Research on a new toughness improvement method for reinforced concrete piers
| Project/Area Number |
21K04247
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Research and Development Center, Nippon Koei Co., Ltd. |
|---|
Principal Investigator |
輿石 正己 日本工営株式会社中央研究所, 中央研究所, 研究員 (70809318)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玉井 宏樹 九州大学, 工学研究院, 准教授 (20509632)
園田 佳巨 九州大学, 工学研究院, 教授 (40304737)
浜田 秀則 九州大学, 工学研究院, 教授 (70344314)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
|
|---|
| Keywords | 国土強靭化 / 高靭性橋脚 / Pre-Deform技術 / 軸方向鉄筋の座屈防止 / ２段階釣合い式 / 軸方向鉄筋の座屈抑制 / 2段階釣合い式 / ＲＣ橋脚 / 靭性向上 / Pre-Deform |
|---|
| Outline of Research at the Start |
大規模地震時における鉄筋コンクリート橋脚(以下ＲＣ橋脚という）の靭性率を向上させ、想定以上の地震力に対しても倒壊しないＲＣ橋脚を実現することは、国土強靭化に大きく貢献できる研究課題の一つである。高速道路や高速鉄道におけるＲＣ橋脚では既に内巻スパイラル鉄筋等を用いた靭性向上工法が研究開発されているが、その効果は限定的であり万全な策には至っていない。そこで、研究代表者(輿石)らは、ＲＣ橋脚の軸方向鉄筋を予め内向きにＲ加工を行なうPre-Deform技術及び大変形時におけるＲＣ断面の２段階釣合い構造式に着目し、従来のＲＣ橋脚の靭性率を概ね４倍(靭性率40程度)に向上させることを計画である。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
1)文献調査によりＲＣ橋脚では軸方向鉄筋が座屈することで耐力を失うこと、橋脚の変形量には鉄筋の抜出しによる影響が含まれていること等を確認した。
2)HTP橋脚における軸方向鉄筋の曲率半径とPre-Deform変位及び曲げ加工区間長との関係を明確にし実験試験体の設計を行った。さらにExcelを用いた設計ツールを作成した。
3)基本RC橋脚(タイプ1)とHTP橋脚(タイプ2)の正負交番載荷実験を実施した。基本RC橋脚では降伏変位はδy=22.5mmであり、最大荷重Py=55.6kNでの変位は3δy、最大荷重の80％における変位は6.5δyであった。この結果よりタイプ１の靭性率はμ=6.5であることが確認された。一方HTP橋脚(タイプ2)では、降伏変位はδy=19.0mmであり、最大荷重Py＝63.5kNでの変位は2δy、最大荷重の80％における変位は7.2δyであった。この結果よりタイプ2の靭性率はμ=7.2であることが確認された。実験結果から，HTP橋脚は当初予想していた程の靭性率向上は確認できなかった。これはタイプ2では軸方向鉄筋が変位7δy時に面外方向へ座屈したことに起因すると考えられる。
4)非線形FE解析により実験結果のシュミレーションを行った。解析モデルに鉛直応力(2.0N/mm2)を均等に作用させ、鉄筋にはバー要素、コンクリートにはソリッド要素を採用し、変位制御方式で実施した。その結果FE解析における靭性率は、タイプ1ではμ＝5.0、タイプ2ではμ＝5.5であり、実験結果をシュミレート可能であることが確認された。次にこの非線形モデルを用いたパラメトリックスタディーを行った。パラメータとしては曲率半径、曲げ加工区間長、横方向鉄筋比をを採用し、それぞれの影響係数α1～α3を求めた。
5)HTP橋脚に関して請求項５項目からなる特許を取得した。(特許第7375087号)
|
Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
