耐震構造要素としての超高強度コンクリート充填鋼管柱の鋼管亀裂脆性破壊と終局状態

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455263
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 最相 元雄 熊本大学, 工学部, 教授 (40040448)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 須田 量哉 都城工業高等専門学校, 助教授 (10179278)
• Keywords: コンクリート充填鋼管 / 超高強度コンクリート / 終局耐力 / 塑性変形能力 / 激震動応答 / 耐震構造

Research Abstract

超高強度コンクリート構造を対象に耐震構造としての可能性と限界を究めることが本研究の目的で、次の2点が研究の中心である。
・超高強度コンクリート充填鋼管柱(HCFT 柱)の動載荷試験によって、耐震構造要素としてのHCFT部材の復元力特性、終局耐力、変形能力及び終局状態の基礎資料を得ること。
・超高強度コンクリート構造の激震動応答と崩壊挙動のシミュレーション手法を開発すること及びこれを用いたHCFT構造の終局耐震試設計を示すこと。
前者の研究については大半の実験を終了し、その結果よりHCFT柱の支配的な設計変数はコンクリート鋼管強度比であるとの結論を得た。また、この値で規定できる終局耐力式と塑性変形能力式を導き既に提案した。さらに提案式の適用範囲を明確にし且つ式の有効性を高めるため、現在もHCFT柱長さと柱変動軸力を実験変数とした動載荷実験を継続中である。
後者の研究では履歴復元力モデルの作成が不可欠である。実験結果によるとHCFT柱の履歴復元力はこれまでに提案されたいずれの復元力モデルの範疇にも含まれず新たな復元力モデルを考える必要がある。現在、いくつかの復元力モデルの試案を得てその妥当性の検討を急いでいる。一方、HCFT骨組の激震動応答崩壊をシミュレートするCPUプログラムも同時に開発中である。これは剛体及び弾塑性ヒンジで表現したHCFT部材と剛な接合部パネルで構成した解析モデルでHCFT骨組の激震動応答と崩壊挙動を数値解析するものである。骨組が完全に崩壊するまでの全柱梁部材の挙動が解析できることで既に興味深い結果もいくつか得られており、この研究の完成も急いでいる。

Research Products

• [Publications] 最相元雄、須田量哉: "超高強度コンクリート柱の動的復元力特性に関する実験的研究" コンクリート工学年次論文報告集. Vol.19,No.2. 975-980 (1997.6.)
• [Publications] M.Saisho: "Final Collapse of Steel Frames under Extraordinary Strong Ground Motion" Proceedings of the Second International Conference on Behavior of Steel Structures in Seismic Areas (STESSA). (1997.8)
• [Publications] 最相元雄、須田量哉、野中勇吾、栗崎智之: "超高強度コンクリート柱の動的復元力に関する実験的研究 その2超高強度コンクリート柱の復元力特性" 日本建築学会大会学術講演梗概集. C-2. 35-36 (1997.9.)
• [Publications] 最相元雄、須田量哉、野中勇吾、栗崎智之: "変動軸力を受ける鉄筋コンクリート柱部材の復元力モデルとこれに基づく強震動応答" 日本建築学会研究報告(九州支部). 第37号. (1998.3.)