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コンクリート構造物のFEMソフトウエア

Soft-OCU(クリープ&乾燥収縮解析プログラム)

( FEM SOFTWARE ORIENTED TO CREEP AND ELASTO-PLASTIC ANALYSIS FOR ULTIMATE PROPERTIES OF CONCRETE STRUCTURES )

プログラムの概要

若材齢コンクリートの物性変化を厳密に評価し、かつ、 架設段階を追った形でコンクリート構造物のクリープおよび乾燥収縮の評価解析を行う。

開発の背景

コンクリート図

コンクリート構造物において,コンクリートのクリープ・乾燥収縮の影響評価も重要な テーマである.その影響を精度よく把握することにより,コンクリート部材に発生する有害な ひび割れを抑制することができ,より安全で経済性と構造性能の高い構造物の設計,施工が可能 となる. しかし,現状では建築設計指針(たとえば、日本建築学会. 鉄筋コンクリート造建築物の 収縮ひび割れ. 2003/06)などの要求に応えられるFEM解析プログラムが実用化されていなかった. そこで,大阪市立大学居住環境材料学研究室と建築構造学研究室のご協力のもと, コンクリート構造物のクリープ・乾燥収縮解析プログラム (略称「Soft OCU」)の 開発が始まりました.

主な特徴

コンクリート応力が変化する場合のコンクリートひずみ(基本式)

コンクリート応力度σ(τ)が変化する場合のコンクリートのひずみを次式の基本式に従い求めている。



基本式
変化する応力
図 13 経時変化する応力度

経時変化するコンクリートのひずみ成分

コンクリート特有の弾性ひずみ(温度ひずみ含む)、 乾燥収縮ひずみ(自己収縮ひずみ含む)、 クリープひずみ及び弾性係数変化に伴うひずみなど、 時間に依存するひずみを厳密に追跡が可能!!


ひずみ成分
図 14 コンクリートの変位成分

解析処理モジュールとシステムイメージ

処理形態はPC上でのバッチ処理を基本とし、入力データファイルは、 excelファイルとする。構造解析結果はXMLデータベースに格納され、 汎用のプリポストと連動し変形図や曲げモーメント図など作成!!


システム
図 15 システムモジュールフロー図

解析例

2階建鉄筋コンクリート造(4分の1モデル)における クリープ・乾燥収縮進行によるひび割れ進行シミュレーション





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