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本研究では、コンクリート橋脚の軸方向にプレストレスを導入して地震後の供用性能を大幅に向上させることに着目し、この構造の耐震的な特徴を定量的に求めることとしたのである。この構造は従来の鉄筋コンクリート橋脚と異なり、ひび割れ発生後に剛性が大きく変化し、かつ、PC鋼材の弾性域内で部材が非線形応答をすることができるために、直下型地震に対しても極めて有利な構造となるのである。実験は、フーチングにコンクリートの単柱が固定された供試体を製作して地震応答実験を行った。裁荷は、準動的なオンラインハイブリッド地震応答方式を中心に正負繰返し載荷実験を行った。
実験の要因として、軸方向に導入するプレストレス、PC鋼材量、コンクリート強度、軸方向鉄筋量などを変化させた供試体を用いて軸方向プレストレスの耐震効果を定量的に把握することが基本であるが、これに関しては同時進行中の研究プロジェクト中で行うことが可能であるので、本研究では偏心軸力を受ける柱の耐震性の実験を行った。この結果、偏心軸力が作用している柱は地震応答の状態が一方向載荷に近いために、損傷の進行が比較的軽微であるという注目すべき実験結果を得た。この事実は、先般の阪神大震災の時の被災状況の中でも見られ不思議に思われたが、本研究によってこれが実証された。
また、中空断面を持つPC柱およびPPC柱の実験を行い、軸方向プレストレスの効果的な導入方法について研究を行った。この結果、耐震性向上のためには軸方向鉄筋がある程度必要となることが示された。
以上の研究の結果、偏心軸力を受ける柱および中空断面を持つ柱に対して、プレストレスの導入は地震時の安全性と靱性、および復元性の効果による地震後の供用性に極めて有効であることが明らかとなった。
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