(57)【要約】【課題】コンクリート構造物の最小ひび割れ指数について、高額な専用ソフトおよび高性能パソコンを必要とせずに、最小ひび割れ指数を携帯可能なモバイル型パソコンを用いて迅速に算定できる方法と装置を提供する。【解決手段】コンクリート構造物を構造形態に応じた解析モデルに分類し、分類した解析モデル毎にコンクリート構造物の最小ひび割れ指数に関与する因子を選定した解析パターンを定め、この解析パターンに基づいて有限要素法による温度応力解析を行い、さらに解析モデル毎に因子を変更した重回帰分析を行って推定式を定め、この推定式に基づいて最小ひびわれ指数を算出することを特徴とするコンクリート構造物の最小ひび割れ指数の算定方法、および上記推定式からなる最小ひび割れ指数の算定ソフトを搭載した携帯パソコン。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物を構造形態に応じた解析モデルに分類し、分類した解析モデル毎にコンクリート構造物の最小ひび割れ指数に関与する因子を選定した解析パターンを定め、この解析パターンに基づいて有限要素法による温度応力解析を行い、さらに解析モデル毎に因子を変更した重回帰分析を行って推定式を定め、この推定式に基づいて最小ひびわれ指数を算出することを特徴とするコンクリート構造物の最小ひび割れ指数の算定方法。
【請求項２】
コンクリート構造物を構造形態に応じて壁、柱、スラブの解析モデルに分類し、これらの解析モデル毎にコンクリート構造物の最小ひび割れ指数に関与する因子を選定した解析パターンを定める請求項１に記載する最小ひび割れ指数の算定方法。
【請求項３】
コンクリート構造物の最小ひび割れ指数に関与する因子として、セメントの種類、コンクリート配合、施工条件、地盤条件の有無を選定する請求項１に記載する最小ひび割れ指数の算定方法。
【請求項４】
コンクリート構造物を構造形態に応じた解析モデルに分類し、分類した解析モデル毎にコンクリート構造物の最小ひび割れ指数に関与する因子を選定した解析パターンを定め、この解析パターンに基づいて有限要素法による温度応力解析を行い、さらに解析モデル毎に因子を変更した重回帰分析を行って定めた推定式からなる最小ひび割れ指数の算定ソフトを搭載した携帯パソコン。
【請求項５】
解析モデルに応じて選定された因子を入力することによって、コンクリート構造物の最小ひび割れ指数を算定する請求項４に記載する携帯パソコン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物の最小ひび割れ指数を算定する方法および装置に関し、より詳しくは、コンクリート構造物を構造形態に応じて分類した解析モデルに基づく推定式によって迅速かつ正確にコンクリート構造物の最小ひび割れ指数を算定する方法、および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量のコンクリート構造物はセメント水和熱の蓄積が大きく、膨張収縮が拘束されると温度応力が増大してひび割れが生じるので、温度応力によるひび割れの発生を的確に予測し把握する必要がある。従来、コンクリート構造物の温度ひび割れ発生を判断する指標として、コンクリート構造物の温度応力解析によって算定される最小ひび割れ指数が用いられる。
【０００３】
コンクリートの温度応力解析には有限要素法(ＦＥＭ)や「Compensation Plane法（通称ＣＰ法）」等が知られており、これらの方法を搭載した解析ソフトが市販されており、この市販ソフトを用いた解析が行われている。
【０００４】
また、コンクリート初期温度と材齢に応じたコンクリート温度による温度歪みと、材齢に応じた単位応力あたりのクリープ歪みを求め、これらの歪み基づいて温度応力を算出する方法が知られている（特開平１０−３００５９３号）。
【特許文献１】特開平１０−３００５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来利用されているコンクリート構造物の温度応力解析方法は、高額な専用ソフトを必要とし、高性能パソコンを用いる方法であり、コスト高であると共に解析時間も数日から数週間要する。
【０００６】
本発明は、コンクリート構造物の最小ひび割れ指数について、高額な専用ソフトおよび高性能パソコンを必要とせずに、最小ひび割れ指数を携帯可能なモバイル型パソコンを用いて迅速に算定できる方法と装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、以下の構成によって従来の上記課題を解決した最小ひび割れ指数の算定方法と装置が提供される。
〔１〕  コンクリート構造物を構造形態に応じた解析モデルに分類し、分類した解析モデル毎にコンクリート構造物の最小ひび割れ指数に関与する因子を選定した解析パターンを定め、この解析パターンに基づいて有限要素法による温度応力解析を行い、さらに解析モデル毎に因子を変更した重回帰分析を行って推定式を定め、この推定式に基づいて最小ひびわれ指数を算出することを特徴とするコンクリート構造物の最小ひび割れ指数の算定方法。
