コンクリート充填鋼管造筋違付きラーメンにおける鋼管とコンクリートの応力伝達

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560493
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 河野 昭彦 九州大学, 人間環境学研究院, 教授 (60136520)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 崎野 健治 九州大学, 人間環境学研究院, 教授 (70037985)
• Keywords: コンクリート充填鋼管 / 筋違付き骨組 / 付着 / 機械的滑り止め / 通しダイヤフラム / 押し抜き試験

Research Abstract

本研究の目的は,円形および角形のコンクリート充填鋼管(CFT)柱を用いた筋違付き骨組について,強震下の鋼管とコンクリート間の応力伝達性状を明らかにし,付着設計法および機械的すべり止めの定量的判断基準を提案することである.以上の観点から,平成15年度は次の事項を明らかにした.
(1)CFT鋼管の押し抜き試験による高強度・高流動コンクリートの付着強度調査.
外径150mmの角形綱管と191mmの円形鋼管に30MPaの普通コンクリートあるいは60MPaの高強度・高流動コンクリートを充填した短柱試験体を製作し,ベースは鋼管のみを支持し,頂部はコンクリートのみを圧縮する押しぬき試験を行った.その結果,付着強度は角形鋼管で0.4MPa程度,円形鋼管で1.2MPa程度を得た.コンクリート強度による違いはなかった.同様の材料で,ベースは鋼管のみを支持し,頂部はコンクリートと鋼管を同時に圧縮する頂部平押し試験も行った.その結果,角形鋼管で0.14MPa,円形鋼管で0.20MPa程度の付着強度を得た.
(2)有孔ダイヤフラム付きCFT鋼管の押し抜き試験
同様の材料で,有孔通しダイヤフラム1枚を挿入したCFT短柱試験体を製作し,ベースは鋼管のみを支持し,頂部はコンクリートのみを圧縮する試験を行った.その結果,ダイヤフラムの孔径を大きくし,鋼管内部の突起高さを数mmまで小さくした試験体でも充填コンクリートのシリンダー圧縮強度にほぼ達した.ダイヤフラムの板厚と孔径を変化させて,充填コンクリートが圧壊する場合,ダイヤフラムが塑性変形する場合,および両破壊が同時に生じる場合の3通りの崩壊形式が確認された.
(3)CFT柱とH形鋼梁および筋かいで構成されたト字形骨組試験体の繰返し加力試験
本年度の結果を基に骨組試験体を設計した.実験のためのピン支点装置,加力用骨組の設計・製作を完了した.次年度に骨組試験体を製作して加力試験を行い,付着力や機械的すべり止めの効果と骨組の耐震性能を明らかにする.

Research Products

• [Publications] 豊里健二, 河野昭彦, 崎野健治, 岡本勇紀: "CFT部材における鋼管とコンクリートの応力伝達に関する研究 その1鋼管とコンクリートの付着について"日本建築学会九州支部研究報告. 第43号. 641-644 (2004)
• [Publications] 岡本勇紀, 河野昭彦, 崎野健治, 豊里健二: "CFT部材における鋼管とコンクリートの応力伝達に関する研究 その2機械的すべり止め効果について"日本建築学会九州支部研究報告. 第43号. 645-648 (2004)