津波漂流船舶の衝突が建築物の局所損傷ならびに架構崩壊に及ぼす影響評価に関する研究

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H01581
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中埜 良昭 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10212094)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松川 和人 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (50709186)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 津波 / 漂流物 / 衝突 / 鉄筋コンクリート / 残存軸耐力

Outline of Annual Research Achievements

平成30年度は，漂流船舶（衝突物）が柱に衝突した際の安全性検討手法を提案することを目的とし，衝突物・作用軸力等の既知の条件から，衝突後も軸力保持できる条件を検討するための安全性検討フローを構築した。安全性検討フローのなかで，既往の知見からは予測することが困難な4項目（衝突物の反発係数e，衝突物と被衝突物のエネルギー収支関係，ひずみ速度による強度増加率α，変形とエネルギーを一定に剛塑性置換するための等価係数β）と，衝突後の軸力保持能力について調査検討するため，実際の柱や衝突船舶を縮小模擬した試験体を用い衝突実験を実施した。平成30年度はせん断破壊型の柱を中心に実験を実施し，以下の知見を得た。
（１）衝突試験体の損失エネルギーΔEと柱試験体の吸収エネルギーEaは比例関係にあり，ΔEの0.75倍程度がEaに変換された。（２）反発係数eは0.20程度に収束した。（３）コンクリートのひずみ速度の増加に従い，柱試験体の強度増加率αが増加した。本実験におけるコンクリートのひずみ速度は10^1～10^2 (1/s)程度となり，柱の強度増加率αは1.6～1.7となった。（４）F―δの形状をエネルギー量が等価な矩形形状に置換し変形量を予測する手法を提案した。本実験では軸力を導入せず衝突載荷実験を行ったため，せん断破壊後の耐力低下が緩やかであり，エネルギー吸収能が高くなり，予測に用いる等価係数βは0.8以上の高い値であった。（５）軸力保持能力評価については，楊らのArch-Resistanceモデル，芳村らの回帰式が実験結果と良好に対応した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成30年度は予定していた実験を実施し，目的を達成できたため。

Strategy for Future Research Activity

今後は，曲げ破壊型の柱を主体とした同種の衝突実験を実施し，平成30年度にせん断破壊型の柱で検討したパラメータ（衝突物の反発係数e，衝突物と被衝突物のエネルギー収支関係，ひずみ速度による強度増加率α，変形とエネルギーを一定に剛塑性置換するための等価係数β，軸力保持能力）を同様に検討する。
また，本研究における最終目標である架構の崩壊安全性についても実験計画を開始し，最終年度の架構崩壊実験の準備を実施する。