| 研究課題/領域番号 |
25289180
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
河野 進 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (30283493)
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| 研究分担者 |
篠原 保二 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (50196408)
福山 洋 独立行政法人建築研究所, 構造研究グループ, グループ長 (60344008)
向井 智久 独立行政法人建築研究所, 構造研究グループ, 主任研究員 (30318208)
谷 昌典 独立行政法人建築研究所, 国際地震工学センター, 研究員 (50533973)
丸田 誠 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (30416763)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | RC造耐震壁 / 端部拘束領域 / 終局時変形性能 / 軸力 / 繰返載荷 |
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| 研究概要 |
損傷制御型耐震構造物の設計において，経済的かつ有効な耐震部材として，2010年RC規準で認められた矩形断面を有するRC造耐震壁に関して，設計に必要な耐震性能を明らかにし，「建物の機能維持・早期復旧」を最も経済的に実現する構造システムとして普及させることを目的とした．初年度としては，2種類の実験（耐震壁試験体，耐震壁拘束要素試験体）を行い，実験結果の解析を行い，この結果を再現するための解析手法を構築した．計画通り，順調な進捗状況である．
まず，2010年版RC規準の耐震壁付帯ラーメンの断面形状に関する条件緩和を受けて，設計が可能となった枠柱無耐震壁の曲げ終局時変形性能を把握する目的で軸力，壁端部の拘束領域範囲を実験変数とした耐震壁試験体3体の静的繰返し載荷実験を行った。何れの試験体も引張鉄筋降伏後，壁脚部が圧壊し急激に耐力が低下した。終局時の圧壊は壁端部拘束領域全範囲に及び，高軸力の試験体ではコアコンクリートの高圧縮領域が拡がる傾向が認められた。断面解析により，塑性ヒンジ領域を壁厚の5倍とし，拘束コンクリートの終局ひずみを拘束筋ひずみが0.5%に達した点とすると，曲げ終局時変形角の曲げ成分を概ね評価できた。
また，RC造耐力壁端部拘束域の力学挙動に関する基礎的な知見を取得するため，既往研究の試験体の端部拘束域を模擬した試験体3体に対して一軸圧縮引張繰返し載荷を行った。最終的にはコンクリートの圧壊を伴って脆性的に曲げ圧縮破壊となったが，経験した平均引張ひずみが大きいほど最大耐力が小さくなった。既往の材料モデルを用いた挙動予測では実験結果の方が約1～2割低い最大耐力となった。また，最大耐力に影響を及ぼすとみられる要因を考察し，本実験では立面・平面形状，主筋に沿ったひび割れによる劣化の影響の可能性を指摘した。
以上のように，初年度は計画通り順調に研究が進んだと考えられる．
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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
当初の研究計画にそって，順調に研究を進めている．
計画通り，耐震壁試験体実験3体と要素試験体4体の載荷実験を行った．解析モデルは，曲げ解析による耐震壁の終局状態予測，有限要素法による損傷の進展状況把握であり，おおむね計画通りの進捗状況である．
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| 今後の研究の推進方策 |
RC造壁の破壊形式や変形と損傷に関する基礎的な情報を収集することを目的として，2011年東北地方太平洋沖地震で被災した方立壁の破壊形式に関するケーススタディを実施し，その結果に基づいてRC造壁実大試験体を設計・製作し，載荷実験を行う。ケーススタディでは地震時に相応の軸圧縮力が作用していたことが示唆されており，載荷実験でも軸圧縮力の影響を考慮できるように企画する。併せて，既往の耐力評価式を用いた最大耐力および破壊形式に関する検討や損傷状態に関する基礎的な実験データを採取する。
また，壁脚端部における主筋およびせん断補強筋詳細，壁厚，載荷履歴が，端部拘束域の耐力や変形性能に与える影響を確認する要素実験を継続して行う．特に，単調載荷と繰り返し載荷の試験体を用意し，軸方向筋の引張歪履歴が圧縮時の軸方向筋座屈現象に与える影響を定量化する．
損傷を予測可能な解析モデルは，断面解析を用いた簡易モデルと有限要素法を用いた高性能モデルに分けて構築する．また，鉄筋座屈の影響についても，考慮できるようにする．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
2013年度は，研究分担者（丸田教授）が試験体設計担当として，計算書と図面を作成を受け持った．しかし，計画立案がスムーズに進行して，当初の予測に反してほとんど設計の手戻りがなく，この部分の予算の半分（10万円）を消化しなかった．そこで，この予算（10万円）を次年度に繰り越すことにした．
2014年度は，試験体設計を担当する同研究分担者（丸田教授）が，実験において損傷評価を追加業務として行うことにした．実験時の損傷評価と実験結果の処理に対して，次年度繰越分の予算を使用する計画である．
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