アスファルト固化処理施設躯体の耐力評価

Evaluation on strength of reinforced concrete slabs in Bituminization Demonstraion Facility

山田 登志郎*; 森川 博司*; 石田 雅利*; 瀬戸 裕*; 山本 佳史*; 澤本 佳和*

Yamada, Toshiro*; Morikawa, Hiroshi*; Ishida, Masatoshi*; Seto, Yutaka*; Yamamoto, Yoshifumi*; Sawamoto, Yoshikazu*

本報告書は、平成9年3月11日に発生したアスファルト固化施設の火災・爆発事故に対して、当該施設で生じた爆発威力の推定に関して必要となる当該施設の主要な構造壁(床)の静的降伏及び終局耐力の評価を目的としたものである。鉄筋コンクリート床板の降伏及び終局耐力を評価する際には、簡易手法による評価と有限要素法(FEM)による評価が考えられる。簡易手法により降伏耐力を評価する場合には、基礎微分方程式による解法が比較的有効とされている。また、終局耐力については床板内に生じる扁平アーチ状の圧縮膜作用(アーチアクション)をなんらかの形で取り入れる降伏線理論で評価することを試みる。ただし、複雑な境界条件を持つ床板に対しては簡易手法の適用が困難であることや、異なった解析法での同一床板のクロスチェックを行うことは、解析法の妥当性の検証に有効であることから、一部の床板については、FEMによる評価も実施した。その結果、既従の実験及びアスファルト固化施設の一部構築壁(床)の耐力評価について、簡易手法とFEMによるクロスチェックを行うことによ、両手法の妥当性及び簡易手法の適用範囲を検証した。特に既従の実験の耐力評価では、簡易手法による終局耐力の評価では実験結果を30%の誤差範囲内で、またFEMでは15%程度高い値で評価できることが分かった。以上よりFEM以外にも、壁の形状が簡単なものについては、アーチアクション等の効果を取り入れることにより簡易手法により壁の耐力評価がある程度行えることが分かった。

On the 11st of March 1997, a fire and explosion occurred in a Bituminization Demonstraion Facility. It subsequently became necessary to estimate the explosive force of this event. To this end, this report evaluates the static yield and ultimate strength of the main structural walls and floors of this facility. A simple method and a Finite Element Method (FEM) were considered to evaluate the yield and ultimate strength of reinforced concrete (RC) slabs. Using the simple method, the yield strength can be estimated effectively by solution of fundamental differential equations. The ultimate strength of RC slabs is tried to estimate using a modified yield line theory which is taken an arch effect created within RC slabs into account. However, this method is difficult to apply to slabs with complicated boundary conditions. In this case, FEM is necessary. The validity of the simple method is verified by analyzing some slabs using both methods and comparing the results. Previous experimental results and some RC slabs in the Asphalt Bituminization Facility were evaluated on the basis of yield and ultimate strength using both methods, and the validity of both methods were verified. Especially, in simulating previous experiments, the error in the estimated values of the ultimate strength using simple method to experimental values were within 30%. The estimated values of the ultimate strength using the FEM were 15% larger than the experimental values. As a result, the simple method taking arch effect into account was verified to some extent.