| 研究課題/領域番号 |
15K06285
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
平島 岳夫 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20334170)
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| 研究分担者 |
前田 孝一 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10125958) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | メンブレン効果 / 鉄筋モルタル床板 / 火災 / 熱たわみ / 最大耐力 / 高温載荷実験 / 鋼構造 / 無耐火被覆 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、火災時におけるRC床板のメンブレン効果を明らかにすることである。平成27年度は、正方形の鉄筋モルタル床板を用いた常温および高温載荷実験から、床板の厚さ方向の温度分布に起因する熱的たわみの把握と、その熱的たわみが床板の荷重支持能力を増大させる効果について検討した。
この結果、1方向スラブとした場合では常温実験と鉄筋温度400℃の高温実験で最大耐力に差が見られなかったが、2方向スラブとした場合では鉄筋温度400℃の高温実験による最大耐力が常温での結果を大きく上回る結果となった。この理由は、前述した熱的たわみが2方向スラブの床板の荷重支持能力を増大させたためと考えられる。同様に、鉄筋温度500℃および600℃の高温実験でも、2方向スラブの結果では、常温最大耐力に対する高温最大耐力の比は高い値を示し、床板の火災時メンブレン効果が確認された。一方、2方向スラブ実験では、中央集中荷重に起因するパンチングシア破壊したものもあり、その載荷方法を改善する必要性がわかった。
下面から加熱を受ける床板の熱的たわみについては、無載荷とはいえ自重によるたわみの影響が高温になるにつれて見られ、熱的たわみの理論値よりも大きな値を示した。2方向スラブでは、熱的たわみに抵抗するメンブレン作用が予測されたが、圧縮応力下におけるモルタルの載荷時熱ひずみが大きかったためか、熱的たわみが比較的大きかった。試験体に使用したモルタルについては、この分析のため、高温素材試験から載荷時熱ひずみに関するデータを取得した。
以上、鉄筋モルタル床板の高温載荷実験から、鋼構造の小梁無耐火被覆化を実現するために必要となる、床板の火災時メンブレン効果を伴う最大耐力に関する基礎資料を得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の研究計画・方法で予定していた実験を、滞りなく実施し、研究計画時に期待していた結果を得ることができた。またその結果の一部を学会発表等で公開した。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成28年度は、当初の計画通り、一定荷重下で加熱する載荷加熱実験より、火災時における床板のメンブレン効果を明らかにする。今年度の高温載荷実験結果よりも最大耐力時のたわみが大きくなるため、2方向床板の荷重支持能力の更なる増大が期待される。
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