鉄筋コンクリートの動的破壊過程を解析する新しい数値解析法および計算ソフトの開発

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10450050
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 谷村 眞治 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (30081235)
• 研究分担者: 楳田 努 大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (60305646) ; 三村 耕司 大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (70181972)
• キーワード: 直下型地震 / 構造物 / 構造物 / 破壊 / 動的応答 / 解析 / 個別要素法 / 解析コード

研究概要

直下型地震において、激しい上下・水平動の同時作用により引き起こされる、鉄骨建築物のコンクリート内部の局所ひび割れ、およびその進展過程、鉄骨の抜け出しなどの衝撃破壊発生メカニズムの解明が望まれている。そのための数値解析に有用となり、非連続体の動的挙動解析にも応用できる、個別要素法に基づく二次元汎用型計算ソフトを開発した。この計算ソフトを使って、コンクリート構造物に種々の比較的単純な衝撃荷重が作用するときの衝撃破壊過程の数値シミュレーションを行い、かなり良好な精度で解析が行えることを確かめた。
前年度に引き続き、縦特性曲線法と有限要素法を組合わせて用いることで、直下型の激しい上下・水平動の下での、より実際的なコンクリート構造物の動的挙動を解析し、良好な結果を得ている。動的有限要素法では、大型鋼構造物モデルを詳細にモデル化し、その基底部に、直下型の地震動の記録波形を入力して、その地震動初期の激しい上下・水平動の入力時間と対応した構造物の過渡応答時の挙動を検証した。また、ニールセン橋の支承部が脆性破壊した、衝撃的な荷重によるものと考えられる問題に対しても、詳細なモデル化を行い、検討した結果、破壊条件を明示できた。現在、その他の結果についても整理する一方、破壊過程までを含む挙動を有効にシミュレートできる、個別要素法に基づく三次元汎用型計算ソフトについて精度等の検証・インターフェースの改良を実施中である。

研究成果

• [文献書誌] S.Tanimura.,K.Mimura,T.Nonaka.and W.H.Zhu: "Dynamic failure of structures due to the great Hanishin-Awaji earthquake"International Journal of Impact Engineering. 24(6-7). 583-596 (2000)
• [文献書誌] 谷村眞治,部谷弘之,楳田努,三村耕司,吉川紀: "ニールセン橋支承部の三次元動的挙動解析"日本機械学会論文集(A編). 66-651. 2079-2086 (2000)
• [文献書誌] 谷村眞治,齋藤年正,楳田努,三村耕司,小川信行: "直下型地震による大型鋼構造物の過渡応答時における動的応力"第1回構造物の破壊過程解明に基づく地震防災性向上に関するシンポジウム 講演論文集. 103-106 (2000)
• [文献書誌] 竹下昌彦,楳田努,三村耕司,齋藤年正,谷村眞治: "地震による大型鋼構造の動的挙動の三次元動的有限要素法解析"日本機械学会関西支部第74期定時総会講演会 講演論文集. 004-1. 11/11-12 (2000)