2014 Fiscal Year Research-status Report
既存低強度コンクリート柱梁接合部の構造性能評価と補修効果の検証
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25820261
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
八十島 章 筑波大学, システム情報系, 助教 (80437574)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 低強度コンクリート / 柱梁接合部 / 接合部アスペクト比 / 接合部せん断破壊 / 多数回繰返し荷重 / 丸鋼 / エポキシ樹脂 / 主筋抜け出し |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，既存低強度コンクリート建物の耐震性能評価手法の確立を目指し，低強度コンクリート柱梁接合部の耐震性能および抵抗機構について構造実験を通じて解明するとともに，耐震補強により継続使用可能な低強度コンクリートの適用限界を明らかにすることを目的としている。平成26年度は，旧耐震基準で設計された既存低強度コンクリート柱梁接合部の接合部せん断強度の評価，多数回繰返し載荷の影響，エポキシ樹脂補修効果を検討するために，接合部アスペクト比，軸力比，コンクリート強度，加力履歴，接合部形状，補修の有無を変動因子とした計12体の構造実験を実施した。また，低強度コンクリートの圧縮特性および付着特性における繰り返し荷重の影響を明らかにするために，多数回繰返し載荷による中心圧縮試験および付着試験を行った。
柱梁接合部の実験結果により，接合部アスペクト比の増大に伴って接合部せん断強度が上昇すること，接合部せん断強度には軸力の影響がほとんどないこと，コンクリート強度が増大すると梁曲げ降伏が先行するがスリップ型の復元力特性が卓越すること，多数回繰返し載荷の影響はポストピーク挙動において顕著になること，エポキシ樹脂補修により部材耐力が約1.5倍に上昇すること，エポキシ樹脂補修による剛性および靭性の改善はほとんど見込めないことを明らかにし，既存建物の性能評価および補修・補強において工学的に意義のある知見を得た。また，中心圧縮試験および付着試験の実験結果により，多数回繰返し載荷時の応力とひずみ（すべり）の関係を把握し，定ひずみ・定すべり繰返し載荷時の上界応力の推移，漸増ひずみ繰返し載荷における残留ひずみの増加率，定荷重繰返し載荷時の上界ひずみの推移について，既往の普通強度コンクリートに対するモデルと比較検討することで，低強度コンクリートにおける繰返し荷重の影響を明らかにした。
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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
本研究は，低強度コンクリート柱梁接合部の構造性能を実験的検討に明らかにし，破壊性状，履歴特性，部材耐力，靭性能，多数回繰返し作用の影響，腰壁・垂れ壁の影響，エポキシ樹脂注入の補修効果を，付着特性と破壊メカニズムに立脚した力学的考察を通じて性能評価することを目的としている。本年度までに，1970年以前の設計基準に準じた実大規模の低強度コンクリート柱梁接合部の加力実験，損傷した低強度コンクリート柱梁接合部のエポキシ樹脂補修効果の検証実験，繰返し載荷による圧縮試験および付着試験を実施し，柱梁接合部の終局強度，履歴特性，靭性能，多数回繰返し載荷の影響，エポキシ樹脂注入の補修効果について解明しており，計画していた目標をおおむね達成した。これらの研究成果については，平成25年度日本建築学会大会（北海道），平成26年度日本建築学会大会（近畿），コンクリート工学会年次大会2014（高松）で発表を行い，関連研究者との議論を交わすとともに社会に情報発信した。ただし，抵抗機構に基づく低強度コンクリート柱梁接合部の終局強度および靱性の性能評価については，十分な検討が進んでおらず，応力伝達機構のモデル化および算定式の構築は来年度の課題とする。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は，低強度コンクリート柱梁接合部の構造性能を実験的アプローチにより明らかにし，付着特性と応力伝達機構に基づいて性能評価することを目的としており，本年度までに実大規模の構造実験を通じて，低強度コンクリート柱梁接合部の破壊性状，履歴特性，部材耐力，靭性能，接合部アスペクト比の影響，軸力の影響，多数回繰返し作用の影響，エポキシ樹脂注入の補修効果を明らかにした。
今後は，繰返し作用下の低強度コンクリートの圧縮特性および付着特性のモデル化，多数回繰返し作用を考慮した抵抗機構に基づく低強度コンクリート柱梁接合部の終局強度算定式の構築および復元力特性のモデル化を行うとともに，腰壁・垂れ壁の接合部せん断強度に及ぼす影響についても解明する。多数回繰返し作用を考慮した抵抗機構に基づく柱梁接合部の終局強度および復元力特性の評価については，接合部内のストラットの圧縮特性に繰返し荷重下の低強度コンクリート圧縮特性を適用させ，モールの応力円の理論，有効圧縮強度，柱・梁部材の拘束効果，接合部アスペクト比によるストラット角度を勘案して接合部せん断強度算定式および復元力特性モデルを構築する。特に，梁端コンクリート圧壊時の終局強度については，繰返し荷重下における低強度コンクリートの圧縮特性と丸鋼の付着特性を取り入れた，主筋とコンクリートの一般化累加強度式による評価を行う。
本研究課題の最終年度として，実験結果に基づいた力学的モデルの導出および強度算定式の提案を行うことによって，低強度コンクリート柱梁接合部の構造性能評価を推進し，研究成果を取りまとめる。
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Research Products
(3 results)
