2021 Fiscal Year Research-status Report
残留変形を抑制するRC梁の設計方法と再現性の高いRCフレームの解析モデルの構築
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21K04365
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| Research Institution | Kagoshima National College of Technology |
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Principal Investigator |
川添 敦也 鹿児島工業高等専門学校, 都市環境デザイン工学科, 教授 (50710290)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安井 賢太郎 鹿児島工業高等専門学校, 都市環境デザイン工学科, 准教授 (70897701)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 残留変形 / 二次剛性 / マルチスプリングモデル / 復元力特性 / 塑性ヒンジ / 復元モーメント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Ｒ３年度は当初の予定通り試験体を3体製作した。3体のうち1体は、普通鉄筋だけを用いた従来の梁試験体（従来型）、2体は上端筋に高強度鉄筋を使用した改良型の梁試験体（改良型）である。従来型では、上下端の主筋として、それぞれSD345（4-D10）を使用した。改良型の上端筋（4-D10）には、2体でそれぞれSD685またはSD785を使用した。下端筋には、従来型と同じSD345（2-D10）を使用した。改良型では材端の下端筋を2本とすることにより、従来型よりも低いせん断力で降伏する。下端筋が降伏後も上端筋が弾性を保つことにより、二次剛性を発揮し、残留変形を抑制する。せん断力が従来型と同程度に達した時に上端筋が降伏する。塑性ヒンジ領域のコンクリートの損傷抑制の為、梁端の100mmの区間は主筋とコンクリートの付着を無くし、ひび割れ防止筋を配筋した。曲げモーメントの上昇に伴う下端コンクリートの劣化を防止するため、圧縮抵抗筋を設けた。圧縮抵抗筋は、引張力を負担しないようにスタブフェイスでカットオフしている。コンクリートは、スタブでの鉄筋の付着を考慮し、呼び強度40を使用した。
試験体の製作と並行して、RC柱梁部材の地震時の履歴挙動を精度よく再現し，地震後の残留変形を適切に評価することを目的に，従来の塑性ヒンジ領域のMSに加えて，接合部の入込部に仮想のMSを組み込んだ新しい解析モデルを提案した。入込部MSの鉄筋の復元力特性にはスリップ性状を持たせ，その長さLvを変化させることによって解析モデル全体の履歴性状を調整できる。解析モデルが降伏するまでの一次剛性が菅野式による計算結果と等しくなるように，弾性要素の曲げ剛性を調整する。履歴ループの形状、残留変形とも従来のMSモデルと比較すると、過去の実験結果を精度よく再現することができた。
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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
当初の計画通り、おおむね順調に進展している。試験体の製作については、若干の変更を加えたが、概ね当初の計画のとおり製作することができた。研究発表については、梁のモデル化に関する報告を2編作成し学会発表を行った。また、柱のモデル化に関する査読付き論文が1編、すでに採択されておりR4年度初めに発表する。
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| Strategy for Future Research Activity |
Ｒ４年度中に、製作したRC梁の加力実験を行う。試験体はすでに完成しているため、実験準備としては、加力装置およびデータ測定システムの改良を行う予定である。実験時の加力は、地震による応答後の自由振動を想定した準静的加力による。実験では部材角が±1/50rad.に達するまで正負交番で試験体を漸増変形させる。さらに、すでに提案している解析モデルを用いた解析結果と実験結果を比較し、条件の異なる試験体での実験結果の再現性について検討する。Ｒ５年度には、柱梁の解析モデルを組み込んだRCラーメンによる解析を行うが、その前段階として多質点系による解析を行う予定である。
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Research Products
(3 results)
