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RC部材の軸力が変動すると、その部材断面における曲げモーメント-曲率関係も変化する。この関係を精度よく予測するためには、部材断面の全てのファイバー要素の応力-ひずみ関係をチェックする必要がある。さらにこの軸力変動を考慮した、RC構造物の地震応答解析プログラムを開発するためには、まず部材レベルでの荷重-変位関係を精算しておく必要がある。本研究では、こうした基礎的な課題を克服するための理論的な手法の開発を行ったものである。本研究の成果の概略は、次のとおりである。
(1)繰り返し荷重下における拘束コンクリートおよび鉄筋の構成式(応力-ひずみ関係)を、.従来よりの提案などを参照してモデル化し、その履歴ループの制御手法を開発した。
(2)部材断面のファイバー要素に、上記の構成式を適用し、軸力との釣り合い条件から、ひずみと応力の分布を決定し、断面における曲げモーメント-曲率関係を精算した。
(3)RC部材の地震応答時における破壊過程を明らかにするため、実験時の部材の復元力特性を電子計算機内での地震応答計算に持ち込むオンラインハイブリッド実験を実施した。この実験結果、上述の(2)の結果とを比較した結果、軸力変動の有無、横拘束筋のピッチなどにかかわらず、極めて良い一致が得られた。
(4)上記(2)の曲げモーメント-曲率関係を部材軸方向にそって積分し、部材としての変位-復元力を精算する理論的手法を示した。この結果も実験値とかなり良い一致を示した。さらにこの結果を、全体構造物の剛性マトリックスに持ち込み、地震応答計算を実施するプログラムの全体的な構成を終えた。
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