2016 Fiscal Year Research-status Report
アンボンド極軟鋼を軸方向鉄筋に用いるＲＣ造柱の力学的特性とその活用に関する研究
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16K06580
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
菅野 秀人 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (20336449)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 鉄筋コンクリート造柱 / 軸鉄筋 / アンボンド / 力学的性能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ピロティ建築や高層建築のように、地震時に建物全体がしなるような挙動（全体曲げ変形）が卓越する鉄筋コンクリート(RC)造架構を対象として、軸変形が大きくなる柱の断面内に、アンボンド処理した極軟鋼を芯筋などの軸鉄筋として配筋することで、エネルギー吸収能力の向上を図ることを提案するものである。本研究で提案するRC造柱の力学的性状を、一定／変動軸力条件下での静的漸増載荷実験により明らかにし、数値解析モデルを構築する。さらに全体曲げ変形が卓越するRC造架構モデルを対象とした、サブストラクチャ・オンライン地震応答実験ならびに数値シミュレーションを実施して、地震応答の低減効果を検証し、本提案の有用性について明らかにする計画である。
平成28年度は、アンボンド極軟鋼を軸鉄筋とする柱の力学的性状を実験的に把握するため、RC造柱試験体の設計と、本提案の耐震性能向上に対する有用性を数値シミュレーションにより実施した。架構形状（塔状比）の異なる３種類の中層のRC造純ピロティ架構を対象として，軸鉄筋の量をパラメータに静的増分解析と地震応答解析を実施した。検討の結果、本提案は適用する架構の形状によって応答性状が大きく異なることを確認した。また軸鉄筋の量により、建物頂部の加速度応答の低減に効果がある場合と、最下層の層間変形の低減に効果ある場合のトレードオフ関係を明らかにした。また軸鉄筋については、断面積、強度といった主要なパラメータのほか、コンクリートとの付着を除去するアンボンド区間長さも重要なパラメートであることが明らかとなった。アンボンド区間長さや位置によっては、柱のせん断破壊を誘発する可能性も示唆されたため、アンボンドの状況に応じたせん断補強の必要性が明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画のとおり、アンボンド軸鉄筋を有するRC造柱試験体の設計を実施した。計画では平成28年度中に1体の試験体を製作して、その力学的性状を把握する予定であった。しかし数値シミュレーションによる予備的検討で、当初想定していなかった柱のせん断破壊の可能性が示唆されたため、試験体製作ならび実験的検討を中断し、詳細な静的解析と地震応答解析を実施した。この検討は、当初の計画を前倒ししたものである。以上のことから、現在までの進捗状況を「やや遅れている。」と評価する。ただし、前倒しで詳細な数値解析を実施したことにより、耐震性能向上により最適な軸鉄筋の仕様を検討することができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画で想定してなかった軸鉄筋を有するRC造柱のせん断破壊の課題については、軸鉄筋量とアンボンドとする長さ、位置によって適切なせん断補強筋を配筋することで解決できている。また、計画を前倒しで実施した詳細な数値解析により、計画時に想定してた性能よりも優れた耐震性能を発揮する最適な仕様を決定することができている。今後は実際に試験体を製作して、検討結果どおりの性能を発揮できるか実験的な検討を進めていく予定である。なお、本研究に合わせて実験システムを一部変更する必要があったが、これについては平成28年度中にほぼ完了しており、試験体が製作されればすぐに加力実験に取りかかれる状況となっている。
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| Causes of Carryover |
試験体の設計の段階で、研究計画では想定してなかった課題が生じて、平成28年度に試験体を製作することを先送りとしたため、試験体製作費が次年度使用額として生じている。なお、この課題については、平成28年度中に解決できている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前述の問題については解決できたため、先送りしていた試験体の製作を平成29年度に実施する。当初の予定では、平成28年度に試験体を１体、平成29年度に２体を製作する予定であったので、これを平成29年度に３体の試験体製作に計画を変更する。
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