 都市システム工学科, 助教 (50968568)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 有限要素法 / 損傷モデル / 鉄筋コンクリート / 圧縮破壊 / 付着挙動 / コンクリート構造物 / ひび割れ進展挙動 / コンクリートの破壊力学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
構造物を構成するRC部材の破壊挙動を数値シミュレーションにより評価するためには，RC部材で段階的に生じる複数の破壊ステージをシームレスに再現できる手法を開発することが重要となる．本研究では，段階的に生じるRC部材の破壊挙動を「マルチステージ破壊挙動」と定義する．このマルチステージ破壊挙動をシームレスに追従するためには，初期の破壊ステージから支配的であるコンクリートの開口挙動や再接触挙動のモデル化が重要な課題となる．本研究では，上記のようなコンクリートの破壊挙動を精度よく再現できる材料モデルを提案し，RC部材のマルチステージ破壊シミュレーション手法を構築することを目的とする．
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| 研究成果の概要 |
コンクリート構造物のマルチステージ破壊挙動を再現するため，コンクリートの圧縮破壊を再現できる損傷モデルを定式化した．側圧を受けるコンクリートの圧縮破壊の再現性を確認した結果，側圧の増加に伴い，圧縮強度が増加し，軟化勾配が緩やかになる実験結果の傾向を概ね再現できることを示した．また，鉄筋とコンクリート間の付着挙動を対象とし，実験結果と解析結果を比較することで，材料界面における摩擦接触を伴う破壊挙動の再現性を確認した．その結果，構成モデルや材料パラメータを変えずに，鉄筋の幾何形状のモデル化の違いのみで，付着挙動の違いを再現できることを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
構造物の防災や減災などの観点から，RC部材の終局に至るまでの力学性能を精度よく評価することは重要である．本研究における解析手法は，少ない材料パラメータで，RC部材の破壊挙動を3次元で詳細に再現できる方法であり，破壊メカニズムの解明や健全性の評価などに貢献することができる．
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