物性値の設定

3-1 解析条件と物性値

解析対象の壁状構造物は、東京都に打設されるものとする。コンクリ－トスラブは、平成25 年4月1日に打設され、壁１層目部分は1週間後の4月7日に打設、壁２層目部分はさらに1 週間後の4月15日に打設されたものとする。なお、解析は、5月31日まで行う。

使用したコンクリ－トは、普通ポルトランドセメントを用いた普通コンクリ－トで、単位セ メント量は、300kg/m³である。温度解析に用いた熱特性値を表-3.1 に示し、熱伝達境界の設 定を図-3.1に示す。また、打設工程（ステージ割り）を表-3.3に示す

表-3.1 温度解析の熱特性値

物性値 地盤 スラブ 壁１層目 壁２層目 初期温度 13℃ 18℃ 20℃ 22℃

比 熱 1.4 kJ/kg℃ 1.2 kJ/kg℃

密 度 2100 kg/m³ 2500 kg/m³ 熱伝導率 1.7 W/m℃ 2.7 W/m℃

地盤上面（＝14W/m²℃）

スラブ上面（＝14W/m²℃）

壁１層目上面（＝14W/m²℃）

壁２層目上面（＝14W/m²℃）

壁１層目側面

型枠（＝8W/m²℃）

脱枠後（＝14W/m²℃）

壁２層目側面

型枠（＝8W/m²℃）

脱枠後（＝14W/m²℃）

スラブ側面

型枠（＝8W/m²℃）

脱枠後（＝14W/m²℃）

図-3.1 熱伝達境界の設定例

表-3.2 打設工程（ステージ割り）

ステージ リフト 年月日 打設状況と型枠状況

1 1 2015/04/01 リフト１（スラブ）打設

2 1 2015/04/08 スラブ側面型枠撤去

3 2 2015/04/11 リフト２（壁１層目）打設

4 2 2015/04/18 壁１層目側面型枠撤去

5 3 2015/04/21 リフト３（壁２層目）打設

6 3 2015/04/28 壁２層目側面型枠撤去

次に、応力解析に用いた材料特性値を表-3.3に示す。なお、適用規準はコンクリート標準示 方書2007とする。

表-3.3 応力解析の材料特性値

物性値 コンクリ－ト

圧縮強度（材齢28日） 24 N/mm² 拘束体ヤング係数（地盤） 2,000N/mm² 被拘束体と拘束体のヤング係数比 E_c

 

28 /E_r Ec/Er=24,422/2,000=12.2 第１リフト L/H L/H=15,000/2,000=7.5 第２リフト L/H L/H=15,000/4,500=3.33 第３リフト L/H L/H=15,000/7,000=2.14

外部拘束係数（第１リフト）スラブ RN=0.62 RM1=1.0 RM2=1.02 外部拘束係数（第２リフト）スラブ＋壁１ RN=0.34 RM1=0.90 RM2=1.41 外部拘束係数（第３リフト）スラブ＋壁１＋壁２

有効ヤング係数

^{E t}

e

 



 

t 4.710³ f_c

 

t クリ－プの影響を考慮したヤング係数の補正係数 示方書に準拠 圧縮強度 ^{f t}c^

  

^{kgf /cm2}



t t

95 . 0 5 . 4

30

 引張強度 ^{f t}t

  

^{kgf /cm2}

 0 . 44 f

_c

   t

熱膨張係数  ^10×10-6

3-2 初期温度の設定

図-3.1のとおり初期温度を設定する。

（単位mm）

10,0002,0002,500

4,000 5,000 1,000

10,000

x y

2,500

初期温度 ２２℃

初期温度 ２０℃

初期温度 １８℃

固定温度 １３℃

初期温度 １３℃

図-3.1 設定する初期温度

初期温度の設定は、メニューの「設定」→「初期温度の設定」で行う。「初期温度の設定」

をクリックすると、図-3.2に示すように初期温度の設定画面が現れる。初期温度を入力した後、

初期温度を設定する位置を選択する。初期温度は、「スクリーン」あるいは「グループ」で設 定できる。

図-3.2 初期温度の設定

「スクリーン」を選択した場合は、図-3.3に示すように画面上で設定する節点をドラッグで 囲んだ後に｢選択終了｣をクリックする。

最後に「選択終了」

をクリック

図-3.3 初期温度の設定（スクリーン）

初期温度の設定確認は、図-3.4に示すToolBoxの「描画パラメータの表示」で行う。「描画 パラメータの表示」をクリックすると図-3.5に示すように描画パラメータ画面が表示されるの で、「初期温度」を選択し、「OK」ボタンをクリックする。

