2017 Fiscal Year Research-status Report
プレテンションPC橋の火災被災後の健全度評価と補強設計法
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17K06520
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
井上 晋 大阪工業大学, 工学部, 教授 (30168447)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | プレテンションPC桁 / 加熱試験 / 最高受熱温度 / 残存プレストレス / 残存耐力 / 付着応力-すべり関係 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は，PC桁の製作と火災時の熱伝導解析の実施，ならびに高温履歴後のPC鋼材の付着応力-すべり関係のモデル化を行った。
より実構造に近い状況で検討を実施するため，JIS A 5373スラブ用プレストレストコンクリート橋げた（全長5.3m）を8体製作した。なお，製作に際しては製作工場へ出向き，熱電対等の必要な計測機器を予め埋め込んだ。これらの供試体のうち1体については，静的載荷試験を実施し，加熱した供試体との比較用供試体として，その耐力や変形性状を確認した。
また，対象とする供試体を1100度で30分間加熱した場合の熱伝導解析を，汎用プログラムSOFiSTiKを用いて実施し，PC鋼材位置（下縁より44mm）の最高受熱温度が約260度となることを明らかにした。この数値の妥当性に関しては次年度の加熱試験結果との比較により検討する予定である。
さらに，既往の研究成果より，高温履歴後のPC鋼材とコンクリートの付着応力-すべり関係を最高加熱温度およびかぶりごとにモデル化し，次年度以降の有限要素解析に用いることができるようにした。また，既往の研究に基づき，プレストレスの減少率を約60％，付着強度残存率を約35％に設定した簡易な計算によって，最大耐力が約14％低下することを明らかにした。この数値についても次年度の載荷試験結果と比較することにより検証する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
プレテンションPC桁の製作は終了し，静的載荷試験を実施した1体を除き，次年度以降の加熱試験・載荷試験に向けて収縮・クリープを定常化させるために養生中である。
熱伝導解析もモデル化や要素分割方法についてその妥当性がほぼ確認できている。また，付着応力-すべり関係のモデル化も終了したことから，おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度はプレテンションPC桁の加熱試験（EurocodeにおけるHC曲線，最高温度1100℃，加熱時間30分）を実施する。加熱試験中の供試体内部（特にPC鋼材位置）の温度を測定するとともに，加熱前後におけるPC鋼材の相対変位量を測定し，これにより受熱温度と残存プレストレスの関係を考察する。また，静的載荷試験により残存耐荷力を求めるとともに，疲労試験を実施し，変形の進展状況や破壊形態を観察する。これらの結果を加熱しない供試体と比較することにより，実橋レベルにおける火災がその残存耐荷力や疲労性状に及ぼす影響を検討する。
また，前年度の熱伝導解析によるコンクリートおよびPC鋼材の受熱温度に対応する材料特性ならびに高温履歴後のPC鋼材とコンクリートの付着応力-すべり関係を用いて有限要素解析を実施し，解析結果と実験値を比較することにより，一連の解析による火災被災後のプレテンションPC橋の健全性評価手法の提案を行う。
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| Causes of Carryover |
理由：予定していた学会等への出張ができなかったため差額が生じたのが大きな理由の一つである。
使用計画：平成29年度は物品費は抑えることができたものの，研究補助に関する人件費・謝金が予定を上回った。したがって人件費・謝金の補充を考えている。
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