鋼・コンクリート二重鋼管合成部材の中心圧縮特性および曲げ特性に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750406
• Research Institution: Kobe City College of Technology
• Principal Investigator: 上中 宏二郎 神戸市立工業高等専門学校, 都市工学科, 講師 (70332046)
• Keywords: 合成構造 / 二重鋼管 / 内径・外径比 / 中心圧縮実験

Research Abstract

鋼・コンクリート二重鋼管合成部材(以下,DCFTとする)とは,2つの径の異なる鋼管を同心円上に配置し,それらの間にコンクリートを充填したものである.これにより,従来のコンクリート充填鋼管柱(以下,CFTとする)と比較して軽量となり,地震による慣性力を減少させることができるため,DCFTは山岳地帯などの高橋脚への適用が可能であると考えられる.
本研究ではDCFTの強度特性を把握するための基礎的研究として,径厚比(D_o/t_o)およびDCFT特有の内径・外径比(D_i/D_o)を実験変数とした中心圧縮実験を行い,得られた破壊形式,中心圧縮強度,変形特性ならびに内外鋼管の応力状態から考察した.なお,使用した供試体は鋼管厚,内鋼管径が異なる合計12体である.得られた実験結果より,結論づけられる事項を列記すると以下のとおりである.
(1)得られた破壊形式は,コンクリートがせん断破壊することによって内鋼管,ならびに外鋼管に局部座屈をもたらした.
(2)DCFTの初期剛性はCFTとおおむね同等のものが得られた.また,最大耐力到達後は3.5%変位でその70%以上を保持していた.
(3)DCFTの中心圧縮強度は,CFTで用いられる累加強度式によりおおむね評価できた.しかしながら,内鋼管径が大きくなるにしたがって,拘束効果の低下する傾向が窺えた.
(4)内鋼管の周方向応力(σ_θ)は,充填コンクリートが体積膨張を起こしたことにより,軸方向応力(σ_z),が降伏応力に到達後,圧縮方向に発生した.

Research Products

• [Publications] 上中宏二郎, 早見真, 鬼頭宏明, 園田恵一郎: "鋼・コンクリート二重鋼管合成柱の中心圧縮実験"平成14年度関西支部年次学術講演概要. I-47 (2002)
• [Publications] 上中宏二郎, 早見真, 鬼頭宏明, 園田恵一郎: "中空式二重鋼管合成柱の中心圧縮実験"土木学会第57回年次学術講演会講演概要. I-317(CD-ROM). 633-634 (2002)
• [Publications] 早見真, 上中宏二郎, 鬼頭宏明, 園田恵一郎: "中空式2重鋼管・コンクリート合成柱の中心圧縮実験"平成15年度関西支部年次学術講演概要. I-45 (2003)
• [Publications] Uenaka, K., Hayami, M., Kitoh, H., Sonoda, K.: "Experimental Study on Concrete Filled Double Tubular Steel Columns under Axial Loading"Proc. of Advances in Structures, Steel, Concrete, Composeite and Aluminuium. (Now printing). (2003)
• [Publications] 早見真, 上中宏二郎, 鬼頭宏明, 園田恵一郎: "二重鋼管・コンクリート合成柱の中心圧縮実験"土木学会第58回年次学術講演会講演概要. (印刷中)(CD-ROM). (2003)