技術情報

当社の専門技術をご紹介します。

当社の専門技術は、【構造技術】と【情報技術】です。
【構造技術】に関しては、
・橋梁の動的解析
・鉄筋コンクリート(RC)の有限要素解析
【情報技術】に関しては、
・数値解析
・データ分析
が専門分野です。以下、これらの技術をご紹介します。
曲げ破壊型のRCはり部材

文献を基に単純梁の解析事例を示します。

曲げ破壊型では、このように2点集中載荷すると、引張側は高さ方向に曲げひび割れが進展し、圧縮側は等曲げ区間で圧壊します。

せん断破壊型のRCはり部材

  • せん断破壊型では支点から載荷点に向かって斜めせん断ひび割れが進展していくことになります。

解析事例

  • 実際に解析ツールを用いて行った解析事例を示します。

解析対象

  • 幅500mm、高さ1000mm、長さ8000mmのRC単純はり。
  • 鉄筋比:引張鉄筋比0.02、圧縮鉄筋比0.01
  • かぶり:上下とも100mm

荷重

2点集中載荷で漸増載荷

解析に用いる材料特性

  • コンクリート:f’c=30N/mm², ft=1.71N/mm², εpeak=0.002, Gmax=20mm ,
    Gf=0.0843N/mm
  • 鉄筋: , fy=345N/mm²,ES=200kN/mm²
引張の構成則 圧縮の構成則

引張応力を受ける無筋コンクリートではひび割れが局所化するため、鉄筋を含むコンクリートの応力 – ひずみ関係とは異なる引張軟化挙動を示す。
無筋コンクリートの引張軟化挙動は一般に、引張破壊エネルギーGfによって代表される。
Gfは式(2.2)で表される。

Gf = 10(dmax)1/3・f’cd 1/3(N/m) (2.2)
ここに、dmax:粗骨材の最大寸法(mm)
f’cd:設計圧縮強度(N/mm²)

解析モデルは、要素長さが200mm程度となるように要素分割を行い、鉄筋配置に応じてRC領域と無筋領域に分けてモデル化している。

  • RCの非線形有限要素解析では、ひび割れの表現方法として分散ひび割れモデルと離散ひび割れモデルがある。
  • 分散ひび割れモデルは、ひび割れが要素内に一様に分布するとして、鉄筋も要素内に分散して配置し、鉄筋比で表す。
  • 離散ひび割れモデルは、ひび割れの開口も表現し、鉄筋もコンクリート要素とは分離してモデル化する。
  • 今回のモデルは分散ひび割れモデルを使用しており、このようなモデルではコンクリートと鉄筋の付着が及ぶ範囲をRC領域、及ばない範囲を無筋領域としてモデル化する。

  • RC領域の範囲は付着が及ぶ範囲を考慮して決めるが、実務では、かぶりを目安に、鉄筋が要素の重心位置になるように決める。
  • かぶりは100mmより、高さ方向の要素長を200mmとして決める。
  • RC領域に鉄筋比を設定する。

損傷指標

クリックで図が拡大します。

橋梁の動的解析

  • 橋梁の解析事例を示します。