2019 Fiscal Year Annual Research Report
将来の設計地震力増大に対応できるメタボリズム耐震橋脚構造の開発
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18H01522
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高橋 良和 京都大学, 工学研究科, 教授 (10283623)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 充良 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00302191)
山本 貴士 京都大学, 経営管理大学院, 教授 (70335199)
高谷 哲 京都大学, 工学研究科, 助教 (40554209)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 耐震構造 / メタボリズム / プレキャスト / 性能更新 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
建設時の耐震基準に準拠するよう設計したとしても，将来の地震により耐震基準が変わり，設計地震力が増大すると，性能が劣化しなくとも既存不適格となる状況にある．これを根本的に解決するためには，耐震性能を新陳代謝可能な構造（メタボリズム耐震構造）を開発することを目的としている．
正負交番載荷実験により耐震性能を新陳代謝できることが確認され，取替実験により軸力支持下でも比較的小さな水平荷重で橋脚を直立状態に戻しながら外殻部の撤去を行えることが実証した．ただ，取替後の荷重ー変位関係をみると，取替前に比べて早期から降伏し，大きな二次剛性を示しながら大変形時には同等の復元力を示すなど，骨格曲線の形状が異なる結果となった．これは，軸力支持下で外殻部を取り替えると，外殻部には軸力は作用しないが，変形が大きくなるにつれて外殻部の軸力を分担し，徐々に曲げ耐力が大きくなることが結果として骨格曲線の二次剛性として現れることを，実験結果と解析により明らかにした．軸力がコア部から外殻部へ移行したのは，軸方向鉄筋の塑性化による外殻部の伸びが要因と考えられる．
これらの検討結果より，鉄筋の引き抜けによる伸びを制御することができるのか，あるいはその他の要因を制御して，常にこのような軸力移行が生じ，効率的な減衰性能が発揮されるように設計できるのかについて検討する必要があること，．制御できないのであれば，確実に挙動を予測するという観点から，逆に軸力が移行しないような構造も含めて検討する必要があること，などの課題が明らかとなった．
また，コンクリートヒンジ構造をコア部としたPCaセグメントを有する柱模型の載荷実験を予定していたが，更に安定したコンクリートヒンジ構造の開発が急務であると判断し，コア部構造の開発に関する載荷実験を実施した．
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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
昨年度の進捗状況評価において，試験体の一部不具合により地震時荷重-変位履歴関係を得られない事例もあったものの，追加実験を2019年度早々に実施することで，2019年度の研究計画を遂行できる状況にある，と記載していたが，予定したスケジュールで追加実験を実施し，また2019年度の検討としてコア部構造の候補となる載荷実験も実施できたことから，概ね順調に進展していると判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
外殻部をコンクリート構造で製作する場合，軸力依存が想定以上に大きく結果に表れたため，鋼構造による外殻部の採用も検討項目に追加する．
また，コンクリートヒンジ構造をコア部としたPCaセグメント模型の一体実験を行う予定である．
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