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ダムの耐震解析

受託事例

RCダムピアの耐震照査と補強検討

ダム洪水吐ピアのレベル2耐震照査と補強検討を実施した事例です。有限要素モデルによる非線形Push-Over解析と地震応答解析結果から、鉄筋降伏後の構造物の挙動把握や損傷状況の推定を行い、必要補強量を算定しました。

【図1】は、ダムピアを3次元FEMモデルで評価した図です。鉄筋部分はトラス要素とし、鉄筋の軸方向にバイリニア特性材料を適用しています。鉄筋はコンクリートの三次元ソリッド要素と節点を共有としています。鉄筋とコンクリートの付着表現はコンクリートモデルのひび割れ発生後のテンションスティフニングで評価しました。コンクリート部分は【図2】に示すようなADINAの非線形特性を適用し、コンクリートが圧縮側降伏した所までPush-Over計算をしました。また入力地震動によるコンクリート非線形地震応答解析も実施しています。

【図1】解析モデル(FEMメッシュ)

【図1】解析モデル(FEMメッシュ)

【図2】コンクリートの応力-ひずみ特性

【図2】コンクリートの応力-ひずみ特性



【図3-1】非線形Push-Over解析結果(初ひび割れ)

【図3-2】非線形Push-Over解析結果(終局時破壊状況)



【図4】Push-Over解析結果(鉄筋降伏状況 - 塑性ひずみ分布)

【図5】非線形地震応答解析結果(鉄筋降伏状況 - 軸ひずみ時刻歴)

【図5】非線形地震応答解析結果(鉄筋降伏状況 - 軸ひずみ時刻歴)



【図3】~【図5】の解析結果を踏まえて補強方法の提案、検討を行い、補強案に対する非線形有限要素解析を実施しています。その結果から終局時の補強鋼板の塑性化状況を確認しました。

本検討により把握した破壊現象を踏まえ、補強設計や設計改善を行えます。


流体構造物相互作用によるコンクリートダムの地震応答解析

重力式コンクリートダムが地震を受けた時のダム貯水とダム堤体との相互作用を考慮した地震応答について検討した事例です。

堤体部は2次元平面ソリッド要素でモデル化を行い、コンクリート材料非線形を考慮しました。また、貯水部はポテンシャル流体要素でモデル化しました。減衰は1次固有振動の減衰常数を10%として、初期剛性に比例する減衰として考慮しました。

ダム貯水とダム堤体(コンクリート非線形)との相互作用を考慮した地震応答

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