2017 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental study on membrane action of floor slabs exposed to fire.
| Project/Area Number |
15K06285
|
|---|
| Research Institution | Chiba University |
|---|
Principal Investigator |
平島 岳夫 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (20334170)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 孝一 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10125958) [Withdrawn]
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | メンブレン効果 / 鉄筋モルタル床板 / 火災 / 最大耐力 / 熱たわみ / 載荷加熱実験 / 鋼構造 / 無耐火被覆 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、火災時におけるRC床板のメンブレン効果を実験により明らかにすることである。前年度までの載荷加熱実験では、鉄筋モルタル床板の鉄筋比が比較的大きかったため、モルタルの圧壊で破壊するなど十分にメンブレン効果が発揮されなかったものがあった。これより平成29年度では、鉄筋比を減らした鉄筋モルタル床板の載荷加熱実験データを16体追加し、床板が十分にメンブレン挙動を示したデータを得た。また使用鉄筋の高温強度を一方向スラブの曲げ実験より逆算し、当該床板の高温時崩壊荷重の計算値に対して，実験より得た耐力がどの程度まで増加したかをより詳細に検討した。
その結果、降伏線理論に基づく崩壊荷重計算値を載荷した試験体では、鉄筋温度600℃以上まで荷重を支持し、また常温実験による最大荷重を載荷した試験体でも鉄筋温度400℃まで荷重を支持した。メンブレン効果による床板の耐力の増大が崩壊時たわみに概ね比例することを示し、床板内部の温度勾配によるたわみにより床板の耐力が増加したことを示した。載荷加熱実験では、崩壊荷重理論値に対して2～3倍の荷重支持能力を示し、火災時における床板のメンブレン効果を確認することができた。破壊時のたわみ量は、床板厚さにあまり影響せず、スパンの1/12程度であったが、荷重が小さく崩壊時の鉄筋温度が高いものほど大きくなる傾向を示した。また、2段配筋の床板がメンブレン効果を発揮する場合は、温度の低い上端筋が荷重支持能力を増大させることも示した。
以上、RC床板の火災時耐力データに関する基礎データを蓄積し、鋼構造における梁の耐火被覆を省略できる可能性が示されたため、別の研究予算を獲得し、鋼梁をも含む実仕様・実大規模の床システム試験体の載荷加熱実験計画を立案し、その試験体製作まで行った。
|
