2021 Fiscal Year Annual Research Report
Clarification of shear resistant mechanism and upgrading of numerical analyses of RC shear wall by using cutting-edge measuring systems
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21H01476
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
西山 峰広 京都大学, 工学研究科, 教授 (50183900)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂下 雅信 国土技術政策総合研究所, 建築研究部, 主任研究官 (50456802)
谷 昌典 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50533973)
杉本 訓祥 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 准教授 (60758233)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 耐力壁 / 鉄筋コンクリート / モーションキャプチャ / デジタル画像相関法 / 光ファイバー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度には，枠柱を持たない耐震壁の3次元加力試験を行った。試験体寸法は2020年度までに実施した耐震壁試験体の設計を基に，若干せん断スパンを短くした矩形断面とした。長期一定軸力下では確実にせん断破壊するように設計した。試験体は全3体である。長期軸力下で面内一方向加力の試験体と，水平二方向加力の試験体，変動軸力を受ける試験体とした。検討事項は以下の通りである。
・長期軸力下での面外方向変形によるせん断耐力への影響
・建物内で耐力壁に対して作用する軸力変動が及ぼす矩形断面耐震壁挙動への影響
以上から，同一形状の耐力壁試験体3体を製作し，それぞれ以下のような条件下で載荷実験を行った。SR0-C12:基本試験体であり，面外変形はなく，軸力比0.12（コンクリート全断面積×圧縮強度に対する比）の一定軸力下での面内方向載荷を行った。SR3-C12:面外変形倍率を3とし，軸力比0.12の一定軸力下での3次元載荷を行った。SR3-C20T33:面外変形倍率を3とし，引張側軸力比0.33（全鉄筋引張降伏時軸力に対する比），圧縮側軸力比0.20間での変動軸力下で3次元載荷を行った。
試験体には壁筋を中心に光ファイバーを貼付し，ひずみ分布を計測した。また，モーションキャプチャによりターゲットの3次元的な変位を測定し，ひび割れ幅，主ひずみの算定などに利用した。これら3体の実験結果に基づき，他の載荷条件に関しても数値解析的に検討を行うことで，2020年度までの載荷実験および数値解析結果との傾向の違いなどを考察した。得られたデータをこれまでの載荷実験と比較検討し，荷重抵抗機構，変形性能について把握した。
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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
2021年度試験体製作時にコンクリート打設不良があった試験体SR3-C20T33では，適切な載荷実験結果が得られなかったと考えられる。そのため，2022年度に本試験体を再度構築し，面外変形倍率を3とし，引張側軸力比0.33，圧縮側軸力比0.20間での変動軸力下で3次元載荷を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
以下の2シリーズの載荷実験を行う。シリーズ1：昨年度打設不良があり，適切な載荷実験結果が得られなかったSR3-C20T33を再度構築し，変動軸力下での3次元載荷を行う。シリーズ2：軸力条件および面外方向変形が脚部すべり挙動に及ぼす影響の検証を行う。2013 年に井戸硲らによって行われた耐震壁試験体を基に試験体3体を製作する。試験体はすべて同一寸法，配筋であり，軸力載荷条件と面外方向変形量をパラメータとする。
1体目試験体O-3VH：引張軸力60kN~圧縮軸力1430kN間の変動軸力とする。本試験体は，これまでの研究に基づき壁脚部ですべり破壊するよう設計している。面外方向の面内方向変形に対する面外方向変形倍率は3である。2体目試験体O-3Hは，一定軸力1430kN下で面外方向変形倍率3での載荷試験を行う。3体目試験体O-0Hは，O-3Hと同じ一定軸力1430kN下で，面外方向変形の影響を調べ，O-3Hと比較するため，面内方向載荷のみとする。ただし，試験体が想定通りの形式で破壊するとは限らないため，以下のような載荷条件も用意している。
2体目の試験体O-3Hがせん断破壊した場合，3体目の軸力載荷条件は，引張軸力60kN~圧縮軸力685kN間の変動軸力とし，試験体名をO-3VLとする。
1体目試験体O-3VHがせん断破壊した場合の設定も用意している。
載荷試験では，モーションキャプチャによりターゲットの3次元的な変位を測定し，ひび割れ幅，主ひずみの算定などに利用する。さらには，ひび割れ形成過程から進展状況を計測し，荷重抵抗機構解明に利用する。また，これら4体の実験結果に基づき，他の載荷条件に関しても数値解析的に検討を行うことで，2021年度までの結果との傾向の違いなどを考察する。得られたデータをこれまでの載荷実験と比較検討し，荷重抵抗機構，変形性能について把握する。
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