2018 Fiscal Year Research-status Report
コンクリート充填構造のポストピーク域の挙動を考慮できる高精度簡易解析法と耐震照査
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18K04337
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| Research Institution | National Institute of Technology, Toyota College |
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Principal Investigator |
川西 直樹 豊田工業高等専門学校, 環境都市工学科, 教授 (60300589)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | コンクリート充填構造 / ポストピーク / セグメントモデル / 耐震設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鋼管内にコンクリートを充填した構造は，無充填構造に比べ，繰り返し荷重のピーク点以降においてもきわめて安定したエネルギー吸収能を持ち高い耐震性能を有するが，現行の耐震照査法はこの特長が反映されておらず，大地震時の限界ひずみはピーク荷重点までとされており，必ずしも合理的な設計法になっているとはいえない．この特長をコンクリート充填構造の耐震設計の中で考慮するには，ピーク以降の領域での繰り返し力学挙動を正確に予測するためには，短時間で精度のよい簡易解析ツールが必要となるが，ピーク以降のコンクリート充填構造の力学挙動は鋼管と充填コンクリートの接触条件や鋼，コンクリートの非線形材料特性など極めて複雑なため，精度よい簡易モデルは開発されていないのが現状である．ここでは，コンクリート充填構造のピーク以降の履歴挙動の追跡が可能で3方向地震動にも対応可能な簡易モデルである3次元セグメントモデルを独自に提案する．このモデルは従来までのピーク点までを計算するための簡易モデルに比べ力学的な矛盾が少ないためピーク点以降の力学挙動にも対応可能で，その汎用性の高さからコンクリート充填橋脚だけでなくコンクリート充填構造全般にも適用できる可能性がある．
本研究では，① コンクリート充填橋脚に対するセグメントモデルの精度検証，② コンクリート充填橋脚の残存耐荷力を指標とした合理的な耐震照査法の提案，③ 各種コンクリート充填構造に対するセグメントモデルの適用とその精度検証を行う．
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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
本研究では，① コンクリート充填橋脚に対するセグメントモデルの精度検証，② コンクリート充填橋脚の残存耐荷力を指標とした合理的な耐震照査法の提案，③ 各種コンクリート充填構造に対するセグメントモデルの適用とその精度検証を行う計画であった．
現在，①の検討はすでに終えており，提案したセグメントモデルの計算精度について検証済みであり，各種の研究発表や論文などでも発表済みである．また，②の耐震照査法について研究論文や土木学会の鋼・合成構造標準示方書[耐震設計編]の中で紹介されており，順調に研究が進んでいると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では，① コンクリート充填橋脚に対するセグメントモデルの精度検証，② コンクリート充填橋脚の残存耐荷力を指標とした合理的な耐震照査法の提案，③ 各種コンクリート充填構造に対するセグメントモデルの適用とその精度検証を行う計画であった．①，②については概ね作業が完了している段階である。今後は，項目③について研究を進めていく計画であり，とくに，多柱式コンクリート充填構造を対象にセグメントモデルを適用し，解析精度やセグメントモデルの有用性について検証していく計画である。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が大きくなった理由は，昨年度は，全体研究計画の中で，主に数値解析による検討を先に実施したためであり，支出費用割合の高い大規模な実験に関連する資材調達や試験体作成費用に関する費目が少なかっためである。今年度は大きな試験体によるCFT橋脚の実験の実施を計画しており，これに関する費用を支出する予定である。
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