描画パラメータの表示

図-3.4 描画パラメータの表示

図-3.5 描画パラメータ画面

画面は図-3.6のように遷移し、初期温度は図-3.6に示すように節点ごとに設定した初期温 度が表示される。

図-3.6 設定された初期温度

3-3 固定温度の設定

地盤最下部は固定温度（＝13℃）を設定する。固定温度の設定は、メニューの「設定」→「固 定温度の設定」で行う。「固定温度の設定」をクリックすると、図-3.7に示すように固定温度 の設定画面が現れる。固定温度を入力した後、固定温度を設定する位置を選択する。

最後に「選択終了」

をクリック

図-3.7 固定温度の設定（スクリーン）

固定温度の設定確認は、ToolBoxの「描画パラメータの表示」で行う。「描画パラメータの 表示」をクリックすると図-3.8に示すように描画パラメータ画面が表示されるので、「固定温 度」を選択し、「OK」ボタンをクリックする。

図-3.8 描画パラメータ画面

画面は図-3.9のように遷移し、固定温度は図-3.9に示すように節点ごとに設定した固定温 度が表示される。

図-3.9 設定された固定温度

3-4 物性値の設定（非発熱体）

地盤（非発熱体）の物性値の設定を行う。物性値は、大きく分けて、伝熱物性（温度解析で 使用）と応力物性（温度応力解析で使用）の２種類がある。物性値（非発熱体）の設定は、図 -3.10に示すようにメニューの「設定」→「物性」で行う。「非発熱体」をクリックすると、図 -3.11に示すように非発熱体の物性値設定画面が現れる。

図-3.10 物性値（非発熱体）の設定

まず初めに伝熱物性の設定を行う。図-3.11の画面より表-3.4に示す値を入力する。

表-3.4 非発熱体（地盤）の伝熱物性値 伝熱物性値 熱伝導率 1.7 W/m℃

比 熱 1.4 kJ/kg℃

密 度 2,100 kg/m³

図-3.11 伝熱物性値の入力

次に表-3.5に示す応力物性を図-3.12の画面から入力する。伝熱物性を応力物性の切り替え は、タブをクリックすることにより行うことができる。なお、ポアソン比は、FEM温度応力解 析の時に必要で、CP法やCPひび割れ幅法では使わない。

表-3.5 非発熱体（地盤）の応力物性値 応力物性値 ヤング係数 2,000N/mm² ポアソン比 0.2 線膨張係数 10.0×10^-6

図-3.12 応力物性値の入力

入力が終わると、設定する要素（位置）を決める必要がある。「スクリーン」を選択した場 合は、画面上より物性値を設定する要素をドラッグし、「グループ」を選択した場合は、設定 するグループ名をプルダウンメニューより選択する。

物性値の設定確認は、ToolBoxの「描画パラメータの表示」で行う。「描画パラメータの表 示」をクリックすると図-3.13に示すように描画パラメータ画面が表示されるので、「面画」を 選択の後、「材料」を選択し、「OK」ボタンをクリックする。

図-3.13 描画パラメータ画面

画面は図-3.14のように遷移し、物性値を設定した要素が色分けされる。

図-3.14 材料物性値が設定された要素

3-5 物性値の設定（発熱体）

コンクリート部分（発熱体）の物性値の設定を行う。発熱体についても伝熱物性（温度解析 で使用）と応力物性（温度応力解析で使用）に分けて入力を行う。物性値（発熱体）の設定は、

