2023 Fiscal Year Final Research Report

Research on a new toughness improvement method for reinforced concrete piers

Research Project

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Project/Area Number	21K04247
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
Research Institution	Research and Development Center, Nippon Koei Co., Ltd.
Principal Investigator	Koshiishi Masami 日本工営株式会社中央研究所, 中央研究所, 研究員 (70809318)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	玉井宏樹九州大学, 工学研究院, 准教授 (20509632) 園田佳巨九州大学, 工学研究院, 教授 (40304737) 浜田秀則九州大学, 工学研究院, 教授 (70344314)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	国土強靭化 / 高靭性橋脚 / Pre-Deform技術 / 軸方向鉄筋の座屈抑制 / ２段階釣合い式
Outline of Final Research Achievements	In order to improve the toughness ratio of RC piers, positive and negative cyclic loading tests were conducted on ordinary RC piers (Type 1) and HTP piers with bent steel bars at the pier bases (Type 2). The results showed that the toughness factor of Type 1 piers was μ=6.5, while that of Type 2 piers was μ=7.2. In the experiment, the out-of-plane buckling of the axial bars of the HDP piers at a displacement of 7δy resulted in a lower toughness ratio than expected. Next, a Type 2 parametric study was performed using nonlinear FE analysis. The parameters used were radius of curvature, length of bent section, and ratio of transverse reinforcement bars, and their influence coefficients α1-α3 were calculated. The results show that the toughness improvement ratio of Type 2 is 1.44 times higher than that of Type 1 for oceanic earthquakes and 1.65 times higher than that of Type 1 for direct earthquakes.
Free Research Field	コンクリート構造
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	学術的意義：ＲＣ橋脚の基部における軸方向鉄筋を内向きに曲げ加工することにより、靭性率を従来の1.7倍程度まで向上させることに成功した。その結果、学問的にコンクリート構造工学における新たな地平を築くとともに、学術水準の向上に資することができた。社会的意義：高靭性ＲＣ橋脚を実現し社会資本へ展開することにより、国土強靭化の推進、大規模地震に対する安全性向上を図った。例えば、Ｔラーメン橋では直下型地震により断層が発生し橋台が移動した際には橋脚が傾き崩壊に至るが、本技術を展開することにより従来の1.7倍程度傾いても崩壊を防止でき、復旧性の向上、交通寸断により二次被害の防止に資することが可能となった。