鉄筋コンクリート構造の３次元非線形有限要素解析
性能照査型設計法が実際の設計実務に取り入れられつつある中、非線形有限要素法によりコンクリート構造物の挙動をシミュレーションする技術は、設計技術を構成する要素の一つとして有用である。また、従来では構造物を二次元にモデル化する必要があったものが、近年の計算機容量、計算速度の飛躍的な向上に伴い、構造をそのままにモデル化して三次元非線形解析を実施することが可能かつ適切な手法となりつつある。地震による多方向からのゆれを受ける三次元構造物では多方向にひび割れが発生することを想定する必要がある。本報では、６方向までのひび割れの発生を考慮した鉄筋コンクリートの三次元非線形ひび割れモデルを構築し、これを用いた三次元非線形有限要素解析の有用性を示した。
キーワード： 鉄筋コンクリート，多方向ひび割れ，3次元非線形有限要素解析，性能照査型設計
＊１ 技術センター土木技術研究所土木構工法研究室
Three-dimensional Nonlinear Analysis of Reinforced Concrete Members
Three-dimensional nonlinear finite element analysis is a useful element of performance-based design systems, which can now provide practical design solutions for structures. In these days of rapid improvements in computing speed and memory capacity, calculation techniques cover not just simple two-dimensional modeling but also three-dimensional modeling of real structures. When a reinforced concrete structure undergoes seismic movement, multi-directional cracking behaviors sometimes appear. The influence of this behavior must be considered in the design. This paper proposes a three-dimensional reinforced concrete model for investigating multi-directional cracks in up to six directions. The model was verified by a comparison with three-dimensional nonlinear finite element analyses and experiments on a cylindrical specimen subjected to multi-directional loading.
Keywords: reinforced concrete, multi-directional cracks, three-dimensional nonlinear finite element analysis, performance-based design
*1 Civil Structure and Material Research Section, Civil Engineering Research Institute, Technology Center