拘束高強度鉄筋コンクリート造骨組みの繰り返し性状に関する実験的研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14550572
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 孫 玉平 九州大学, 大学院・人間環境学研究院, 助教授 (00243915)
• 研究分担者: 堺 純一 九州大学, 大学院・人間環境学研究院, 助教授 (30215587)
• キーワード: 高強度コンクリート / 拘束コンクリート柱 / 骨組み構造 / 梁降伏先行破壊 / 拘束コンクリート / 鋼管拘束 / 繰り返し履歴挙動 / 終局耐力

研究概要

3種類の幅厚比(34-87)を有する正方形鋼管により横拘束された高強度コンクリート(HRC)柱と通常の帯筋で拘束されたRC梁により構成された合成骨組み試験体について、一定軸力下における繰り返し曲げせん断実験を行い、拘束HRC骨組みの繰り返し耐震挙動について調べた。その結果、以下の結論が得られた。
1)80MPa級のHRCを用いたHRC骨組みの柱を、内スチフナーで補強された、幅厚比87程度の薄肉鋼管で拘束すれば、軸力比0.33の中レベルの軸力下においては、骨組みに非常に安定した繰り返し履歴挙動を確保することができる。また、軸力比0.5と高い軸力を受ける場合、幅厚比46の角形鋼管を用いて柱を拘束すれば、層間変位角0.04radまで骨組みは耐力低下が小さく極めて安定した履歴挙動を有する。
2)骨組み構造の柱材における、補強材の必要量は骨組みの破壊形式に強く依存する。梁降伏先行型の骨組みの実験結果から、骨組みの水平耐力と耐力後の変形挙動は基本的に梁のそれらに支配されるので、柱材の横補強材量(鋼管の幅厚比)が大きく変化しても、骨組み全体の履歴性能に大きな変化が見られない。
3)角形鋼管を内スチフナーで補強すれば、拘束効率が大幅に上昇する。B/t=87の薄肉鋼管を用いた骨組みの履歴挙動は、補強されていないB/t=34の厚肉鋼管を使用した骨組みのそれとほぼ同等である。
4)鋼管拘束柱材および通常帯筋拘束梁の終局曲げ耐力を崎野・孫らによる算定式を用いれば、鋼管により横拘束された柱を用いた合成骨組みの破壊形式の予想は可能である。すなわち、研究代表者は提案した設計式に基づけば、拘束HRC骨組みの破壊形式は設計段階での予測が可能であり、また合成骨組みの最大水平耐力などをも比較精度よく算定することができる。

研究成果

• [文献書誌] 孫玉平, 崎野健治, 前田潤滋, 福原武史, 三宅良和: "拘束高強度鉄筋コンクリート骨組みの耐震性能に関する研究"九州大学大学院人間環境学研究院紀要. 第4号. 91-98 (2003)
• [文献書誌] 福原武史, 孫玉平, 前田潤滋, 崎野健治: "Behavior of Confined HSC Moment-Resisting Frames under Seismic Loading"第13回世界地農工学会議論文報告集. (No. 3172). 12 (2004)
• [文献書誌] 三宅良和, 福原武史, 孫玉平, 前田潤滋, 崎野健治: "高強度RCフレームの鋼管横拘束法に関する実験的研究その1 実験概要と耐力算定に関して"日本建築学会九州支部研究報告集. 第43号. 255-258 (2004)
• [文献書誌] 福原武史, 三宅良和, 孫玉平, 前田潤滋, 崎野健治: "高強度RCフレームの鋼管横拘束法に関する実験的研究その2 骨組みの実験結果および履歴性状の考察"日本建築学会九州支部研究報告集. 第43号. 259-262 (2004)