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ホーム火災を経験したコンクリートの構成則
SDGsの分類
研究テーマ
建築
学科の分類
八幡工学実験場

火災を経験したコンクリートの構成則

八幡工学実験場

西野孝仁 教授

共同研究者

馬場望
耐火

耐震設計された建物であっても火災を経験すると、設計時に保有していた耐震性能を喪失していることが考えられます。したがって予め、火災の規模と建物損傷度の関係を推定しておく必要があります。火災の規模と建物損傷度の関係は実験により求められますが、数値解析を援用する必要性も生じます。鉄筋コンクリート構造物に対して数値解析を援用する場合、加熱冷却後のコンクリートの構成則が必要となりますので、本研究ではコンクリートの加熱冷却後の構成則を素材実験と弾塑性論に基づいて構築しようとしています。

研究概要

コンクリートの挙動特性を理論的に検討するためにはポアソン比が必要となりますので、様々な温度で加熱したテストピースを冷却後に圧縮試験を行い、ポアソン比を求めておきます(Fig.1,2)。次に3軸圧縮状態にあるコンクリートの加熱冷却後の挙動特性に関する知見を得るために、円形鋼管にコンクリートを打設した試験体を大型電気炉で加熱し、冷却後に万能試験機でコンクリートのみを加圧します。この実験結果と先ほどのポアソン比を用いて加熱冷却後コンクリートの構成則の構築を試みます。結果の一例として偏差ひずみと体積ひずみの関係をFig.3,4に示します。

試験体と電気炉
Fig.1 ポアソン比 常温
Fig.2 ポアソン比 Afte400℃
Fig.3 偏差ひずみvs.体積ひずみ 常温
Fig.4 偏差ひずみvs.体積ひずみ After400℃

今後の展開

有限要素解析プログラムに、構築した加熱冷却後コンクリートの構成則を適用すれば、各種鉄筋コンクリート部材の火災後の挙動特性に関する知見を得ることができます。解析精度の検証は過去に行った加熱冷却された鉄筋コンクリート柱の実験結果と比較検討することにより、可能となります。

有限要素解析による熱伝導解析と構造非線形解析

研究者INFO: 八幡工学実験場 西野孝仁 教授

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長森 英二

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