2013 Fiscal Year Research-status Report
鉄筋コンクリート柱のせん断破壊を許容できる耐震設計手法に関する研究
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25420573
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
中村 孝也 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50305421)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 鉄筋コンクリート柱 / 崩壊 / 軸力減少 / せん断破壊 / 崩壊水平変形 |
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| Research Abstract |
脆性柱を含む鉄筋コンクリート(RC)建物の耐震性評価においては，柱の最大耐力以降の挙動や，軸力保持能力を失って崩壊するときの変形を考慮することが重要である。これは，古い建物だけでなく，一部に脆性部材を含む新しい建物にも当てはまる。ところで柱にせん断破壊が生じて鉛直変形（縮み）が増大すると，梁にせん断力が生じて当該柱の軸力が周辺の健全な柱に移動する。つまり，崩壊が近づくと柱の軸力は減少するのであるが，過去に行われた軸力減少を考慮した崩壊実験は非常に少なく，いまだ検討が不十分な段階にある。また，過去の実験は比較的低軸力を受ける柱を対象としており，高軸力を受ける柱の崩壊性状が明らかになっていない。過去の実験により，軸力減少は柱の崩壊変形を増加させることがわかっている。そうであれば高軸力を受けて構造的に不利であると判断される柱であっても軸力減少の考慮によって評価を高められる可能性がある。
そこで，高軸力を受けるせん断破壊型RC柱の軸力減少を考慮した崩壊実験を行い，軸力が一定の場合との比較を行った。試験体は約1/2スケールであり，せん断破壊するように設計した同一の形状・配筋の柱を4体作製した。柱断面寸法を270 mm×270 mm，柱内法高さを540 mmとした。主筋比は2.18％，横補強筋比は比較的新しい柱を想定して0.47％とした。実験変数は軸力の載荷方法で，初期の軸力比を0.5または0.6の高軸力とし，軸力を減少させる試験体では加力の途中で軸力をもとの40%まで減少させた。実験の結果，以下の知見が得られた。1)高軸力を受ける柱であっても，軸力減少を考慮すれば大きな水平変形まで崩壊しない。2)既往の崩壊水平変形推定式によれば，軸力減少の試験体の計算値は，軸力減少後の軸力比で計算した場合に実験値との対応が良くなった。一方，一定軸力の試験体では高軸力を受ける柱に対して対応が悪かった。
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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
本年度は交付申請書に記載した通り，4体の柱試験体の実験を実施し，新たな知見が得られた。ただし，実験結果の考察で更なる検討が必要な箇所があるため，来年度以降の課題としたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は，新たに4体の柱試験体の実験を実施する予定である。その際，本年度実験で得られた知見を取り入れて，実験計画を立案する。
本研究で対象とする建物は脆性柱と靱性柱が混在する架構であり，本年度実験によって軸力減少する脆性柱の崩壊性状はある程度明らかとなった。来年度以降は，減少分の軸力の移動先となる靱性柱の破壊性状も含めた検討を行い，架構全体としての耐震性評価に繋げたい。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
年度当初，鉄筋コンクリート造柱試験体を4体作製することとして実験計画を進めた。それらの実験実施に必要な加力フレームや加力治具などについて，過去の同種の実験で使用したものを流用可能であったため，実験実施費用が当初の予定を下回ったことが主な理由である。
上記の通り次年度使用額が生じたため，来年度の実験では試験体数を増やすことを計画している。具体的には，実験を行う試験体数を当初4体として計画していたが，それをを6体から8体程度に増やすことを目指して実験計画を立案していく。
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Research Products
(2 results)
