| Project/Area Number |
21K04247
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
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| Research Institution | Research and Development Center, Nippon Koei Co., Ltd. |
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Principal Investigator |
Koshiishi Masami 日本工営株式会社中央研究所, 中央研究所, 研究員 (70809318)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玉井 宏樹 九州大学, 工学研究院, 准教授 (20509632)
園田 佳巨 九州大学, 工学研究院, 教授 (40304737)
浜田 秀則 九州大学, 工学研究院, 教授 (70344314)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | 国土強靭化 / 高靭性橋脚 / Pre-Deform技術 / 軸方向鉄筋の座屈抑制 / ２段階釣合い式 / 軸方向鉄筋の座屈防止 / 2段階釣合い式 / ＲＣ橋脚 / 靭性向上 / Pre-Deform |
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| Outline of Research at the Start |
大規模地震時における鉄筋コンクリート橋脚(以下ＲＣ橋脚という）の靭性率を向上させ、想定以上の地震力に対しても倒壊しないＲＣ橋脚を実現することは、国土強靭化に大きく貢献できる研究課題の一つである。高速道路や高速鉄道におけるＲＣ橋脚では既に内巻スパイラル鉄筋等を用いた靭性向上工法が研究開発されているが、その効果は限定的であり万全な策には至っていない。そこで、研究代表者(輿石)らは、ＲＣ橋脚の軸方向鉄筋を予め内向きにＲ加工を行なうPre-Deform技術及び大変形時におけるＲＣ断面の２段階釣合い構造式に着目し、従来のＲＣ橋脚の靭性率を概ね４倍(靭性率40程度)に向上させることを計画である。
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| Outline of Final Research Achievements |
In order to improve the toughness ratio of RC piers, positive and negative cyclic loading tests were conducted on ordinary RC piers (Type 1) and HTP piers with bent steel bars at the pier bases (Type 2). The results showed that the toughness factor of Type 1 piers was μ=6.5, while that of Type 2 piers was μ=7.2. In the experiment, the out-of-plane buckling of the axial bars of the HDP piers at a displacement of 7δy resulted in a lower toughness ratio than expected. Next, a Type 2 parametric study was performed using nonlinear FE analysis. The parameters used were radius of curvature, length of bent section, and ratio of transverse reinforcement bars, and their influence coefficients α1-α3 were calculated. The results show that the toughness improvement ratio of Type 2 is 1.44 times higher than that of Type 1 for oceanic earthquakes and 1.65 times higher than that of Type 1 for direct earthquakes.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
学術的意義：ＲＣ橋脚の基部における軸方向鉄筋を内向きに曲げ加工することにより、靭性率を従来の1.7倍程度まで向上させることに成功した。その結果、学問的にコンクリート構造工学における新たな地平を築くとともに、学術水準の向上に資することができた。
社会的意義：高靭性ＲＣ橋脚を実現し社会資本へ展開することにより、国土強靭化の推進、大規模地震に対する安全性向上を図った。例えば、Ｔラーメン橋では直下型地震により断層が発生し橋台が移動した際には橋脚が傾き崩壊に至るが、本技術を展開することにより従来の1.7倍程度傾いても崩壊を防止でき、復旧性の向上、交通寸断により二次被害の防止に資することが可能となった。
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