| 研究課題/領域番号 |
24K17389
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
浅井 竜也 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (90815846)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 鉄筋コンクリート / 連層耐震壁 / 曲げ圧縮破壊 / 耐力劣化 / 終局挙動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
熊本地震やトルコ・シリア地震などでは大規模地震動が複数回観測されており，そのような災害に対する個別建物ひいては社会全体の防災を考える上では，個々の建物について倒壊に至るまでの実耐震性能を精度良く評価することが肝要だが，現状の設計体系においてそれを行うことは容易ではない。そのため本研究では，国内外において重要な耐震要素として活用され，なおかつ破壊形態が比較的複雑なRC造連層耐震壁に着目し，その破壊起点となる部分切り出し要素を対象にした静的載荷実験に基づいて終局時耐力劣化メカニズムを定量的に把握するとともに，その高分解能計測結果を検証用データとしてFEM解析の再現性向上を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では，RC造連層耐震壁の破壊起点となる部分要素を対象に，高空間分解能計測技術を導入した静的載荷実験により終局状態の局所メカニズムを定量的に把握すると共に，同実験結果をキャリブレーションデータとしてFEM解析モデルの再現性向上を目指す。本年度は，次年度の実験の詳細な計画のために，事前に行った実験結果を対象にした有限要素法（FEM）による再現解析を行った。
その結果，ソリッドモデルによる再現解析では，ポストピークにおいて，圧縮載荷時に一般的に見られる中央高さ付近の横膨張とそれに伴う圧縮束の形成が見られたものの，実験よりも顕著な局所化により耐力が急激に低下し，その低下は鉄筋の有無によらず見られた。破壊形態に関しては，主筋ひずみが引張載荷時におけるひび割れ発生位置において圧縮時も大きくなるものの，十分なせん断補強筋を有する場合には，最終的にせん断補強筋間のひずみが増大することで，事前の引張載荷の影響が解消される傾向を再現できた。シェルモデルでは，面外方向において，軸応力下の直交方向の膨張とそれにより生じる拘束力が生じないため，上記の圧縮束の形成の再現が困難であることを確認した。
以上を踏まえ，次年度の実験においては，プレーンコンクリート自体の破壊性状の再現手法把握することと，せん断補強筋量を減らしその拘束の影響を低減することで，コンクリートや鉄筋がせん断補強筋間で比較的座屈しやすい条件を検討することとした。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度に実験計画および実験試験体製作，次年度に実験実施とFEM解析の予定であったところ，予備試験体を対象にしたFEM解析とそれに基づく実験計画まで完了し，試験体製作にすぐにとりかかれる状況のため，おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，昨年度の検討結果に基づき試験体を製作し，載荷実験を行う。載荷装置の制約により実規模の試験体とすることは難しいため縮小試験体とする。試験体は計5体とし，パラメータは事前導入引張力量，せん断補強筋量，正負繰り返し回数とし，それらによる破壊性状の違いを定量的に把握する。計測は，光ファイバーゲージにより主筋のひずみ分布および座屈性状を，デジタル画像相関法（DIC）によりコンクリートひび割れ部の再接触性状を，モーションキャプチャにより壁板の面外変形性状を，それぞれ把握する計画とする。導入引張力は，壁部材崩壊前の逆載荷側の変形角0，1/100，1/50に相当する鉄筋ひずみに相当する値として設定する。載荷実験では，試験体両端に設置したプレートに固定したPC鋼棒でアムスラーにより両引きすることで引張試験を行い，その後に主筋においてコンクリートから突出する部分を切断してそれに載荷用プレートを被せることで圧縮試験を行う。得られた荷重―変形関係，ひずみ分布，変位分布等に基づいて圧縮破壊挙動について分析し，なおかつFEMによる再現を行う。
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