鋼コンクリート複合構造の力学特性解析法確立に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450169
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 町田 篤彦 埼玉大学, 工学部, 教授 (50008869)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥井 義昭 埼玉大学, 工学部, 助教授 (40214051) ; 山口 宏樹 埼玉大学, 工学部, 教授 (50134474) ; 睦好 宏史 埼玉大学, 工学部, 教授 (60134334) ; 牧 剛史 埼玉大学, 工学部, 助手 (60292645)
• Keywords: 穴あき鋼板 / せん断力 / 有限要素解析 / 分散ひび割れモデル / モールクーロン則 / 付着要素 / すべり / 剥離

Research Abstract

(1)穴あき鋼板が伝達し得るせん断力について既往の文献を調査した結果、終局せん断力は、穴の面積およびコンクリート強度に概ね比例すること、このことを仮定した場合、実験値は穴径が小さい場合やや大きく、大きい場合やや小さい傾向があること、実験値の回帰曲線を0.7倍すれば、終局せん断力を安全側に評価できることが明らかになった。
(2)鋼桁を鉄筋コンクリート橋脚に剛結する形式の複合構造について、小型供試体を用いた載荷実験の結果と有限要素解析を対比した結果、鋼板とコンクリートを完全付着とし、相互の剥離を考慮しない場合、コンクリートの構成則として、分散ひび割れモデルを用いてひずみ軟化を考慮し、等方性材料として破壊基準をモールクーロン則、混合硬化とすれば、満足できる程度に接合部の挙動を推定できるが、大変形領域での精度を向上させるには、鋼板とコンクリートのすべりならびに剥離を考慮する必要があることが明らかとなった。
(3)コンクリートと鉄筋の付着およびコンクリートと鋼板の付着をより厳密に取り扱うため、既往のモデルをもとに、付着特性をバネで表現する付着要素の開発を行った。特に、コンクリートと鋼板の付着要素は、すべりおよび剥離を考慮できるようにした。
(4)これらのモデルを組み込んで解析を行った結果、大変形領域の解析精度が向上することが示された。しかし、繰り返し荷重の影響を考慮するには、若干の修正が必要であることも示された。

Research Products

• [Publications] Chakree Bamrungwong: "Finite Element analysis of steel girder-concrete pier rigid connecion"コンクリート工学年次論文報告集. Vol.22-3. 997-1002 (2000)
• [Publications] 石澤徹: "鋼材とRC橋脚を剛結した複合ラーメン橋接合部の力学特性に関する研究"土木学会論文報告集. (発表予定). (2001)
• [Publications] Charkree Bamrungwong: "Finite Element analysis ofsteel Girder-Concrete Pier Composite Connection with Application of Interface Element"コンクリート工学年次論文報告集. Vol.23(発表予定). (2001)