コンクリート充填円形鋼管柱における拘束効果の定量的評価に関する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07650664
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 崎野 健治 九州大学, 工学部, 教授 (70037985)
• 研究分担者: 蜷川 利彦 九州大学, 工学部, 助手 (90237769)
• キーワード: 中心圧縮 / 拘束効果 / 構成則 / 関連しない流れ則 / コンファインドコンクリート / 2軸応力状態 / 曲げモーメント曲率関係 / 曲げ終局強度算定式

研究概要

本年度実施した研究により以下の知見が得られた。
I 中心圧縮を受けるコンクリート充填円形鋼管柱の拘束効果を考慮に入れた解析法
(1)平成7年度に得られた中心圧縮実験結果をもとに、鋼管とコンクリートの相互作用を考慮した弾塑性解析を行い、コンクリートの構成則としては"Richartの提案した降伏条件、肖の提案した弾性域における応力・ひずみ関係と関連しない流れ則"を用いればよいことが分かった。
(2)前項で定式化した構成則とは別に、実用解析に用いる構成則として孫により提案されたコンファインドコンクリートの応力・ひずみ関係が用い得る事がわかった。実用解析において必要となる、鋼管の2軸応力状態の評価は前項の精密解析により定式化することができた。
II 軸力と曲げモーメントを受けるコンクリート充填円形鋼管柱の拘束効果を考慮に入れた解析法
(1)中心圧縮柱の実用解析において妥当性が検証されたコンクリートの構成則(孫の提案したコンファインドコンクリートの応力・ひずみ関係)と鋼管の2軸応力状態を仮定して求めたコンクリート充填円形鋼管断面の曲げモーメント・曲率関係解析値は、材料強度、鋼管径厚比を広範囲に変化させて行われた多数の実験結果を精度よく評価できることが分かった。
(2)前項の曲げモーメント・曲率関係解析結果を詳細に検討することにより、コンクリート充填円形鋼管断面の拘束効果を考慮に入れた曲げ終局強度算定式(設計式)を提案した。これにより、本研究の当初の研究目的を達成することができた。

研究成果

• [文献書誌] 崎野健治,蜷川利彦,松本勝憲: "コンクリート充填円形鋼管柱の曲げ性状に関する研究" コンクリート工学年次論文報告集. 第18号. 1289-1294 (1996)
• [文献書誌] 蜷川利彦,崎野健治,小松慎二,石出一郎: "コンクリート充填円形鋼管柱の中心圧縮性状に関する研究" コンクリート工学年次論文報告集. 第18号. 1307-1312 (1996)
• [文献書誌] 蜷川利彦,崎野健治,川口晃: "80キロ鋼を用いたコンクリート充填円形鋼管柱の弾塑性曲げ性状" 日本建築学会研究報告 九州支部. 第36号・1. (1997)
• [文献書誌] 石出一郎,蜷川利彦,崎野健治: "コンクリート充填円形鋼管柱の弾塑性性状に関する研究" 日本建築学会研究報告 九州支部. 第36号・1. (1997)
• [文献書誌] 崎野健治,蜷川利彦,小松慎二: "中心圧縮力を受けるコンクリート充填円形鋼管短柱の弾塑性解析" 第43回構造工学シンポジウム論文集. Vol.43B. (1997)
• [文献書誌] 蜷川利彦,石川忠志,小松慎二: "引張力を受けるコンクリート充填円形鋼管柱の拘束効果" 第43回構造工学シンポジウム論文集. Vol.43B. (1997)