〔２〕  コンクリート構造物を構造形態に応じて壁、柱、スラブの解析モデルに分類し、これらの解析モデル毎にコンクリート構造物の最小ひび割れ指数に関与する因子を選定した解析パターンを定める上記[１]に記載する最小ひび割れ指数の算定方法。
〔３〕  コンクリート構造物の最小ひび割れ指数に関与する因子として、セメントの種類、コンクリート配合、施工条件、地盤条件を選定する上記[１]に記載する最小ひび割れ指数の算定方法。
〔４〕  コンクリート構造物を構造形態に応じた解析モデルに分類し、分類した解析モデル毎にコンクリート構造物の最小ひび割れ指数に関与する因子を選定した解析パターンを定め、この解析パターンに基づいて有限要素法による温度応力解析を行い、さらに解析モデル毎に因子を変更した重回帰分析を行って定めた推定式からなる最小ひび割れ指数の算定ソフトを搭載した携帯パソコン。
〔５〕  解析モデルに応じて選定された因子を入力することによって、コンクリート構造物の最小ひび割れ指数を算定する上記[４]に記載する携帯パソコン。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の算出方法は、コンクリート構造物を構造形態に応じて壁、柱、スラブなどの解析モデルに分類し、これらの解析モデル毎にコンクリート構造物の最小ひび割れ指数に関与する因子を選定した解析パターンを定めるので、測定対象のコンクリート構造物に適合する解析パターンに基づいて解析を進めればよく、必要最小限の解析手順によって迅速にコンクリート構造物の最小ひび割れ指数を算出することができる。
【０００９】
本発明の算出方法は、コンクリート構造物を構造形態に応じて分類した解析モデルを定め、解析モデル毎に推定式が定めらているので、入力する因子の数も最小限必要なものに整理することができ、推定式を利用しやすい。また、この推定式を組み込んだ算定ソフトの記憶容量も少なくて済むので、携帯型のパソコンに搭載することができ、手軽に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明する。
本発明の算定方法は、コンクリート構造物を構造形態に応じた解析モデルに分類し、分類した解析モデル毎にコンクリート構造物の最小ひび割れ指数に関与する因子を選定した解析パターンを定め、この解析パターンに基づいて有限要素法による温度応力解析を行い、さらに解析モデル毎に因子を変更した重回帰分析を行って推定式を定め、この推定式に基づいて最小ひびわれ指数を算出することを特徴とするコンクリート構造物の最小ひび割れ指数の算定方法である。
【００１１】
本発明の算定方法では、コンクリート構造物が構造形態に応じた解析モデルに分類される。具体的には、例えば、壁、柱、スラブの解析モデルに分類される。この解析モデルの例を図１(Ａ)、図１(Ｂ)、図１(Ｃ)に示す。図１(Ａ)は壁についての解析モデル、図１(Ｂ)は柱についての解析モデル、図１(Ｃ)はスラブについての解析モデルである。
【００１２】
本発明の算定方法では、分類した解析モデル毎にコンクリート構造物の最小ひび割れ指数に関与する因子が選定される。この因子として、セメントの種類、コンクリート配合、施工条件、地盤条件が選定される。
【００１３】
セメントの種類として、普通ポルトランドセメント(Ｎ)、高炉セメントＢ種(ＢＢ)、中庸熱ポルトランドセメント(Ｍ)、低熱高強度ポルトランドセメント(Ｌ５)、低熱ポルトランドセメント(Ｌ)の種別が入力される。コンクリート配合としては配合強度などが入力される。施工条件としては施工場所および施工季節が挙げられる。
【００１４】
分類した解析モデル毎に上記因子を選定した解析パターンを定め、この解析パターンに基づいて有限要素法による温度応力解析を行い、さらに解析モデル毎に因子を変更した重回帰分析を行って推定式を定める。推定式の例を以下に示す。
【００１５】
（イ）壁状構造物の第１リフト
壁状構造物は、２回打設の設定であり、第１リフトおよび第２リフトで最小ひび割れ指数(Ｉcr)の推定式が異なる。
次式に示すように、中心部および型枠側の何れにおいても、セメントの種類によって推定式の構造が異なる。例えば、普通ポルトランドセメント(Ｎ)、中庸熱ポルトランドセメント(Ｍ)、低熱高強度ポルトランドセメント(Ｌ５)、低熱ポルトランドセメント(Ｌ)を用いた壁状構造物の最小ひび割れ指数(Ｉcr)は次式[１]で示される。一方、高炉セメントＢ種(ＢＢ)を用いた壁状構造物の最小ひび割れ指数(Ｉcr)は次式[２]で示される。
Ｉcr＝Ｘ・ｅFG     … [１]
Ｉcr＝Ｙ(Ｎ)＋Ｈ   … [２]
ここで、Ｘ、Ｆ、Ｇ、Ｈはおのおの壁状構造物の位置によって与えられる係数であり、(Ｎ)は普通ポルトランドセメントを用いた式[１]から与えられる係数である。
