コンクリートの非線形クリープ構成方程式の確立に関する研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650424
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 阪田 憲次 岡山大学, 工学部, 教授 (20093685)
• Keywords: コンクリート / クリープ / 非線形クリープ構成方程式 / ハイブリッド法 / 非線形最適化問題 / 乾燥開始時材令 / 載荷時材令 / 養生条件

Research Abstract

平成4年度の研究成果をもとにして、コンクリートの非線形クリープ構成方程式を確立した。養生方法6種類,荷重の大きさが5種類のコンクリート供試体を用い,200日間測定された実験値をもとにして、非線形クリープ構成方程式を決定した。これは、数学的に言えば、非線形最適化問題となる。また、具体的には、非線形最小二乗法により、クリープ構成方程式の未定係数を決定することになる。本研究で用いた非線形最小二乗法は、非線形性の大きい問題においても、比較的安定して収束すると言われているハイブリッド法である。この未定係数を決定するためには、膨大な計算が必要である。本研究では、パーソナルコンピュータを端末とし、岡山大学情報処理センターの大型計算機により計算した。
以上のようにして求めた方程式を用いて、任意載荷期間におけるクリープひずみと弾性ひずみとの関係を表わすことが可能になった。しかし、クリープ構成方程式は、変動応力下のクリープひずみの計算を行なう場合には、時間の関数でなければ実用的でない。また、構成方程式の係数におよぼすコンクリートの配合、環境条件および部材寸法等の影響を明らかにしなければならない。本研究においては、そのための実験を実施した。その結果、ハイブリッド法により求められた未定係数b,C_1およびC_2の最適値は、養生条件の異なるいずれのコンクリートにおいても、載荷期間の長さに関係なく一定とみなすことができることが明らかになった。また、乾燥開始時材令は、すべての未定係数の最適値に影響をおよぼし、一方、載荷時材令は、未定係数aおよびC_2の最適値に影響することが明らかになった。
以上の結果、本研究で求められた非線形クリープ方程式を用いると、従来の線形クリープ方程式の倍の精度で、クリープひずみを予測することが可能になった。

Research Products

• [Publications] 阪田憲次: "コンクリートの乾燥収縮およびクリープの予測" コンクリート工学. 31巻. 5-14 (1993)
• [Publications] Kenji SAKATA: "Prediction of Concrete Creep and Shrinkage" Proceedings of the 5th RILEM International Symposium on Creep and Shrinkage of Concrete. 649-654 (1993)
• [Publications] Kenji SAKATA: "Prediction of Creep under the various stress histories by non-linear equation and creep hardening rule" Proceeding of the 5th RILEM International Symposium on Creep and Shrinkage of Concrete. 201-206 (1993)