| 研究課題/領域番号 |
17H03340
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
加藤 大介 新潟大学, 自然科学系, 教授 (90169508)
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| 研究分担者 |
中村 孝也 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50305421)
本多 良政 小山工業高等専門学校, 建築学科, 教授 (80509919)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 鉄筋コンクリート / 袖壁 / 変形能 |
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| 研究実績の概要 |
袖壁の有効利用が議論されるようになり，日本建築学会の保有水平耐力計算規準でも，袖壁の圧壊に依存する曲げ変形能の評価法が提案されている。しかしながらその検証，特に袖壁端部の拘束が変形能に及ぼす影響の評価，は十分とは言えない。そこで，平成３０年度は袖壁の圧縮端部が曲げ変形能に及ぼす影響を検討するために，主に壁厚と圧縮端部の拘束およびシアスパン比を変化させた3体の曲げ降伏するRC造袖壁の静加力実験（試験体７～試験体９）およびそのFEM解析を行っている。
壁厚，シアスパンおよび袖壁端部の拘束を実験パラメータにした，袖壁端部の圧壊で変形能が決定されるRC造袖壁試験体3体の静加力実験を行い，既往の終局変形能評価式と比較することにより，以下の結論を得た。(1)想定通り壁厚が厚いほど変形能が増加した。(2)拘束量も異なるので明確ではないが，想定通りシアスパンの終局変形への影響は見られなかった。(3)終局変形角の実験値を既往の評価式と比較したところ，拘束量が多い試験体は既往の評価式の頭打ちの上限を大きく超えており，評価式の再検討が必要となった。
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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
近年，袖壁の地震被害後の継続使用機能への寄与が改めて認識され，低層RC造建物における袖壁の有効利用が議論されている。これを受け，日本建築学会の保有水平耐力規準でも，袖壁の圧壊に依存する曲げ変形能Ruの評価法が提案されている。この評価式では，実験係数，コンクリートの圧壊領域，中立軸深さ，および袖壁端部のコンクリートの終局ひずみを用いた式となっている。この問題点としてはコンクリート圧縮領域を袖壁厚さの2倍と決めていること，および，コンクリートの圧壊ひずみを拘束の有無で段階的に決めていることが挙げられている。
これを受けて本研究では，袖壁端部の圧壊により変形能が決定される片側袖壁付き柱の静加力実験を報告している。また，柱型が引張側となる変形能に関して言えば，柱型の影響は少ないと判断し，簡略化のために柱型の幅を袖壁厚さと同じにした長方形断面の試験体の実験結果を報告している。さらに，これら報告した試験体を原型にして，主に拘束筋比とシアスパンを変化させたパラメトリックなFEM解析を行い，新たな曲げ変形能Ruの評価式を提案している。
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| 今後の研究の推進方策 |
一部追加実験の延期があるものの，研究全体としては研究計画書通りにほぼ順調に進展している。そこで，今後も研究計画書で述べた通りの方策を考えている。
具体的には，以下の３つの研究を計画している。
要素実験：研究代表者は以前，柱部材を対象に主筋の座屈に関する研究を行っているが，その際の視点は座屈長さであった。RC造柱においては主筋の座屈が単に帯筋間で生じるのではなく，複数の帯筋区間（ここではその区間数をNBと呼ぶ）で生じることに着目し，そのモデル化を行っている。既往の研究では，単純圧縮実験での圧壊領域とこの座屈長さの関係を検討したが，最近行った袖壁付き柱の実験で，袖壁部分の圧壊領域にも同様のことが当てはまることが分かっている。この圧壊領域は平面保持解析から部材の変形に換算する際に極めて重要となり，従って，袖壁モデルの安全限界点を定式化する際の重要なポイントとなる。そこで、座屈長さに関しては袖壁端部のみを取り出した要素実験を行い，部材実験との関係を把握する予定である。
平面保持解析：「現在までの進捗状況」で述べた通りの研究を継続する予定である。
FEM解析： FEM解析により，引き続き開口の大きさと位置を広い範囲で変化させたパラメトリックな解析を行う。筆者らは過去に行ったせん断破壊型の有開口袖壁付き柱のFEM解析を行い，その挙動を精度よく追跡できたことを報告している。その延長上に曲げ破壊型の実験結果を再現できるように力を注ぐ。また，袖壁付き柱と単独柱の破壊形式をパラメトリックに変化させた場合の柱モデルの破壊形式の検討も行う。
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