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本研究は、ひびわれに起因するコンクリートの破壊挙動の新しい解析手法を提示し、構造物のひびわれ性状や最終挙動を解明せんとするもので、設計の合理化に有益な情報を与えるものと期待される。また、コンクリートのひびわれの不連続性を直接的に表現することによって、従来の荷重-変位応答だけでなく、ひびわれの発生・進展といった破壊挙動を詳細に検討することが可能になり、性能照査手法としての応用を目標とするものである。
コンクリート構造物の破壊挙動を、離散型解析手法であるSpring Network(剛体バネ)モデルにより解析する手法を提案した。すなわち、コンクリートを剛体粒子に分割し、その粒子を連結するバネに破壊基準を含む材料の非線形特性を適切に与えて、コンクリートのひびわれの発生・進展を離散的にモデル化した。鉄筋をはじめとする補強材の離散モデルをSpring Networkモデルに導入し、コンクリート構造物の破壊挙動の数値解析を行い、モデルの検証、改善を行った。開発された解析手法を用いて、コンクリート構造物の初期ひびわれの発生から分布・進展過程、最終破壊モードの特定など、破壊現象の予測を行い、また、従来その破壊挙動の解析が難しいとされてきた対象に適用し、その破壊メカニズムの解明に取り組んだ。
従来、数値解析による予測が難しいとされてきた軸方向圧縮力を受けるRC梁のせん断破壊挙動に対して、本解析手法を適用した。その結果、斜め引張破壊耐力せん断圧縮破壊耐力が、軸方向圧縮力の影響を受けることが解析的にも確認され、その破壊挙動を精度良く予測することができた。また、本解析手法により、初期ひびわれの発生から最終破壊に至るまでの破壊現象を忠実に再現することができた。更に、これまで解析が困難であったせん断二次破壊の解析においても、その複雑な破壊挙動を本解析手法により、詳細に再現可能であることが確認された。
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