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高性能鉄筋コンクリート造壁の開発と損傷予測モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 20K14870
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関国土技術政策総合研究所 (2022)
東京工業大学 (2020-2021)

研究代表者

小原 拓  国土技術政策総合研究所, 建築研究部, 研究官 (50845451)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードRC造壁 / 機能維持 / 損傷低減 / 損傷予測数値解析モデル / アンボンドPCaPC造 / 鉄筋コンクリート造壁 / 継続使用 / 損傷評価 / ロッキング性状 / アンボンドPCaPC / 継続使用性 / 圧縮損傷 / ロッキング特性 / 損傷制御 / 変形性能 / Fiberモデル / 高性能鉄筋コンクリート造壁 / セルフセンタリング / 早期復旧
研究開始時の研究の概要

近年,国内外の地震被害では,鉄筋コンクリート(RC)造壁の損傷により建物の継続使用性が損なわれる事例が散見されている.本研究では,損傷を制御出来る高性能RC造壁の実現として,圧着型アンボンドプレキャストプレストレストコンクリート(アンボンドPCaPC)壁を開発し,損傷を予測できる数値解析モデルを提案する.

研究成果の概要

本研究は,損傷を制御できるRC造壁の損傷制御性能の解明および損傷を予測できる数値解析モデルの構築を目的とし検討したものである.アンボンドPCaPC構造形式を壁部材に用いて,曲げせん断載荷実験を行った.近年損傷低減が求められている方立壁への適用可能性も検討しながら,耐震要素としても使用できるハイブリッド壁の構造性能を確認した.さらに,損傷を把握できる性能評価型設計構築の基礎資料として損傷評価およびそれに基づく部材の限界状態を定量化した.数値解析では,提案した壁の基本的な挙動を再現することに加え,損傷および限界状態を予測できる解析モデルについて検討し,多層建物モデルへの適用可能性を検討した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

損傷制御型RC壁は,従来のRC壁より地震後も継続使用可能なことから,住機能の機能維持実現が期待できる.さらに,損傷制御型RC壁はプレキャスト工法による製作を想定していることから,工場で大量生産することで国内で社会問題となっていた職人の減少問題や工期・環境問題といった課題を十分に解決できる.
開発した数値解析ツールは,建物の機能維持・早期復旧性能を評価できる.具体的には,庁舎や学校,病院といった防災拠点施設では,地震後に継続使用可能か否かの判断が非常に重要であることから,ひび割れやコンクリートの圧壊等の損傷を予測できる解析ツールを用いれば,重要施設の高い継続使用性能の付与を達成出来る.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 袖壁を用いた実大五層鉄筋コンクたコンクリートの曲げ損傷量評価2023

    • 著者名/発表者名
      小原拓, 河野進, 向井智久
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 88 ページ: 113-122

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] EXPERIMENTAL FRAGILITY ANALYSIS OF NON-STRUCTURAL RC WALLS2022

    • 著者名/発表者名
      Priyana RAJBHANDARI, Taku OBARA, Susumu KONO
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文報告集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Damage Prediction Tool for Rocking Concrete Walls2022

    • 著者名/発表者名
      T. Obara, S. Kono and D. Mukai
    • 雑誌名

      12NCEE

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical analysis on flexural behavior of unbonded post-tensioned reinforced concrete beams considering the buckling and rupture of longitudinal reinforcement2022

    • 著者名/発表者名
      O.Inui, T.Obara, S.Kono and D.Mukai
    • 雑誌名

      12NCEE

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shear performance evaluation of PHC piles under different levels of axial load ratio2021

    • 著者名/発表者名
      B-2.Yopi Prabowo Oktiovan, Taiga Otaki, Taku Obara, Susumu Kono, Yoichi Asai, Katsumi Kobayashi, Hidekazu Watanabe, David Mukai
    • 雑誌名

      Earthquake Engineering and Structural Dynamics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Damage Evaluation and Limit States of Rocking Concrete Walls with Energy Dissipaters2020

    • 著者名/発表者名
      Obara Taku、Kono Susumu、Mukai David
    • 雑誌名

      Journal of Earthquake Engineering

      巻: 26 号: 9 ページ: 1-27

    • DOI

      10.1080/13632469.2020.1835748

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 実大五層鉄筋コンクリート造建物の構造性能評価に着目した解析的研究2020

    • 著者名/発表者名
      木戸裕貴, 小原拓, 河野進, 向井智久
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文報告集

      巻: 42 ページ: 79-84

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] マルチスプリングモデルを用いたアンボンドプレストレスト鉄筋コンクリート造梁の解析的研究2020

    • 著者名/発表者名
      伊縫旺真, 小原拓, 河野進
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文報告集

      巻: 42 ページ: 439-444

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アンボンドPCaPC 造壁の構造性能に関する実験的研究(その1~4)2022

    • 著者名/発表者名
      小原拓, 秋田悠揮, 藤岡知也, 張明嘉, 河野進, 谷昌典, 大村哲矢
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集構造系
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Structural Performance of Unbonded Post-tensioned Precast Concrete Walls2021

    • 著者名/発表者名
      Cho M., Uemura K., Rajbhandari P., Obara, T., Kono, S. and David, M. and Tani M.
    • 学会等名
      The Japan-Korea-Taiwan Joint Seminar on Earthquake Engineering for Building Structures
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Flexural Crack Width in Slender Rectangular RC Walls, Summaries of technical papers of annual meeting2021

    • 著者名/発表者名
      Netrattana C., Obara T., Kono S. and David M.
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集構造系
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 主筋の破断を考慮したアンボンドプレストレスト鉄筋コンクリート造梁の曲げ性能に関する解析的研究2021

    • 著者名/発表者名
      伊縫旺真,小原拓,河野進,David M.
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集構造系
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of Structural Performance of Unbonded Post tensioned Precast Concrete Walls Part 1: Experimental Program and Results2021

    • 著者名/発表者名
      Rajbhandari P., 張明嘉,植村一貴,小原拓,河野進,David M.,谷昌典
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集構造系
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] アンボンドPCaPC造壁の構造性能評価 その2:損傷状態とひび割れに関して2021

    • 著者名/発表者名
      張明嘉,植村一貴,小原拓,Rajbhandari P., 河野進,David M.,谷昌典
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集構造系
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical analysis of unbonded post-tensioned reinforced concrete beams for resiliency evaluation2020

    • 著者名/発表者名
      Inui O., Obara T., Kono S., Mukai D.
    • 学会等名
      The 17th World Conference on Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental stduy on slender rectangular rc walls (PART 1)2020

    • 著者名/発表者名
      Netrattana C., Takahashi T., Obara T., Kono S., Mukai D.
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集構造系
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental stduy on slender rectangular rc walls (PART 2)2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi T., Netrattana C., Obara T., Kono S., Mukai D.
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集構造系
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] アンボンドプレストレストコンクリート梁の耐震性能に関する解析的研究2020

    • 著者名/発表者名
      伊縫旺真.小原拓, 河野進, Mukai D.
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集構造系
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] PC鋼材の緊張力に着目したアンボンドPCaPC造壁の曲げ耐力に関する実験的研究2020

    • 著者名/発表者名
      植村一貴, 小原拓, 河野進, 柴山淳
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集構造系
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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