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2020 Fiscal Year Research-status Report

Collapse Behavior Evaluation of Reinforced Concrete Buildings considering Axial Load Redistribution and Successive Huge Earthquakes

Research Project

Project/Area Number 17K06636
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

中村 孝也  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50305421)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2022-03-31
Keywords鉄筋コンクリート柱 / せん断破壊 / 主筋比 / 軸力比 / 限界変形
Outline of Annual Research Achievements

せん断破壊型の鉄筋コンクリート(RC)柱は脆性破壊する恐れから構造設計において敬遠される。しかし,せん断破壊型 RC 柱の破壊性状は主筋量によって大きく異なり,主筋量が多いほど剛性,耐力,靱性が高くなり,設計で生かす可能性が考えられる。ここで,曲げ破壊型RC柱では柱の終局的な靭性能を限界変形(水平力が最大耐力の80%まで低下したときの水平変形)で評価することが多い。一方,せん断破壊型RC柱は設計で用いられることが非常に少なく,用いられたとしても最大耐力以降の大変形領域には期待しないため,限界変形を調べることがあまり行われていない。しかし,主筋量が多く比較的粘りのある柱では,せん断破壊型RC柱でも終局的な変形を考慮した設計に使用できる可能性があり,限界変形の把握に意味があると考えられる。そこで,せん断破壊型RC柱を対象に,荷重低下後の大変形領域における限界変形等の実験結果と主筋比や軸力比等の実験変数との関係を調べた。その際,過去に実施された多数の実験結果をまとめたデータベースを用いて限界変形と各種の実験変数との関係を調べた。検討の結果,主として以下の点が明らかとなった。
(1)限界変形と軸力比との間に相関は見られない。限界変形と主筋比・主筋降伏強度にはある程度の相関がみられる。
(2) 主筋軸力比(軸力を主筋総断面積と主筋降伏強度の積で除した値)が大きいほど限界変形が小さい。更に損傷が進んだ耐力60%時では主筋軸力比と耐力低下時水平変形の相関がより強まる。これは,限界変形点のようにコンクリートの破壊が進んだ領域では,コンクリートに代わって主筋が軸力の多くを負担するためであると考えられる。しかし,限界変形と主筋軸力比が共に小さい試験体も存在するため,今後の検討が必要である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

令和2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い,過去の実験データベースにおける試験体と併せて限界変形などに対する検討を行った。しかし,感染症対策を行いながら実験を実施する必要があったため,当初予定していたよりも少ない数の試験体の実験を行うにとどまった。

Strategy for Future Research Activity

令和3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およびクリアスパン比を考えている。加えて,過去に行った限界時間(揺れ始めてから限界変形に達するまでの時間)に関する地震応答解析を実施し,知見を蓄積する予定である。

Causes of Carryover

本年度はせん断破壊型RC柱の静的加力実験を3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,感染症対策のため予定通りに実験が進まなかったため,次年度使用額として計上した。次年度にはRC柱の静的加力実験を3体の試験体に対して行う予定である。その際,実験変数は主筋比およびクリアスパン比とする予定である。

  • Research Products

    (7 results)

All 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] 主筋量の多いせん断破壊型鉄筋コンクリート柱の破壊性状評価2020

    • Author(s)
      山本郁,中村孝也
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 42 Pages: 121-126

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 市街地を対象とした旧基準中低層鉄筋コンクリート建物の耐震性能評価2020

    • Author(s)
      熊耳慶太朗,中村孝也
    • Journal Title

      構造工学論文集

      Volume: 67B Pages: 39-48

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 主筋量が多いせん断破壊型柱を利用したRC造建物の地震応答解析2020

    • Author(s)
      森田一輝,中村孝也
    • Organizer
      日本建築学会北陸支部大会研究報告集
  • [Presentation] 新基準RC建物の改修における壁量減少が耐震性能に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      原匠吾,中村孝也
    • Organizer
      日本建築学会北陸支部大会研究報告集
  • [Presentation] RC建物が限界変形に至る時間の解析2020

    • Author(s)
      中村孝也
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [Presentation] Collapse Time of Reinforced Concrete Buildings considering Successive Earthquakes2020

    • Author(s)
      Yijun Guo and Takaya Nakamura
    • Organizer
      17th World Conference on Earthquake Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural Performance Evaluation of Shear-failing RC Columns with Large Longitudinal Reinforcement Ratio2020

    • Author(s)
      Takaya Nakamura, Kyohei Miyajima, and Iku Yamamoto
    • Organizer
      17th World Conference on Earthquake Engineering
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-12-27  

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