2016年度 鉄筋コンクリートの材料-構造連成構成則   Integrated modeling of reinforced concrete structure

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開講元
土木工学コース
担当教員名
千々和 伸浩 
授業形態
講義     
曜日・時限(講義室)
月5-6(M114)  
クラス
-
科目コード
CVE.E431
単位数
2
開講年度
2016年度
開講クォーター
3-4Q
シラバス更新日
2016年1月11日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

本講義では、水和反応-空隙構造-物質移動モデルに基づいた材料としてのコンクリートのモデリング、分散ひび割れモデルを中心とした構造部材としての鉄筋コンクリートのモデリング、ならびにこれらの連成によるレオロジーモデルを中心とした材料-構造連成モデルを解説する。
良質なインフラを建設したり、インフラの維持管理を合理化を図っていく上で、材料挙動に根差した構造性能の理解が重要になると考えられる。本講義では材料的なモデリングの理解を通じてコンクリートの材料、構造特性についての理解を深めることを目的とする。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する。
1)水和反応-空隙構造-物質移動モデルに基づいて、多孔体としてのコンクリート材料挙動を説明できる。
2)分散ひび割れモデルに基づいて、鉄筋コンクリ―トの力学的な応答を説明できる。
3)材料-構造連成モデルに基づいて、材料スケールの挙動が構造物に与える影響を説明することができる。

キーワード

鉄筋コンクリート、材料-構造連成解析、水和反応-空隙構造-物質移動モデル、分散ひび割れモデル、レオロジーモデル、材料劣化

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

講義の最後に期末試験を行います。また毎講義後にでは小レポートの提出を課します。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 イントロダクション 最先端の鉄筋コンクリート解析技術について知る。
第2回 水和発熱モデル 水和反応の熱力学的モデルについて理解する。
第3回 空隙形成-水分移動モデル 多孔体としての挙動理解の基礎となる空隙形成-水分物質移動モデルを理解する。
第4回 中性化モデル コンクリート中性化の機構とそのモデル化を理解する。
第5回 塩化物イオン浸透モデル 多孔体中の塩化物イオン移動モデルを理解する。
第6回 酸素透過モデルおよび鋼材腐食モデル(材料) 多孔体中の酸素移動モデルと電気化学的腐食モデルについて理解する。
第7回 鉄筋コンクリートにおけるひび割れのモデル化 鉄筋コンクリートモデルにおけるひび割れの取り扱い方を理解する。
第8回 コンクリート弾塑性破壊モデル 非線形材料である鉄筋コンクリートの構造的特性を記述する弾塑性破壊モデルについて理解する。
第9回 コンクリートせん断伝達モデル コンクリートひび割れ面上におけるせん断伝達のモデル化について理解する。
第10回 コンクリート付着-すべりモデル コンクリート中の鉄筋界面の付着のモデル化について理解する。
第11回 鉄筋コンクリート板モデル 鉄筋コンクリート板を対象にした、交番載荷時のモデル化について理解する。
第12回 時間依存変形モデル(高応力クリープ) 微小破壊により生じる高応力クリープのモデリングについて理解する。
第13回 時間依存変形モデル(低応力クリープ) 低応力時に主として生じるクリープ現象に関するレオロジーモデルを理解する。
第14回 鋼材腐食モデル(構造) 鉄筋腐食を評価するための構造モデルを理解する。
第15回 鉄筋コンクリート疲労モデル 繰り返し載荷に伴うマイクロクラックの進展モデルを理解する。

教科書

Nonlinear Mechanics of Reinforced Concrete, K. Maekawa, A. Pimanmas and H. Okamura, SPON Press, 2003.
Multi-Scale Modeling of Structural Concrete, K. Maekawa, T. Ishida and T. Kishi, Taylor and Francis, 2008.

参考書、講義資料等

なし

成績評価の基準及び方法

本講義における成績は小レポート(30%)、期末試験(70%)により評価する。

関連する科目

  • CVE.E201 : コンクリート工学
  • CVE.E301 : コンクリート構造
  • CVE.E401 : コンクリート構造特論
  • CVE.N231 : コンクリート・地盤工学実験第一
  • CVE.N331 : コンクリート・地盤工学実験第二

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修条件は特に設けないが,関連する科目を履修していることが望ましい。

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