コンクリートの破壊の有限要素解析における要素分割依存性に関する研究

1)分布ひびわれにエネルギー規準(要素の破壊エネルギー一定)を導入したモデルを用いて、有限要素法により無筋コンクリートはりのひびわれ進展解析を行った。その結果、要素の配列方向とひびわれの進展方向が一致している場合とそうでない場合で解析結果が異なり、方向が一致していない場合にはストレスロッキングが生じていることがわかった。このストレスロッキングが要素分割依存性の1つの原因であるが、ストレスロッキングは軟化領域にあるひびわれ要素とその周辺の弾性要素との変位の適合条件に起因しているため、分布ひびわれモデルを用いる限り避けられない問題であることがわかった。ストレスロッキングを避けるためには現在のところ要素の再分割しかないように思われる。2)要素分割依存性を解消する1つの方法として非局所理論の導入を考え、同理論(ここでは空間平均化理論を採用)に基づく有限要素プログラムの開発に着手したが、原時点ではまだ完成していない。3)現在一般的に行われている鉄筋コンクリート部材の有限要素解析における要素分割依存性を調べる目的で、汎用プログラム(DIANA)を用いてはり部材の解析を行った。その結果、特にせん断破壊を生じる場合に破壊荷重に対して、要素分割が影響することがわかった。

1)分布ひびわれにエネルギー規準(要素の破壊エネルギー一定)を導入したモデルを用いて、有限要素法により無筋コンクリートはりのひびわれ進展解析を行った。その結果、要素の配列方向とひびわれの進展方向が一致している場合とそうでない場合で解析結果が異なり、方向が一致していない場合にはストレスロッキングが生じていることがわかった。このストレスロッキングが要素分割依存性の1つの原因であるが、ストレスロッキングは軟化領域にあるひびわれ要素とその周辺の弾性要素との変位の適合条件に起因しているため、分布ひびわれモデルを用いる限り避けられない問題であることがわかった。ストレスロッキングを避けるためには現在のところ要素の再分割しかないように思われる。2)要素分割依存性を解消する1つの方法として非局所理論の導入を考え、同理論(ここでは空間平均化理論を採用)に基づく有限要素プログラムの開発に着手したが、原時点ではまだ完成していない。3)現在一般的に行われている鉄筋コンクリート部材の有限要素解析における要素分割依存性を調べる目的で、汎用プログラム(DIANA)を用いてはり部材の解析を行った。その結果、特にせん断破壊を生じる場合に破壊荷重に対して、要素分割が影響することがわかった。