2014 Fiscal Year Annual Research Report
損傷軽減機構を有する部材を活用した 鉄筋コンクリート造高耐震建築物の開発研究
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25289189
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
平石 久廣 明治大学, 理工学部, 教授 (40113211)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 正人 明治大学, 理工学部, 准教授 (50373022)
高木 仁之 明治大学, 理工学部, 教授 (70130820)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 建築構造・材料 / コンクリート構造 / 耐震設計 / 半固定型柱 / 応答制御 / 損傷軽減 / 層間変形一様化 / 耐震実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
作年度は以下の3つの課題について研究を行った。
１． 損傷軽減機構を有する柱の開発;損傷軽減機構を有する降伏機構分離型鉄筋コンクリート造の半固定型柱の開発実験を行った。試験体はテーパー形状、せん断余裕度をパラメーターとした3体である。また、これらの実験結果に基づき応答解析のための柱の復元力特性モデルを作成した。コンクリートはFc=36N/mm2とした。せん断余裕度は1.１以外のものは１．２とした。いずれの試験体も変形角1/100まではほとんど損傷が生じず、本構造の優れた耐震性を確認できた。ただし大変形ではかぶりコンクリートが剥落した。平成27年度の試験体計画としてこの剥落の防止を意図した構造詳細とする試験体の計画を立案した。
２．一様な変形を形成する構造システムの応答性状の解明と応用技術の開発；建物の高さ方向に一様な変形機構を形成する構造システムの構造計画理論を構築し、ファイバーモデルを用いた部材レベルの地震応答解析によりその理論の妥当性を考察した。基本的には各階の床位置での回転が生じないような構造計画が適切であると言える。また、高層建物などにおいて建物上部の変形を抑制するためにこのシステムを建物の下層部に組み込んだ架構の応答解析を行い本構造システムの有用性を立証した。
３．基礎回転系構造の応答評価法の開発；25年度の成果に基づいて杭頭浮き上がり、沈み込み、およびそれらの現象が同時に生じる場合の基礎回転系の上部構造の変形を含めた応答評価法を構築し地震応答解析によりその有効性を検証した。さらに杭自体の浮き上がり、沈み込みも含んだ基礎回転系構造の応答解析とその検証を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り計画を実施し、ほぼ当初の想定通りの成果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．損傷軽減機構を有する柱の改良とその確認実験を行う。試験体は、通常の配筋方法で柱端部にテーパーを付けた鉄筋コンクリート造柱１体と柱端部の鉄筋の付着を除去した降伏機構分離型柱１体の計２体である。テーパ ーの形状は昨年度の試験体が大変形では端部コンクリートが圧壊したことから勾配の傾斜を緩やかなものとする。また外側主筋のカットオフをできるだけ危険断面近傍まで延長する。コンクリートはFc=36N/mm2、せん断余裕度は1.2とする。変形角1/33での性能確認後、軸力比を徐々に大きくし高軸力に対する性能を確認する。また構造設計・施工マニュアルを作成する。変形一様化機構を有する構造システムに関しては、高層建物などにおいて本構造 システムを建物の特定層に組み込んだ架構並びに一様変形機能を活用した制振構造などの併用構造についてその 応用技術を開発する。
２．損傷軽減機構を有する半固定型杭を用いた基礎回転系構造については、浮き上がり、沈み込み及びその組み合わせを含む本構造の応答評価法の提示をおこなう。
３．以上の本課題で得られる成果を総合し、損傷軽減機能を具備した高耐震構造の設計指針を提示する。 最終報告書は１）損傷軽減機構を有するRC柱の構造設計・施工マニュアル、２）一様変形機能を有する構造シ ステムの耐震設性能評価指針、３）杭頭沈下対応型損傷軽減機構を有するRC杭の構造設計・施工マニュアル、４）基礎回転系構造の耐震性能評価指針、５）損傷軽減機構を有する部材を活用したRC高耐震構造設計指針である。また成果の普及のため広く情報を発信する。
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