1994 Fiscal Year Annual Research Report
鋼コンクリートサンドイッチ構造の合理的設計手法の開発
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06555123
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
上田 多門 北海道大学, 工学部, 助教授 (00151796)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清宮 理 運輸省, 港湾技術研究所, 室長
鬼頭 宏明 大阪市立大学, 工学部, 助手 (40177879)
小沢 一雅 東京大学, 工学部, 助教授 (80194546)
島 弘 徳島大学, 工学部, 助教授 (00196461)
呉 智深 埼玉大学, 工学部, 助教授 (00223438)
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| Keywords | 合成構造 / サンドイッチ構造 / 設計法 / せん断 / 疲労 / シアコネクタ / 座屈 / 施工システム |
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| Research Abstract |
せん断耐力の解明に関しては、フルウェブをせん断補強鋼材として有する場合の梁の解析を実験及び有限要素法により行った。その結果、コンクリート部、フルウェブ部、外殻鋼板部が抵抗するせん断耐力を定量的に明らかにし、せん断耐力を推定する式を提案した。この式は、せん断スパン中央部での各せん断抵抗力を示すものであるが、フルウェブ部の抵抗せん断力は、フルウェブが降伏する場合せん断補強鋼材比にほぼ比例して増加すること、コンクリート部の抵抗せん断力はコンクリート強度だけでなく、せん断補強鋼材比の増加によっても増加すること、せん断補強鋼材比がある程度以上ある場合、せん断スパン比の大きさの影響を受けないこと、外殻鋼板の抵抗せん断力は小さいことなどが明らかとなった。
疲労耐力の解明に関しては、せん断補強鋼材のある場合及びない場合の梁の実験及び有限要素解析を行った。破壊モードとしては、コンクリート部の疲労破壊としてせん断圧縮破壊モードとせん断引張破壊モード、外殻鋼板の疲労破壊として、支承部での引張破壊モードがあることを示し、各々のモードに対し、有限要素解析法などによる疲労耐力(もしくは疲労寿命)推定法を提示した。
外殻鋼板の後座屈強度に関しては、形状(幅厚比、縦横比)を変数とした実験と、数値解析を行い、現行の土木学会指針(案)式の安全性を確認すると共に、シアコネクタで囲まれた鋼板をパネルと仮定し、境界条件を周辺固定かつ側辺変位拘束とした解析によりさらに精度よく強度を推定できることを提示した。
シアコネクタの部材挙動に与える影響に関しては、シアコネクタの量を変数とした実験を行い、シアコネクタは曲げ耐力には重大な影響は及ぼさないが、変形はシアコネクタの量が少ないほど大きくなることを示した。
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[Publications] Ueda,T.: "Shear Strength of Steel-Concrete Sandwich Structures with Shear Reinforcement" Proceedings at the 4th International Conference on Steel-Concrete Composite Structures. 564-567 (1994)
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[Publications] Zahran,M.: "Shear-Fatigue Behavior of Steel-Concrete Sandwich Beams without Web Reinforcement" Trunsutions of JCI. 16. (1995)
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[Publications] Zahran,M.: "A Study on Fatigue Strength of Steel-Concrete Sandwich Beams without Web Reinforcement" Proceedings of JCI. 17. (1995)
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[Publications] Ueda,T.: "Shear Stlength Prediction of Steel-Concrete Sandwich Members with Full Web" Proceedings of EASEC-5. (1995)
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[Publications] Zahran,M.: "Analytical Evaluation for the Fatigue Strength of Steel-Concrete Sandwich Beams without Shur Reinforcement" Proceedings of CONSEC. (1995)
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[Publications] 浅沼芳雄: "せん断補強鋼材を有する鋼コンクリートサンドイッチ構造はりのせん断耐力" 土木学会北海道支部論文報告集. 第51号(A). 498-501 (1995)
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[Publications] 田中雄太: "せん断補強鋼材を用いた鋼コンクリートサンドイッチ梁の疲労実験" 土木学会北海道支部論文報告集. 第51号(A). 502-507 (1995)
