各種外乱を受けるコンクリート系構造物の部材応答予測と損傷評価に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11305039
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 渡邊 史夫 京都大学, 工学研究科, 教授 (50026267)
• 研究分担者: 佐藤 裕一 京都大学, 工学研究科, 助手 (20293889) ; 河野 進 京都大学, 工学研究科, 助教授 (30283493) ; 西山 峰弘 京都大学, 工学研究科, 助教授 (50183900)
• キーワード: 損傷 / 脆性破壊 / 鉄筋コンクリート骨組み構造 / 塑性ヒンジ / 安全限界

研究概要

RC造中高層構造物のサブストラクチャーにおいて、損傷の進行状況の予想が精度良く行えるかについての確認実験を行った。具体的には、中高層アパートの桁行方向骨組構造体から、下階2層部分を切り出した約1/3スケールのモデル試験体2体を用いた。載荷に関しては、4本の油圧ジャッキを用いて、実際の構造物に作用する水平力及び鉛直荷重と等価な外力を各階梁端部に作用させ、2階梁位置の層変形角を漸増させながら正負繰返し載荷を行った。載荷履歴中の測定項目は、試験体の変形及び作用荷重の他に、梁主筋・柱軸筋・梁柱接合部内部の補強筋・コンクリートの歪である。載荷実験中は、各構成部材のひび割れやかぶりの剥離状況、鉄筋の座屈等に注意しながら損傷がどのように進展するかを細かく観察した。
実験結果の解析の結果、建築学会の靭性保証型設計法に示されている骨組みの解析手法で、ひび割れの発生位置や順序、塑性ヒンジの形成位置及び順序はある程度予想できることが分かった。また、骨組みの水平荷重-変形関係も凡そ予想可能であるが、水平耐力に関しては30%程度低めの予想となった。
また、実験結果を用いて、ひび割れの進展状況と水平耐力の劣化に着目した数値モデル解析を行なった。ひび割れ幅に関しては、既存のモデルを用いてかなりの精度で予想可能であることが分かった。また、水平耐力の劣化に関しては、建築学会の靭性保証型設計法により設計した2体の試験体ともに、2F梁位置層変形角6%まで耐力劣化が認められず、靭性保証型設計法がかなりの不経済設計となっているとの結論を得た。

研究成果

• [文献書誌] 河野進, Bechtoula H, 角徹三, 渡辺史夫: "軸力と2方向曲げを受ける実大RC柱の損傷評価"コンクリート工学年次論文報告集,JCI. Vol.24. 235-240 (2002)
• [文献書誌] Kono S., Bechtoula H., Watanabe F.: "Damage evaluation of reinforced concrete columns under large axial load and lateral deformation"The First FIB Congress 2002, Session 6. Vol.1. 65-66 (2002)
• [文献書誌] Kono S., Arai Y., Bechtoula H., Watanabe F.: "Damage assessment of reinforced concrete columns under high axial loading"International Conference on Performance of Construction Materials. Vol.1. 291-300 (2003)
• [文献書誌] Bechtoula H., Kono S., Watanabe F: "Effect of Axial Load Intensity on Plastic Hinge Length and Damage Progress for Large Scale RC Columns during an Earthquake Attack"第4回構造物の破壊過程解明に基づく地震防災性向上に関するシンポジウム,社団法人土木学会技術推進機構. 171-178 (2003)