| 研究概要 |
本研究では,コンクリート充填鋼管構造(CFT)に代表される強度・変形能に優れ,耐震構造として有望な複合構造を取り上げ,充填鋼管構造(FST)の優れた構造特性を一層改善するために有効な充填材の材料特性の解明,ならびに高機能コンクリート,エポキシ樹脂などの新材料の充填材としての活用を目的とし,その基本特性を,圧縮荷重を受ける充填鋼管短柱,一様曲げを受ける充填鋼管はり部材,鋼管と充填材からなるサンドイッチばり、さらには任意の2方向水平荷重を受ける充填・無充填鋼管圧縮柱の挙動の面から,載荷実験および有限要素解析を活用して検討した.特に,強度を重視した構造に対しては,高強度コンクリート,高強度樹脂の充填が不可欠であるが,その変形能は,低強度コンクリートや,弾性的な柔い樹脂を充填した構造より劣ることを明らかにした.また,充填材の材料特性よりは,鋼管と充填材の付着特性が,鋼管の局部座屈性状に大きく影響し,付着強度が大きい場合には,局部座屈波形の波長が長くなり,部材軸方向に広い塑性領域を期待できることを明らかにした.一方,曲げに対しても,引張・圧縮下で等方的な強度を有するエポキシ樹脂により,中立軸の移動が少なく,強度および変形能に優れた曲げ変形挙動が得られることを明らかにしている.さらに,一構造形態として橋脚,建築物の柱に代表される圧縮柱を取り上げた検討では、地震時の水平2方向に受ける水平力に対して,その複雑な非比例変形履歴が,鋼角形断面柱の強度劣化を著しくしていることを明らかにした.円形断面においては,構成板が鋭角をなさず、スムーズに薄板が連続するため,円周方向への局部座屈波形の伝播が一層顕著となることを明らかにした.一方,樹脂系コンクリートの充填によって変形能の向上が計れることも別途実証した.
|
