2020 年度研究成果報告書

曲げ降伏破壊する鉄筋コンクリート柱梁接合部の軸崩壊機構の解明と防止法

研究課題

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研究課題/領域番号	18K04435
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関	東京都立大学
研究代表者	北山和宏東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (70204922)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	建築構造・材料 / 鉄筋コンクリート構造 / 柱梁接合部 / 降伏破壊 / 軸崩壊
研究成果の概要	地震動を受けた鉄筋コンクリート建物の柱と梁との交差部（柱梁接合部）が曲げ降伏破壊したあとに柱の圧縮軸力を保持できなくなり、建物の崩壊を招来する被害が見られる。本研究では隅柱の柱梁接合部がこのような軸崩壊に至る力学機構を、柱梁部分骨組に二方向水平力および変動する柱軸力を載荷する実験によって検討した。引張りから圧縮まで変動する柱軸力および二方向から作用する水平力が柱梁接合部の軸崩壊を加速すること、柱梁接合部内のコンクリートが圧壊して柱主筋が座屈することによって上柱と下柱とが「く」の字状に折れ曲がることで骨組の崩壊が生じること、などを明らかにした。
自由記述の分野	建築構造学
研究成果の学術的意義や社会的意義	地震動を受けた鉄筋コンクリート（RC）建物の柱梁接合部が曲げ降伏破壊したあと、三方向地震動によって軸崩壊に至る力学機構を三つのモードに分類してその特徴を明らかにした。本研究で実施したRC柱梁部分骨組の実験に基づき、柱梁接合部内で柱主筋が座屈しコンクリートが圧壊することで、上柱と下柱とが柱梁接合部を中心に折れ曲がって柱軸力を保持できなくなり、軸崩壊することを指摘した。この成果は、RC柱梁接合部の軸崩壊を防止するための新しい耐震設計法の提案に活用できる。これは、新規に設計する鉄筋コンクリート建物の耐震性能の向上および建物の長寿命化に貢献するため、社会的な意義は大きい。