劣化したコンクリート橋梁のせん断耐荷機構および耐震安全性に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750542
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 森川 英典 神戸大学, 工学部, 助教授 (70220043)
• Keywords: 劣化 / コンクリート橋 / せん断 / 耐震安全性 / 圧縮強度 / 断塑性有限要素解析

Research Abstract

従来の研究において既存コンクリート橋におけるコンクリートの材料劣化として圧縮強度が経年によって低下していること,圧縮強度の変動係数が経年によって増加していることが明確にされている.またコンクリート圧縮強度が低下した橋梁では,せん断破壊が支配的になっていること,さらに,局部的に強度劣化が生じると,局部劣化の状況によっては全体が一様に劣化した場合のせん断耐力と比較して著しく低い値を取ることが示唆されている.
このような背景の下,本研究では,コンクリートの強度劣化およびそのばらつきが鉄筋コンクリートはりのせん断耐荷特性に与える影響を評価することを目的として、鉄筋コンクリートはりの実験および弾塑性有限要素解析を行った。まず、均一劣化を想定したコンクリートはりに対して実験および解析を行い、せん断耐荷特性の評価を行った。その結果、コンクリート強度が低下するに従い、土木学会示方書式による評価値の安全性余裕度が低下し、最終的には危険側の評価になることが明らかになり、実橋における傾向と同様の結果が得られた。またせん断スパン比がせん断耐荷力に及ぼす影響を確認することができ、本実験においては、二羽式の適用性が高いということが明らかになった。FEM解析は実験供試体の挙動を精度良く追跡できており、せん断耐荷力は示方書式の適用範囲外においても両者はよく一致した。よって、この解析結果を用いて、低強度においても適用可能なせん断耐荷力評価式を提案した。さらに、パターン化した局部劣化モデルを考慮したRCはりに対して実験およびFEM解析を行った。その結果、局部劣化の存在はせん断耐荷特性に大きく影響を及ぼすことが明らかになり、感度分析の結果から局部劣化の位置、幅、程度はせん断耐荷力に対してそれぞれ特有の感度を有することが分かった。そして、劣化パラメータの感度特性を考慮し、局部劣化RCはりに対するせん断耐荷力評価式を提案した。

Research Products

• [Publications] 河合優・森川英典・片山憲一: "パターン化した劣化モデルを考慮したRC梁のせん断耐荷特性" コンクリート工学年次論文報告集. Vol19・No.2. 705-710 (1997)
• [Publications] 森川英典・片山憲一・河合優: "部分劣化モデルを考慮した鉄筋コンクリート部材のせん断耐荷特性" 建設工学研究所報告. 39-A. 57-75 (1997)
• [Publications] Duran,F., Takada,S. and Morikawa,H.: "Shear failure analysis of RC bridge piers suhjected to strong ground mot,ons" Proc.of the 24th JSCE Earythquake Engineering Symposium. 24. 1025-1028 (1997)
• [Publications] 山本剛司・森川英典・片山憲一: "部分劣化を考慮した鉄筋コンクリート部材のせん断耐荷実験" 土木学会関西支部年次学術講演会概要集. H9. V-12-1-V-12-2 (1997)
• [Publications] 河合優・森川英典・山本剛司: "劣化分布を考慮したRC梁のせん断耐力の解析的検討" 土木学会年次学術講演会概要集. Vol.52. 936-937 (1997)