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Axial Collapse Mechanism and Its Prevention Method for Reinforced Concrete Beam-Column Joint Failing in Joint Hinging

Research Project

Project/Area Number 18K04435
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 23010:Building structures and materials-related
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

Kitayama Kazuhiro  東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (70204922)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords建築構造・材料 / 鉄筋コンクリート構造 / 柱梁接合部 / 降伏破壊 / 軸崩壊
Outline of Final Research Achievements

Many reinforced concrete (R/C) buildings consisting of beam-column frames have collapsed during earthquakes because the beam-column joint region which failed in joint-hinging was not able to sustain the column axial load. Such a collapse mechanism for R/C corner column-beam joints was investigated through laboratory tests using beam-column subassemblages subjected to bi-directional lateral loads and varying column axial load. Primary findings drawn from the study are as follow.
Axial collapse in a corner column-beam joint was accelerated by column axial load varying from tension to compression and bi-lateral cyclic reversed loads. Crash of concrete and local buckling of column longitudinal bars within the joint, placed along column faces without framing beams, caused an abrupt inclination of the upper column to the lower column, inducing a loss of ability for sustaining vertical load.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地震動を受けた鉄筋コンクリート(RC)建物の柱梁接合部が曲げ降伏破壊したあと、三方向地震動によって軸崩壊に至る力学機構を三つのモードに分類してその特徴を明らかにした。本研究で実施したRC柱梁部分骨組の実験に基づき、柱梁接合部内で柱主筋が座屈しコンクリートが圧壊することで、上柱と下柱とが柱梁接合部を中心に折れ曲がって柱軸力を保持できなくなり、軸崩壊することを指摘した。
この成果は、RC柱梁接合部の軸崩壊を防止するための新しい耐震設計法の提案に活用できる。これは、新規に設計する鉄筋コンクリート建物の耐震性能の向上および建物の長寿命化に貢献するため、社会的な意義は大きい。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (14 results) Book (2 results)

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      村上 研,石川巧真,山谷裕介,岸田慎司,北山和宏,村田義行
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      小田 稔,石川巧真,村上 研,岸田慎司,北山和宏,村田義行
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      石川巧真,村上 研,小田 稔,北山和宏,岸田慎司,村田義行
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      北山和宏,村上 研,岸田慎司,村田義行,小田 稔
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      村上 研,岸田慎司,村田義行,北山和宏,小田 稔
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      小田 稔,村上 研,岸田慎司,村田義行,北山和宏
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    • Author(s)
      日本建築学会 鉄筋コンクリート構造運営委員会
    • Total Pages
      326
    • Publisher
      日本建築学会
    • ISBN
      9784818906501
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    • Author(s)
      日本建築学会
    • Total Pages
      306
    • Publisher
      丸善出版株式会社
    • ISBN
      9784818906495
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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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