地震作用を受けるRC地中シェル構造の残在機能と復旧コスト評価システム

2000 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 11355021
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 土木材料・力学一般
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 前川 宏一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80157122)
• 研究分担者: 小澤 一雅 東京大学, 大学院・新領域創世科学研究科, 助教授 (80194546) ; 丸山 久一 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (30126479) ; 岡村 甫 高知工科大学, 工学部, 教授 (30010664) ; 東畑 郁生 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20155500) ; 岸 利治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90251339)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2000
• キーワード: RC構成則 / 地盤構造の相互作用 / 積層シェル / 性能設計 / 地下タンク / 復旧コスト / 液状化

研究概要

(1)RCシェルモデルの高度化
面内せん断と面外多方向曲げを受けるRCシェルの履歴依存型構成モデルを基本にして,さらにMindlin-shellの定式化に面外せん断破壊エネルギーを導入して,面外せん断・面内せん断・面外曲げの組み合わせを考慮できるように改良を施した。検証実験は研究代表者の所属機関に設置されている3軸動的載荷装置を用いて行った。
(2)面内・面外応力を受けるRCシェルの残留損傷度指数
積層シェルの各層の面内損傷度は,研究分担者らが開発してきた,2次元RC構成モデル中の圧縮・引張・せん断破壊パラメータを用い,これらが厚み方向に分布する状況下において,適切な板としての損傷指数を提案した。その際,力学的欠損が耐久性能に関連する保水能力と物質透過特性に及ぼす影響を定量化する為に,非圧・湿度勾配下での水分移動を実験的に再現した実験を行い,解析精度の検証を行った。
(3)3次元土粒子骨格構成モデルの高度化
土粒子骨格に関する繰り返しせん断モデルを一般3次元場での液状化解析へ組み入れ,RCシェル非線形構造解析システムと連動させるようにした。研究分担者が所属する機関の振動台を用いて,水平2方向に振動を受ける模擬地盤の液状化実験により,数値解析システムの検証を行った。
(4)復旧コスト評価との連結
上記3項目を3次元地盤構造解析プログラムに組み込み,作動の検証を多角的に実施した。これには各分担者の所有する計算環境を使用して行った。人工島立地の地中RC地下タンクの性能試設計,並びにトンネル縦孔の概略設計を行い,精度が特に要求される仮定・モデルを特定することができた。さらに復旧コスト算定に必要な出力情報を整理し,動的応答解析手法の出力結果の後処理法について検討を行った。

研究成果

• [文献書誌] 石田哲也: "物質・エネルギーの生成・移動と変形・応力場に関する連成解析システム"土木学会論文集. No.627 V-44. 13-25 (1999)
• [文献書誌] Koichi MAEKAWA: "2D and 3D Multi-Directional Cracked Concrete Model under Reversed Cyclic Stresses"JCI Seminar on Post-Peak Behavior of RC Strucutres Subjected to Seismic Loads. Vol.2. 17-36 (1999)
• [文献書誌] Rajesh P.DHAKAL: "Post-Peak Cyclic Behavior and Ductility of Reinforced Concrete Columns"JCI Seminar on Post-Peak Behavior of RC Strucutures Subjected to Seismic Loads. Vol.2. 151-170 (1999)
• [文献書誌] Satoshi TSUCHIYA: "Resonse Analysis of Reinforced Concrete Rigid-Frames in Railroad Viaducts Damaged by the Hyogo-ken-Nanbe Earthquake"JCI Seminar on Post-Peak Behavior of RC Strucutures Subjected to Seismic Loads. Vol.2. 245-258 (1999)
• [文献書誌] 土屋智史: "常時偏心軸力が作用する鉄筋コンクリート柱の多軸曲げ挙動と非線形解析"土木学会論文集. No.634 V-45. 131-143 (1999)
• [文献書誌] 前川宏一: "疑似直交2方向ひび割れを有する平面RC要素の空間平均構成モデルの再構築"土木学会論文集. No.634 V-45. 157-176 (1999)
• [文献書誌] 福浦尚之: "非直交する独立4方向ひび割れ群を有する平面RC要素の空間平均化構成則"土木学会論文集. No.634 V-45. 177-195 (1999)
• [文献書誌] 前川宏一: "多方向ひび割れを考慮したRC構成則の部材・構造挙動からの検証"土木学会論文集. No.634 V-45. 209-225 (1999)
• [文献書誌] Bernhard HAUKE: "Three-Dimensional Modeling of Reinforced Concrete with Multi-Directional Cracking"Journal of Materials, Concrete Structures and Pavements. No.634 V-45. 349-368 (1999)
• [文献書誌] Bernhard HAUKE: "3D FEM Tool for Performance Evaluation of Strengthened RC Members"Journal of Materials, Concrete Structures and Pavements. No.634 V-45. 369-386 (1999)
• [文献書誌] 石田哲也: "物質移動則と科学平衡論に基づく空隙水のpH評価モデル"土木学会論文集. No.648 V-47. 203-215 (2000)
• [文献書誌] Rajesh P.DHAKAL: "Determination of Buckling Length of Reinforced Bars Based on Stability Analysis"コンクリート工学年次論文集. Vol.22 No.3. 73-78 (2000)
• [文献書誌] 土屋智史: "ねじりと曲げ/せん断力を交番載荷したRC柱部材の応答解析"コンクリート工学年次論文集. Vol.22 No.3. 103-108 (2000)
• [文献書誌] 丸山久一: "プレキャストPC橋脚の耐震性に関する実験的研究"プレストレストコンクリート技術協会第10回シンポジウム論文集. 293-298 (2000)
• [文献書誌] 土屋智史: "3次元非線形動的解析を用いたRC鉄道高架橋の耐震性能評価"土木学会論文集. No.662 V-49. 1-15 (2000)
• [文献書誌] Bernhard HAUKE: "Three-Dimensional Modelling of Reinforced Concrete with Multi-Directional Cracking"Concrete Library of JSCE. No.36. 181-206 (2000)
• [文献書誌] Koichi MAEKAWA: "Shear Failure and Ductility of RC Columns after Yielding of Main Reinforcement"Engineering Fracture Mechanics 65. 335-368 (2000)
• [文献書誌] Bui Trong CAU: "A Decision-Making Method on Design Alternatives for Construction Projects"建設マネジメント研究論文集. Vol.8. 11-23 (2000)
• [文献書誌] 石田哲也: "鉄筋コンクリート部材に発生する材料不均一性の定量"土木学会論文集. No.669 V-50. 187-201 (2001)
• [文献書誌] Amorn PIMANMAS: "Influence of Pre-Crack on RC Behavior in Shear"Journal of Materials, Concrete and Pavements, JSCE. No.669 V-50. 277-291 (2001)
• [文献書誌] Amorn PIMANMAS: "Multi-Directional Fixed Crack Approach for Highly Anisotropic Shear Behavior in Precracked RC Members"Journal of Materials, Concrete and Pavements, JSCE. No.669 V-50. 293-307 (2001)