2019 Fiscal Year Research-status Report
Collapse Behavior Evaluation of Reinforced Concrete Buildings considering Axial Load Redistribution and Successive Huge Earthquakes
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17K06636
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
中村 孝也 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50305421)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 鉄筋コンクリート柱 / せん断破壊 / 崩壊 / 主筋比 / 軸力再配分 / 連続地震 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
せん断破壊型鉄筋コンクリート（RC）柱の破壊性状には様々な因子が影響すると考えられるが，過去の実験では主筋量に対して検討が行われ，主筋比が大きいほど耐力と変形性能が高くなり，柱部材にとって致命的といえる軸力保持能力喪失（崩壊）が生じにくくなることが報告されている。しかしながら，主筋比が大きいせん断破壊型RC柱を対象とした実験は行われておらず，その破壊性状の検討は不十分である。そこで，主筋比が大きいせん断破壊型RC柱を対象とした静的加力実験を行い，主筋比が最大耐力や荷重低下後の変形性状などの柱の構造性能に及ぼす影響を検討した。ここでは新規設計の建物にせん断破壊型柱を使用することも想定する。つまり，せん断破壊型RC柱は現状の構造設計では使用が避けられているが，せん断破壊が生じたとしても最大耐力が大きく，最大耐力後の荷重低下が小さければ構造設計に使用しうると考え，その可能性を探ることも目的とした。また，主筋比が大きく崩壊が生じにくい柱であれば，軸力再配分や連続した地震入力に対して有利に働くと考えられる。試験体は1/2.5スケールのRC柱4体とした。実験では過去の研究で扱われていない大きな主筋比までを対象とし，主筋比が1.7%から8.3%の範囲で検討を行った。実験により得られた主な知見を以下に示す。
(1)主筋比が大きくなるほど最大耐力が大きくなる傾向があった。主筋比が8.3%の試験体の最大耐力（せん断応力度）は1.7%の試験体の1.3倍であった。
(2)主筋比が大きくなるほど最大耐力時水平変形と限界水平変形（水平力が最大耐力の80%まで低下したときの変形）が大きく，また大変形領域での鉛直変形が小さかった。
(3)主筋比が大きくなるほど大変形領域でのせん断ひび割れ近傍の主筋の圧縮歪が小さく，せん断ひび割れ幅が抑制された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和元年度は，せん断破壊型RC柱の破壊性状に対して主筋量と軸力比が及ぼす影響を把握するための静的加力実験を行った。
また，新たに鉄筋コンクリート建物の限界時間（ひび割れ発生から水平力が最大耐力の80%まで低下するまで時間）の観点を導入し，地震応答解析によって建物周期と地震動周期の関係が限界時間に及ぼす影響，等を検討した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度は，昨年度に引き続きRC柱の主筋量を考慮した破壊実験を行う予定である。実験変数は過去の実験データを分析することにより決定する予定であるが，今のところ主筋の配筋方法を考えている。加えて，昨年度に行った限界時間に関する応答解析を引き続き実施し，知見を蓄積する予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度はせん断破壊型鉄筋コンクリート柱の静的加力実験を4体の試験体に対して行った。当初はこれよりも試験体数を多くする予定であったが，研究の進捗状況を勘案して次年度以降の試験体数を増やす方が望ましいと判断したため，次年度使用額として計上した。次年度にはせん断破壊型鉄筋コンクリート柱の静的加力実験を4体から6体の試験体に対して行う予定である。その際，実験変数は主筋の配筋方法とする。これは主筋比が大きい場合には主筋のあきが問題になることがあり得るためである。
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