2方向地震入力を受ける高強度鉄筋コンクリート造立体接合部の非線形有限要素解析

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08750679
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 柏崎 隆志 千葉大学, 工学部, 助手 (40251178)
• キーワード: 高強度材料 / 鉄筋コンクリート構造 / 柱・梁接合部 / 非線形有限要素解析 / せん断抵抗機構

研究概要

本研究では、3次元有限要素(FEM)解析プログラムを用いて、高強度鉄筋コンクリート(RC)造内柱・梁接合部2体((1)直交梁なし平面接合部、(2)直交梁付き立体接合部)の非線形解析を行った。2体の解析対象試験体のうち、直行梁付き立体接合部に対しては、1方向地震力だけでなく2方向地震力を模擬した解析も行った。解析には、申請者の研究室で開発されてきた、3次元非線形FEM解析プログラムを使用し、更に高強度鉄筋コンクリート部材を精度良く解析するために、以下の解析モデルを追加、更新した。
コンクリートの構成則モデル
・圧縮コンクリートの初期剛性→Fafitis-Sharモデル
・ひび割れたコンクリートの圧縮強度低減モデル→飯塚、野口モデル
以上の解析結果を用いて、立体内柱・梁接合部の破壊状況、履歴特性、鉄筋ひずみについて実験試験体の検証を行った。前述の2本とも、破壊状況、履歴特性、鉄筋ひずみなどは、解析結果が実験と良好な対応を示した。また、接合部に直交梁が付くことにより、接合部コンクリートが拘束され、接合部のせん断強度は増大する傾向がみられた。更に、実験では検討が難しいコンクリート圧縮ストラットの幅や応力状態について、1方向および2方向解析から得られた接合部内コンクリート応力を用いて比較、検討を行った。
今後は、コンクリート圧縮ストラット機構を定量的に把握し、直交梁による立体的なせん断抵抗機構について考察を行い、既往のマクロモデルやせん断耐力式の検討を行う予定である。

研究成果

• [文献書誌] Takashi KASHIWAZAKI: "Nonlinear Finite Element Analysis on the Shear Strength of RC Interior Beam-Column Joints with Ultra High-Strength Materials" Transactions of the Japan Concrete Institute. 17. 241-248 (1996)
• [文献書誌] Takashi KASHIWAZAKI: "Three-Dimensional Nonlinear Finite Element Analysis on the Shear Strength of RC Interior Beam-Column Joints with Ultra High-Strength Materials" Proceedings of the 11th World Conference on Earthquake Engineering (CD-ROM), Paper No.476. 1-8 (1996)
• [文献書誌] 柏崎隆志: "2方向加力を受ける超高強度RC内柱・梁接合部の3次元非線形有限要素解析" コンクリート工学年次論文報告集. 18-2. 947-952 (1996)
• [文献書誌] 柏崎隆志: "2方向加力を受ける超高強度RC内柱・梁接合部の3次元非線形有限要素解析(その1:解析方法)" 日本建築学会学術講演梗概集. C-2 構造IV. 711-712 (1996)
• [文献書誌] 柏崎隆志: "2方向加力を受ける超高強度RC内柱・梁接合部の3次元非線形有限要素解析(その2:解析結果の検討)" 日本建築学会学術講演梗概集. C-2 構造IV. 713-714 (1996)
• [文献書誌] Takashi KASHIWAZAKI: "Finite Element Analysis of RC Beam-Colum Joints with High-Strength Materials" Proceedings of the Third Asian-Pacific Conference on Computational Mechanics. Vol.2. 1489-1494 (1996)