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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,現状のFEMソフトウェアでは,コンクリートの材齢差,荷重の載荷材齢,構造系変化,温度変化, 収縮,膨脹などを適切に考慮したクリープ解析プログラムは,実用化されていなかった. そこで,大手メーカーと大学のご協力のもと,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開発を 行うことになりました.

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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解析検証