【００１６】
（ロ）壁状構造物の第２リフト
壁状構造物の第２リフトの最小ひび割れ指数(Ｉcr)は、中心部および型枠側とも次式[３]で示される。
Ｉcr＝Ｙ(Ｉcr1)＋Ｈ  … [３]
ここで、Ｉcr1は、式[１]および式[２]で求めた第１リフトの最小ひび割れ指数である。
【００１７】
（ハ）柱状構造物の第１リフト
柱状構造物は、３回打設の設定であり、第１リフト、第２リフトおよび第３リフトで最小ひび割れ指数(Ｉcr)の推定式が異なる。
柱状構造物の第１リフトの最小ひび割れ指数(Ｉcr)は、上記（イ）に示す壁状構造物の式[１]および式[２]と同様の式で示される。
【００１８】
（ニ）柱状構造物の第２リフト
柱状構造物の第２リフトの最小ひび割れ指数(Ｉcr)は、上記（ロ）に示す壁状構造物の式[３]と同様の式で示される。
【００１９】
（ホ）壁状構造物の第３リフト
壁状構造物の第３リフトの最小ひび割れ指数(Ｉcr)は、中心部および型枠側とも次式[４]で示される。
Ｉcr＝Ｙ(Ｉcr2)＋Ｈ  … [４]
ここで、Ｉcr2は、上記（二）で求めた第２リフトの最小ひび割れ指数である。
【００２０】
（ヘ）スラブ状構造物
スラブ状構造物は、１回打設の設定である。普通ポルトランドセメント(Ｎ)、中庸熱ポルトランドセメント(Ｍ)、低熱高強度ポルトランドセメント(Ｌ５)、低熱ポルトランドセメント(Ｌ)を用いたスラブ状構造物の最小ひび割れ指数(Ｉcr)は次式[５]で示される。なお、スラブ状構造物は、地盤に接する面積が大きいため地盤のヤング係数の影響を大きく受ける。よって、壁状構造物および柱状構造物の式には無い地盤係数（Ａ）を設けている。一方、高炉セメントＢ種(ＢＢ)を用いた壁状構造物の最小ひび割れ指数(Ｉcr)は次式[６]で示される。
Ｉcr＝Ａ・Ｘ・ｅFG   … [５]
Ｉcr＝Ｙ(Ｎ)＋Ｈ     … [６]
ここで、Ａは普通地盤のヤング係数を１.００とした場合の値であり、以下の表１に示す値が用いられる。
【００２１】
【表１】
2009069037.tif 000003
【００２２】
本発明の推定式によって算出した最小ひび割れ指数は、従来の温度応力解析ソフトによって算出した値と非常に良く一致した結果が得られる。また、本発明の推定式を組み込んだ算出ソフトを搭載したパソコンを用いれば、概ね１分以内で最小ひび割れ指数を算出することができる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を実施例によって具体的に示す。
〔解析モデル〕
コンクリート構造物を構造状態に応じて図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示す解析モデルに分類した。モデル構造物の寸法を表２に示す。図１（Ａ）は壁についての解析モデルであり、図示する例は１／４対称断面モデルである。図１（Ｂ）は柱についての解析モデルであり、図示する例は１／４対称断面モデルである。図１（Ｃ）はスラブについての解析モデルであり、図示する例は１／２対称断面モデルである。
【００２４】
〔解析因子〕
図示する解析モデルについて、推定式を定める因子を表３に示す。
【００２５】
【表２】
2009069037.tif 000004
【００２６】
【表３】
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【００２７】
表３の因子を用いた解析パターンに基づき、有限要素法による温度応力解析を行い、さらに解析モデル毎に因子を変更した重回帰分析を行って推定式を定めた。壁状構造物第１リフトにおける最小ひび割れ指数（Icr）の推定式を表４に示す。
【００２８】
上記推定式によって算定した最小ひび割れ指数と市販の温度応力解析ソフトによって算出した最小ひび割れ指数との相関を図２(Ａ)(Ｂ)に示す。図２(Ａ)は壁状構造物のリフト中心部についての解析結果、図２(Ｂ)は壁状構造物のリフト型枠側についての解析結果である。図２(Ａ)(Ｂ)に示すように、本発明の方法によって算出した最小ひび割れ指数は市販の温度応力解析ソフトによって算出した最小ひび割れ指数と良く一致することが確認された。
【００２９】
【表４】
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【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）構造物の解析モデル
【図２】（Ａ）（Ｂ）最小ひび割れ指数の相関を示すグラフ
【符号の説明】
【００３１】
Ｌ−長さ、Ｂ−幅、Ｈ−高さ
【図１】
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【図２】
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