Validation of numerical analyses on scabbing of reinforced concrete panels subjected to projectile impact

飛翔体衝突を受ける鉄筋コンクリート板構造の裏面剥離に関する数値解析手法の妥当性確認

奥田 幸彦  ; Kang, Z.   ; 西田 明美  ; 坪田 張二; Li, Y. 

Okuda, Yukihiko; Kang, Z.; Nishida, Akemi; Tsubota, Haruji; Li, Y.

原子力施設建屋の外壁は鉄筋コンクリート(RC)板構造で構成されている。原子力施設建屋に飛翔体が衝突すると、RC板構造に貫入、裏面剥離、貫通などの局部損傷が発生する。これらの損傷状況を評価するために、有限要素解析(FEA)を用いた数値シミュレーションが一般的に採用されている。しかし、連続体要素でモデル化されたFEAによる衝撃解析では、数値計算の中断を防ぐために大変形時の要素削除法を用いているため、コンクリート片の飛散などの現象に対応することが困難であった。近年、粒子法の一つであるSPH(Smooth Particles Hydrodynamics)と呼ばれる数値解析手法が不連続現象に対応するために採用されている。本稿では、RC板構造の裏面剥離損傷に着目し、SPH法を用いた数値解析の検証を通じて得られた知見について報告する。

The outer walls of nuclear facility buildings consist of reinforced concrete (RC) panels. When a projectile collides with a nuclear facility building, local damages such as penetration, scabbing, and perforation can occur in the RC panels. Numerical simulation using finite element analysis (FEA) is generally employed to assess these damage conditions. However, the impact analysis by FEA modelled with continuum elements is difficult to address phenomena such as scattering fragments of concrete because the elements deletion method for large deformation is used to prevent interruption of numerical calculations. Recently, a numerical method known as Smooth Particles Hydrodynamics (SPH), one of the particle methods, has been employed to address discontinuous phenomena. In this paper, we focus on the scabbing damages to RC panels and report on the findings obtained through the validation of the numerical analysis using the SPH method.