図-3.15に示すようにメニューの「設定」→「物性」で行う。「発熱体」をクリックすると、図 -3.16に示すように発熱体の物性値設定画面が現れる。

図-3.15 物性値（発熱体）の設定

伝熱物性の設定を図-3.16の画面より行う。初めに適用規準を選択した後、表-3.5に示す伝 熱物性値を入力する。なお、「コンクリート標準示方書2012年版」に準拠する場合は、「ひび 割れ制御指針」を選択する。

表-3.5 発熱体（コンクリート）の伝熱物性値 伝熱物性値

部位 スラブ 壁１層目 壁２層目 熱伝導率 2.7 W/m℃

比 熱 1.2 kJ/kg℃

密 度 2,500 kg/m³

セメントの種類 普通ポルトランドセメント 単位セメント量 300kg/m³

打ち込み温度 18℃ 20℃ 22℃

図-3.16 伝熱物性値の入力

次に、「応力物性」のタブをクリックすると画面は図-3.17のように遷移するので、表-3.6 に示す応力物性値を入力する。

※膨張ひずみの総エネルギー一定則は、今後組み込む予定で、現時点では使えない。

表-3.6 発熱体（コンクリート）の応力物性値 応力物性値

部位 スラブ 壁１層目 壁２層目 圧縮強度 材齢28日強度 24N/mm²

自己収縮 考慮しない

クリープ 有効弾性係数

物性値を入力した後に、物性値を指定する位置（部位）を選択する。位置の指定は、「スク リーン」あるいは「グループ」で行う。

「スクリーン」を選択した場合は、画面上から指定する要素をマウスでドラッグする。「ブ ループ」の場合は、図-3.17のようにグループ名をプルダウンメニューから選択する。

入力が終わったら「OK」をクリックする。

図-3.17 応力物性値の入力

物性値が設定されたかどうかの確認は、ToolBoxの「描画パラメータの表示」で行う。「描 画パラメータの表示」をクリックすると図-3.18に示すように描画パラメータ画面が表示され るので、「面画」を選択の後、「材料」を選択し、「OK」ボタンをクリックする。

図-3.18 描画パラメータ画面

画面は図-3.19のように遷移し、物性値を設定した要素が色分けされる。

図-3.19 材料物性値が設定された要素

同様に表-3.4、表-3.5に示す値を、壁１層目、壁２層目についても設定する。

3-6 リフトの設定

リフトの設定を行う。リフトの設定は、図-3.20に示すようにメニューの「設定」→「リフ ト」で行う。

図-3.20 リフトの設定

「リフト設定」をクリックすると図-3.21に示す画面が現れる。リフトの設定は、境界要素も 含め、「ボックス」か、あるいは「グループ」で選択する。

「グループ」を選択した場合は、グループ名をプルダウンメニューから選択するが、複数の グループを同時に選択することができる。

地盤上面 スラブ上面

スラブ側面

地盤 スラブ

第１リフト

壁１層目上面

壁１層目側面 壁１層目

第２リフト

壁２層目上面 壁２層目側面 壁２層目

第３リフト

図-3.21 リフトごとの設定画面

3-7 ステージの設定

ステージとは、解析における時間区切りである。新しいリフトが打設された、脱枠が行われ、

熱伝達係数が変わったなどの場合は、新しいステージとなる。

ステージの設定は、図-3.22に示すようにメニューの「設定」→「ステージ」で行う。

図-3.22 ステージの設定

表-3.7 打設工程（ステージ割り）

ステージ 開始日 終了日 到達リフト 打設状況と型枠状況

1 2015/04/01 2015/04/08 1 リフト１（スラブ）打設

2 2015/04/08 2015/04/11 1 スラブ側面型枠撤去

3 2015/04/11 2015/04/18 2 リフト２（壁１層目）打設

4 2015/04/18 2015/04/21 2 壁１層目側面型枠撤去

5 2015/04/21 2015/04/28 3 リフト３（壁２層目）打設

6 2015/04/28 2015/05/31 3 壁２層目側面型枠撤去

ステージの設定では、開始日と終了日、到達リフト、解析ステップを入力する。まず初めに 新たなステージを追加するため「追加」をクリックする。

図-3.23 ステージの追加

ドキュメント内 はしがき (ページ 53-80)