鋼管部材の耐力と変形能向上のための部分充填法および最適充填材に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650462
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 杉浦 邦征 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70216307)
• Keywords: 鋼管 / 変形能 / 強度 / 局部座屈 / 圧縮 / 曲げ / モルタル / エポキシ

Research Abstract

充填工法による円形断面鋼製橋脚の合理的補強法について検討するため、弾性係数および降伏強度の異なる種々の材料を充填した鋼短柱に対して圧縮・曲げ載荷実験を行い、その耐荷力と変形能に及ぼす充填材の材料特性の影響ならびに効果的な材料構成を検討した。ここでは、充填材として高強度・高弾性係数を有するセメント系充填材(カーボニックグラウト)、高強度・高変形能を有する樹脂系充填材(エポキシ樹脂)を用いて,強度の累加性および変形能の改善の観点から鋼管の局部座屈性状と関連付けて鋼部材の補強に有効な材料特性に関して検討を行った.さらに,骨材を樹脂系材料で固めた充填材(エポキシコンクリート)を用いて、最適な充填工法についても検討した.
実験結果から、次のようなことが明らかにされた。(1)降伏強度の高い充填材を用いれば、変形能および耐荷力の両方を大幅に改善することができる。しかし,変形能に関しては上限値もしくは最適強度が存在する可能性がある.(2)一方で、鋼管の降伏強度に対する充填材の降伏強度比を0.5以下に抑えれば、耐荷力を上げることなく変形能のみを改善する理想的な補強法となり得る。(3)特に,鋼管の曲げ挙動に関しては、充填材の降伏強度が低くても、局部座屈を考慮しない鋼管のパイリニアー型の曲げ挙動に一致し,非常に安定した挙動を呈する.(4)エボキシコンクリートを用いることで,鋼管に生じる局部座屈モードを変化させることができ,強度および変形能が効率的に改善可能であることが明らかになった.
次年度の課題としては、付着特性・プレストレスの効果ならびに2重鋼管構造などの部分充填などについて検討を加えるとともに組み合わせ断面力,例えば軸力と曲げを受ける部材に対する同様な評価を行う良いである。

Research Products

• [Publications] OYAWA,W.-O.,SUGIURA,K.,WATANABE,E.: "Flexural deformation characteristics of filled steel composite beams subjected to pure bending" 土木学会構造工学論文集. 45A(印刷中). (1999)