| 研究分担者 |
池田 憲二 北海道開発局, 開発土木研究所, 室長
三上 浩 三井建設(株), 技術研究所, 主席研究員
松岡 健一 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (10003170)
小室 雅人 室蘭工業大学, 助手 (10270183)
今野 久志 北海道開発局, 開発土木研究所, 研究員
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| 研究概要 |
本研究では,重錘落下により衝撃的に曲げおよびせん断の作用を受ける梁,柱などRC部材の耐衝撃性を実験的・数値解析的に明らかにし,合理的かつ汎用性の高いRC部材の耐衝撃設計手法の開発を試みるものである.
実験的研究に関しては,特にRC梁に限定して,静的に曲げ破壊が先行する断面およびせん断破壊が先行する断面を対象に重錘落下衝撃実験を行った.実験は重錘落下万能試験機を用い,300kg〜400kgの重錘を所定の高さから最大10m/s程度で試験体に自由落下させることによって行っている.なお,測定項目は重錘に発生する衝撃力,支点反力,変位,主鉄筋ひずみおよびせん断補強筋ひずみの時系列である.実験結果より,曲げ破壊型,せん断破壊型RC梁共に,1)重錘衝撃力-載荷点変位や支点反力-載荷点変位関係から各動特性について検討する;2)最大支点反力を動的耐力と仮定した場合の動的耐力と静的耐力の関係から動的応答倍率を検討する;3)重錘質量が異なる場合の衝撃挙動に関する力積-定則とエネルギー-定則の適用性に関する検討を行う;4)吸収エネルギーと入力エネルギー量の関係を明らかにし,5)1)〜4)の関係を用い,衝撃荷重入力に対する設計用静的曲げおよび設計用静的せん断耐力の算定手法を確立し,上記のRC部材に限定して,合理的かつ汎用性のある耐衝撃設計手法を開発した.
数値解析的には,単純な構成則を用いた有限要素法によるRC部材の三次元弾塑性衝撃応答解析手法を確立することを目的として,本研究対象の載荷速度が比較的小さいことより,静的物性値のみを考慮し歪速度効果を無視した場合の数値解析手法を提案し,単一載荷時の各RC梁に関する実験結果と比較することによりその妥当性を検討した.検討結果,曲げ破壊型およびせん断破壊型RC梁の両者に対して,重錘衝撃力,支点反力,変位の時系列および残留変位やひび割れ分布性状が本手法により精度良くシミュレート可能であることが明らかになった.
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