200N/mm^2級超高強度コンクリートによる新しい建築空間の創造に関する研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16360278
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 菅野 俊介 広島大学, 大学院工学研究科, 教授 (10325144)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒木 秀夫 広島大学, 大学院工学研究科, 助教授 (40159497) ; 福山 洋 (独)建築研究所, 構造研究グループ, 上席研究員 (60344008)
• Keywords: 繊維補強コンクリート / 引張強度 / 復元力特性 / 鉄筋コンクリート / 曲げ強度 / せん断強度 / 鋼繊維 / 超高層建築

Research Abstract

本研究は、建築分野ではまだ実用化されていない200N/mm^2級の繊維補強超高強度コンクリート(UFC)を鉄筋コンクリートと組合せた新しい建築構造を開発し、建築物のさらなる超高層化、大スパン化、部材断面の縮減を図ることにより新しい建築空間を創造することを目的とする。大地震などの厳しい外力下におけるこの種の建築物の挙動が未解明なため、建物を構成する部材や架構の構造性能を実験で明らかにし、設計・施工指針を作成して実用化を図る。
平成15年度までに実施した200N/mm^2級UFCを用いた柱および外郭部分にUFCを用いたプレキャスト合成柱の復元力特性試験、平成16年度に実施したUFCを用いた柱・梁接合部および平成17年度に実施した外郭部分にUFCを用いたプレキャスト合成柱と60N/mm^2高強度コンクリート梁よりなる柱・梁接合部の復元力特性試験の結果から、鋼繊維の混入によりUFCを用いた柱および架構の曲げ強度、せん断強度共に顕著に増大することがわかっている。
そこで本年度は、鋼繊維の混入量および打設方向を変えてUFCの曲げ試験を行い、圧縮強度と関連付けてUFCの引張強度を評価した。さらに、UFCの引張強度を考慮したUFC柱および外郭UFCプレキャスト合成柱の曲げ終局強度およびせん断終局強度評価法を検討した。主な結果は以下のとおりである。1)UFCの引張強度を考慮することによりUFC柱、UFC外郭プレキャストの曲げ終局強度を精度よく評価できる。2)実験で得られたUFCの引張強度を低減して考慮することによりUFC柱、UFC外郭プレキャストのせん断終局強度を精度よく評価できる。3)せん断終局強度に対するUFCの引張強度の寄与率についてはさらなる検討が必要である。
これらの結果から、今年度の実験結果に基づいて鋼繊維の効果を考慮することにより、UFCを用いた部材や架構の曲げ終局耐力、せん断終局耐力を精度よく評価できることがわかり、実用化に向けて大きく前進した。