耐久性を考慮した鉄筋コンクリート構造物の構造性能評価に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12650588
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 白井 伸明 日本大学, 理工学部, 教授 (90060144)
• 研究分担者: PAREEK Sanjay 日本大学, 工学部, 講師 (20287593) ; 森泉 和人 日本大学, 理工学部, 助手 (80277384) ; 中西 三和 日本大学, 理工学部, 教授 (40147690)
• キーワード: 鉄筋コンクリート / ひび割れ / 損傷 / 破壊靭性 / 非破壊検査 / 高靭性セメント / 寸法効果 / 有限要素法

研究概要

メゾおよびマクロレベルの視点から、セメント系材料およびRC部材の耐久性や耐震性能を支配する損傷量であるひび割れに注目した、破壊特性および劣化特性に関する実験的および解析的研究を行い、以下の成果が得られた。
(1)材齢(1〜30日)をパラメータとしたコンクリートおよびモルタル製はりの3点曲げ試験を行い、引張破壊靭性の評価を行った。引張強度後の軟化挙動は粗骨材の影響を大きく受け、破面特性の違いとして現れることが分かった。この破面特性の違いは、3相構造を考慮した粒子モデルにより記述できる可能性があることを検討した。
(2)AE法を適用してRCはり部材の曲げ破壊実験を行い、ひび割れの進展に伴うAE源位置評定を行った。周波数処理を応用した評定精度改善法を提案するとともに、累積イベント数は有効な損傷評価尺度であることを示した。
(3)寸法を変動因子としてRC複筋はりの曲げ破壊試験を行い、寸法の違いが最大耐力や変形性能に及ぼす影響を明らかにした。この強度および変形性能の寸法効果は圧縮破壊の局所化によるものであり、破壊力学概念を考慮した解析による検証を進めている。
(4)ひび割れ幅を制御する上で有効である高靭性セメント材料の力学特性を支配する破壊力学パラメータを評価した。さらに、水平荷重を受ける高靭性セメント製耐震壁の優れた変形性能を破壊力学パラメータを組みこんだFEM解析により検証した。

研究成果

• [文献書誌] 田嶋, 白井, 森泉, 渡部: "水セメント比と材齢の異なるコンクリートの引張軟化特性"コンクリート工学年次論文集. 第24巻第2号. 169-174 (2002)
• [文献書誌] 渡部, 白井, 大岡, 白都, 藤田: "高靭性ビニロン繊維補強モルタル耐震壁の弾塑性挙動に関する基礎的研究"日本建築学会構造系論文集. 第559号. 211-218 (2002)
• [文献書誌] Shirai, Watanabe, Oh-oka, Hakuto: "Finite Element Analysis of Shear Wall Specimens Made of Ductile Fiber Reinforced Cementitious Composite Subjected to Lateral Loading"Finite Elements in civil Engineering Applications. 219-227 (2002)
• [文献書誌] 岡野, 白井, 森谷: "AE法によるRC部材の損傷評価に関する基礎的研究"日本建築学会大会学術講演梗概集. 第IV巻. 21-22 (2002)
• [文献書誌] 三島, 白井, 森泉, 鳥田: "斜め加力を受けるRCボックス型耐震壁の繰返し挙動解析"日本建築学会大会学術講演梗概集. 第IV巻. 477-478 (2002)
• [文献書誌] 山下, 中西, 安達: "曲げを受ける鉄筋コンクリート造複筋ばりの寸法効果に関する実験的研究"日本建築学会大会学術講演梗概集. 第IV巻. 283-284 (2002)