Enhancement of dynamic fracture simulation method for RC structures to evaluate and optimize the performance of various demolition methods

增强钢筋混凝土结构的动态断裂模拟方法，以评估和优化各种拆除方法的性能

基本信息

批准号：
22K04291
负责人：
山本佳士
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Hosei 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

インフラ老朽化、AIによる社会インフラ技術の高度化、コロナ禍がもたらす社会変化により、インフラの更新に対する要求は今後ますます増大していくことが想定される。したがって、インフラ構造物の設計・施工・維持管理技術のみならず、より効率的で環境負荷が小さく安全な解体工法の研究開発は今後重要になってくると考えられ、RC構造物のひび割れの進展から倒壊に至るまでの挙動を高解像で再現可能な数値解析技術の確立は解体工法の性能評価、最適化のために大きく貢献するものと考えられる。本研究では、申請者が開発している剛体バネモデル（RBSM）をベースとした手法を拡張、統合することで、静的作用、熱作用、発破等による衝撃作用を内部から分散、段階的に受ける、RC構造物の、ひび割れ発生位置、発生時間、進展速度等を含む詳細情報から、破砕片の飛散や部材の倒壊までの一連のプロセスを高解像度で再現する数値解析手法を開発する。当該年度においては申請者が開発しているRBSMを基本とした、ひび割れ進展挙動、圧縮破壊挙動、大変位、大回転挙動、破砕片同士の接触が再現可能な手法を、陰的時間積分法を適用して動的解析手法へと拡張した。開発した解析手法は、ひび割れ進展挙動、大変位・大回転挙動を含む動的応答を再現できることが分かった。

由于基础设施老化、人工智能带来的社会基础设施技术的进步以及冠状病毒大流行带来的社会变化，预计未来基础设施更新的需求将会增加。因此，研究和开发不仅是基础设施结构的设计、施工和维护技术，而且更有效、更安全、对环境影响更小的拆除方法预计将在未来变得重要，建立可以再现的数值分析技术。高分辨率的从倒塌到倒塌的行为预计将极大地有助于拆除方法的性能评估和优化。在本研究中，通过扩展和集成申请人开发的基于刚体弹簧模型（RBSM）的方法，静态作用、热作用、爆破引起的冲击作用等将被分散并逐渐从内部接收。将开发一种数值分析方法，根据裂纹发生位置、发生时间和传播速度等详细信息，以高分辨率再现 RC 结构中从碎片飞散到构件倒塌的一系列过程。本财年，我们将隐式时间积分方法应用到申请人开发的基于RBSM的方法中，该方法可以再现裂纹扩展行为、压缩断裂行为、大位移、大旋转行为以及碎片之间的接触，并将其扩展到动态分析方法。开发的分析方法被发现能够重现动态响应，包括裂纹扩展行为、大位移/大旋转行为。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Numerical evaluation of the perfobond (PBL) shear connector with transverse rebar using coupled rigid Body spring model (RBSM) and solid finite element method (FEM)

DOI：
10.1016/j.istruc.2022.09.117
发表时间：
2022-11
期刊：
Structures
影响因子：
4.1
作者：
Muhammad Shoaib Karam;Hikaru Nakamura;Yoshihito Yamamoto;T. Miura
通讯作者：
Muhammad Shoaib Karam;Hikaru Nakamura;Yoshihito Yamamoto;T. Miura

Reduction mechanism of the compressive properties of concrete with primary crack of different widths and angles evaluated by 3D-RBSM

3D-RBSM评价不同宽度和角度初生裂缝混凝土压缩性能的降低机理

DOI：
10.1016/j.engfracmech.2022.108877
发表时间：
2022
期刊：
Engineering Fracture Mechanics
影响因子：
5.4
作者：
Miura Taito;Nakamura Hikaru;Yamamoto Yoshihito
通讯作者：
Yamamoto Yoshihito

大回転・接触挙動を考慮したRBSMによるコンクリート部材の倒壊シミュレーション

使用 RBSM 考虑大旋转和接触行为的混凝土构件倒塌模拟

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
計算工学講演会論文集
影响因子：
0
作者：
渡辺　力，落合　楓;落合楓，渡辺力;浅野拳斗，宇佐美勉，葛漢彬，渡辺孝一;新宮百恵，名木野晴暢，足立忠晴;安部萌，名木野晴暢，足立忠晴;比江島慎二，三木弟梧;伊東竜哉，名木野晴暢，足立忠晴;比江島慎二;山本佳士，中村亙
通讯作者：
山本佳士，中村亙