ken10604

氏名：名古屋　翼

論文題目：乾燥と載荷を受けるコンクリートの時間依存性応力解析法の高度化と検証

指導教員：下村　匠

概要：
コンクリート構造物を設計する上で，コンクリートの収縮が拘束されることによるひび割れの発生を予測することは重要であるが，実構造物の設計段階で一般的に用いる収縮ひび割れの予測技術はまだ確立されていないのが現状である。この理由として，コンクリートが乾燥を受ける場合，表面から乾燥が進行するためコンクリート内部拘束と外部拘束の影響，乾燥中の水和反応に伴うコンクリート物性の経時変化や自己収縮の影響，乾燥と外力を受ける際に生じるクリープの影響などが複合的に進行するといった，乾燥収縮特有の事由が原因である。また，近年では骨材自身が大きく収縮する場合があると指摘されており，セメントペーストの収縮のみならず骨材の収縮をも考慮した収縮ひび割れ予測が求められる。
そこで本研究では，水和反応によるセメントペーストの自己収縮や物性変化，水分逸散によるセメントペーストの乾燥収縮や骨材の収縮などの影響を正確に抽出する実験を行うとともに，それらの影響を再現できる数値解析プログラムの構築を目指した。また，高度化した解析プログラムを用いて本研究室で行った既往の研究結果を再現解析し，応力解析法の適用性を統一的に検証するとともに，大断面を有する部材レベルでの試験体における適用性も検討した。
その結果，乾燥期間中の強度発現を考慮した解析により，乾燥初期からひび割れまでの引張変形挙動を良好に再現できること，自己収縮を考慮した解析により，養生中の自己収縮拘束によるひび割れ応力と有効弾性係数の低下が再現できることが確認された。また，コンクリート中の骨材の収縮をコンクリート内部の各位置における相対湿度の関数として評価することで，収縮性骨材を用いたコンクリートの挙動が良好に再現できることが明かとなった。
既往の研究結果の再現解析では，コンクリートの内部拘束による平均剛性の低下，拘束度による引張変形特性の違い，吸湿と瞬間的除荷に除荷経路の違い，遅れ弾性ひずみ成分などを表現できることが確認され，その発生メカニズムをコンクリート内部挙動より明らかにした。
さらに，部材レベルの試験体における収縮ひび割れ発生予測も精度よく行えることが確認され，現在の応力解析手法が種々の乾燥条件，載荷条件，部材断面において適用可能であることが検証された。

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