2023 Fiscal Year Annual Research Report
大断面RC単柱でのセルフセンタリング機構を実現する埋込立体フレームコアの開発
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21K14231
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
植村 佳大 京都大学, 工学研究科, 助教 (80882133)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 柱構造 / 鉄筋コンクリート構造 / 鋼構造 / セルフセンタリング / 復旧性 / 耐震性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
危機耐性の提案により，橋梁の地震後の復旧性向上への関心が高まる中，柱を剛体挙動 (ロッキング) させ，死荷重と芯材の部材力によりセルフセンタリング機構を実現する柱構造が注目されている．しかし，セルフセンタリング機構を備えた柱には，エネルギー吸収能が低下し，地震応答が増大する課題がある．本研究では、地震時のエネルギー吸収性能と、復旧時のセルフセンタリング機能を両立する構造として，復旧時にのみセルフセンタリング機能を発揮する柱構造の開発を主たる目的としている．当該年度までの研究では，実験的検討により，RC柱内部に鋼管で拘束されたコンクリートヒンジ(鋼管拘束コンクリートヒンジ)や立体フレームコア(本研究で提案した4本の鋼管拘束コンクリートヒンジで構成された構造部材)を埋め込むことで，RC柱の復旧時セルフセンタリング機能が実現することを実験および数値解析により明らかにしてきた．
当該年度の研究では，これまでに検討してきた構造の鋼製柱への適用可能性について検討した．具体的には，柱の中心部に鋼管拘束コンクリートヒンジを設置した矩形鋼管柱を提案し，提案構造に対して地震時の性能を照査するための正負交番載荷実験と，復旧時の作業を模擬した塑性化部材撤去実験を実施した．実験の結果，提案した鋼製柱構造は，地震時には優れたエネルギー吸収性能を示し，復旧時に塑性化部材を撤去するにつれてセルフセンタリング機能が顕在化するという，期待通りの挙動を示すことが明らかとなった．また，当該実験の再現解析を実施し，実験結果を一定の精度で再現することが可能な数値解析モデルの開発に成功した．これにより，地震時のエネルギー吸収性能と復旧時のセルフセンタリング機能を両立する鋼製柱構造の設計が可能となったといえる．
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