非構造壁の存在する鉄筋コンクリート造架構の構造性能評価法構築に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650641
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 中野 克彦 東京理科大学, 工学部, 助手 (80188995)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松崎 育弘 東京理科大学, 工学部, 教授 (30138979)
• Keywords: 鉄筋コンクリート架構 / 非構造壁 / 剛性 / 耐力 / 破壊モード / 変形性能 / 2次元有限要素解析

Research Abstract

1.鉄筋コンクリート(RC)造の非構造壁(たれ壁,腰壁)が存在する1層1スパンのRC造柱・梁架構について,有限要素法を用いたパラメトリック数値解析を昨年度実施した実験に加えて行った。これらの解析結果と実験結果をあわせて検討することで,架構(柱部材)と壁板(たれ壁,腰壁)のせん断力に対する抵抗機構を明確にし,架構の構造性能評価方法を提案することを目的としている。
2.有限要素法による数値解析の試験体は,昨年度実施した実験の試験体と同形状で,柱・梁架構内にたれ壁と腰壁が存在する形状である。数値解析は,実験結果を良好に表現することを検証した後に,たれ壁と腰壁の壁厚を変動させたパラメトリック解析を行うことで,実験結果を補充することとした。
3.数値解析と実験結果をあわせて検討することで,柱部材と壁板の抵抗機構に関して以下の知見を得た。
(1)壁厚・壁高さに関わらず,たれ壁・腰壁の圧縮力は,壁端から柱せいと同じ幅に三角形分布で存在する。
(2)柱部材の曲げ降伏後,これらの壁の圧縮力は,コンクリート圧壊が顕著となることで減少し,柱クリアスパンの拡大を生じさせる。
4.抵抗機構を簡便にモデル化することとで,架構の復元力包絡線を評価する方法を提案した。本研究で扱っている架構は柱部材の特性が卓越することから,架構の復元力は柱部材を全て足し合わせることで評価し,柱部材の復元力特性(剛性,耐力,破壊モードおよび変形能)は,壁板の圧縮力(圧縮束・クリアスパン・圧壊荷重)を適切にモデル化することにより評価した。この評価法は,壁板が付帯することによる柱部材の剛性・耐力の上昇,壁板の圧壊に伴う純ラーメンへの性状移行を適切に評価するものであり,これにより,非構造壁の存在を構造性能上有効と考えた設計法の可能性を示した。

Research Products

• [Publications] 杉山智昭, 中野克彦, 松崎育弘: "非構造壁を内蔵する鉄筋コンクリート造架構の構造性能に関する研究"日本建築学会構造系論文集. 第551. 111-118 (2001)
• [Publications] 杉山智昭, 中野克彦, 松崎育弘 他: "非構造壁を内蔵する鉄筋コンクリート造架構の構造性能に関する研究-中柱が存在する架構の実験-"日本建築学会大会学術講演梗概集. C-2. 538-539 (2002)