軸崩壊を考慮できる鉄筋コンクリート柱の非線形モデルの開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650568
• Research Institution: TOKYO METROPOLITAN UNIVERSITY
• Principal Investigator: 芳村 学 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20210768)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 孝也 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50305421)
• Keywords: 鉄筋コンクリート柱 / 軸力保持能力 / ファイバーモデル / 主筋の履歴劣化 / 中間層の層崩壊 / 低軸力 / 載荷履歴

Research Abstract

1995年兵庫県南部地震では、中間層において、鉄骨鉄筋コンクリート柱または鉄筋コンクリート柱がせん断破壊を起こしたあとに、ついには軸力保持能力を喪失して崩壊に至る例(中間層での層崩壊)が見られ、特に鉄筋コンクリート柱で起こったものが多かった。層崩壊は人命を損なう危険な破壊であるので防ぐことが重要であり、そのためには柱が軸力保持能力を喪失するまでの過程を知り、それを表すことができる解析モデルを開発することが重要である。
そこで本研究では、中間層の内柱を想定して、RC柱が水平力と比較的低レベルな軸力を受けて、曲げ降伏後にせん断破壊を起こし、ついには軸力保持能力を喪失する(限界状態)までの実験を行った。載荷履歴をパラメーターとし、単調載荷、両振り載荷、2方向載荷を考慮した。実験結果から、(1)限界状態時水平変形は、単調載荷で9%、両振り載荷で8%、2方向載荷で5%である、(2)軸力保持能力は水平力がゼロ近くになるまで喪失しない、(3)限界状態時の軸力による吸収エネルギーの全エネルギーに対する比率は10%〜20%程度である、ことが明らかになった。
次に、これらの実験結果をファイバーモデル解析により再現することを試みた。解析では、単調載荷実験から得られた主筋の座屈開始時ひずみ度を用いて、座屈による主筋の履歴劣化を考慮した。その結果、軸力保持能力は水平力がゼロになっても喪失しない点、等の実験とは異なる点もあったが、おおむね実験結果を再現することができた。

Research Products

• [Publications] 芳村学,山口悟,山中憲行: "鉄筋コンクリート柱の動的崩壊に関する研究"コンクリート工学年次論文報告集. 20-3. 1039-1044 (1998)
• [Publications] 山口悟,芳村学,山中憲行: "RC柱の軸崩壊に対する多方向地動の影響"日本建築学会大会学術講演梗概集(九州). 構造IV. 13-14 (1998)
• [Publications] 山中憲行,芳村学,山口悟: "曲げせん断型RC柱の軸崩壊過程に関する研究"日本建築学会大会学術講演梗概集(中国). 構造IV. 813-814 (1999)
• [Publications] 竜泰之,芳村学,山中憲行: "鉛直動がRC柱の崩壊に与える影響"日本建築学会大会学術講演梗概集(中国). 構造IV. 815-816 (1999)