研究課題
基盤研究(B)
本研究は200N/mm^2級の繊維補強超高強度コンクリート(UFC)を鉄筋コンクリートと組合せた新しい建築構造を開発し、さらなる超高層化、大スパン化、部材断面の縮減を図ることにより新しい建築空間を創造することを目的とする。大地震などの厳しい外力下におけるこの種建築物の力学的挙動が未解明なため、建物を構成する部材や架構の構造性能を実験で明らかにし、技術指針を作成して実用化を図る。平成16年度は、すべての柱とはりがUFCよりなる建築物の部分架構に着目して、地震力下における構造性能を確認する試験を行った。その結果、1)いずれの試験体も設計通りはりが曲げ破壊し柱・はり接合部がせん断破壊する、2)繊維無混入の場合はりの曲げ耐力、柱・はり接合部のせん断耐力は既往の評価式により推定できる、3)鋼繊維混入によりはりの曲げ耐力、柱・はり接合部のせん断耐力ともに大幅に増大し、架構の変形能力も大幅に増大する、ことが明らかとなった。平成17年度は、外郭部にUFCを用いたプレキャスト合成柱とはりが60N/mm^2コンクリートよりなる建築物の部分架構に着目して、地震力下における構造性能を確認する試験を行った。その結果、1)既往評価式により付着破壊するとされた試験体において付着破壊は起きない、2)接合部パネルのせん断強度は既往評価式による計算結果よりはるかに高い、3)接合部パネルのせん断強度はUFCにおいて繊維が負担する引張力を等価なせん断応力度に置き換えて評価すると実験結果とよく合う、ことが判った。平成18年度は、鋼繊維の混入量と打設方向を変えたUFCの曲げ試験によりUFCの引張強度を評価し、UFCの引張強度を考慮したUFC柱および外郭UFCプレキャスト合成柱の曲げ終局強度とせん断終局強度評価法を検討した。その結果、1)UFCの引張強度を考慮するとUFC柱、UFC外郭プレキャストの曲げ終局強度を精度よく評価できる、2)実験で得られたUFCの引張強度を低減して考慮することによりUFC柱、UFC外郭プレキャストのせん断終局強度を精度よく評価できる、ことが明らかになった。以上の結果から、最終年度の実験結果に基づいて鋼繊維の効果を考慮すれば、UFCを用いた部材や架構の曲げ終局耐力、せん断終局耐力を精度よく評価できることが判り、実用化に向けて大きく前進した。
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目本建築学会大会学術講演梗概集 C2構造IV
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コンクリート工学年次論文集 Vol.27,No.2
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