Proposals of Structural Analysis Method and Guidlines for Thickness Design of CRC Slab Subjected to the Effect of Differential Settlement commendationn CRCP

受不均匀沉降影响的CRC板结构分析方法建议及厚度设计指南CRCP

基本信息

批准号：
22K04261
负责人：
佐藤良一
金额：
$ 2万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

３D-FEMの統一的解析法の確立を目指し、不同沈下の影響を受ける連続鉄筋コンクリート舗装(CRCP)版の乾燥収縮の影響解析、自重の影響、クリープの影響、版上下面の温度差、輪荷重を順次受ける場合の版と路盤の接地・剥離の合理的判定と接地・剥離に応じた版応力の解析を行った。不同沈下の影響を受けるCRCP版の応力解析は複雑な非線形問題となる。コンクリート部材に限ってもひび割れ部のせん断伝達機構の解明が不可欠となる。はりモデルでひび割れ導入予定箇所に2軸変位計を取り付けた後引張力、せん断力を負荷し、ひび割れ幅とせん断変位の同時測定を実現し、横ひび割れ部のせん断伝達は骨材のかみ合いとともに開始することを明らかにした。このような非線形問題に対し、安定した解を得るために微小増分法を適用した。すなわち、各荷重(収縮、自重、クリープ、版上下面温度差、輪荷重) の1/100を作用させ、収束判定を行った。出力は上下方向の変位と版応力を同時に行い、整合性を確認した。また、版の接地、剥離に応じた空隙要素の剛性を適切に設定することにより、版下面が路盤上面より下方に変位するといった矛盾を解消した。これらの結果は、従来のバネモデルを飛躍的に改善したもので、学術的にも、技術的にも大きく貢献すると思われる。この成果を広く社会に還元するために、この手法をベースにして版厚設計指針(案)の策定を行った。その趣旨は不同沈下、連続鉄筋コンクリート舗装をキーワードに50年を設計耐用年数とでき、版厚効果を考慮した曲げ強度、破壊確率に関係づけた曲げ疲労破壊回数を提示することである。また、荷重支持性能を地盤の極限支持力を適用して、直接照査可能とした。

为了建立统一的 3D-FEM 分析方法，我们分析了受不均匀沉降影响的连续钢筋混凝土路面 (CRCP) 板的干燥收缩的影响、自重的影响、徐变的影响、之间的温差影响。我们通过以下步骤对板与路基之间的接触/分离进行了合理判断，并分析了板响应接触/分离的应力。受差异沉降影响的CRCP板应力分析是一个复杂的非线性问题。即使在混凝土构件中，阐明裂缝中的剪切传递机制也至关重要。在计划引入裂缝的位置的梁模型上安装二轴位移计后，施加拉力和剪力，同时测量裂缝宽度和剪切位移，水平裂缝区域开始剪切传递一旦聚合宣布它会这样做。我们应用微小增量法来获得此类非线性问题的稳定解。即，应用各载荷（收缩、自重、蠕变、板上下表面之间的温差以及车轮载荷）的1/100来确定收敛性。对于输出，同时执行垂直位移和板应力以确认一致性。另外，根据板的接地和剥离情况，适当设置间隙单元的刚度，解决了板下表面位移低于路基上表面的矛盾。这些结果比传统弹簧模型有了显着改进，预计将在学术和技术上做出重大贡献。为了将这一成果广泛回报社会，我们基于该方法制定了板厚设计导则（草案）。目的是基于不均匀沉降和连续钢筋混凝土路面的关键词，提供50年的设计使用寿命，并呈现弯曲疲劳失效次数与弯曲强度和失效概率的关系，同时考虑板厚影响。此外，还可以直接应用地面极限承载力来校核承载性能。