2022 Fiscal Year Research-status Report
Research on a new toughness improvement method for reinforced concrete piers
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21K04247
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| Research Institution | Research and Development Center, Nippon Koei Co., Ltd. |
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Principal Investigator |
輿石 正己 日本工営株式会社中央研究所, 中央研究所, 研究員 (70809318)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玉井 宏樹 九州大学, 工学研究院, 助教 (20509632)
園田 佳巨 九州大学, 工学研究院, 教授 (40304737)
浜田 秀則 九州大学, 工学研究院, 教授 (70344314)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 国土強靭化 / 高靭性橋脚 / Pre-Deform技術 / 軸方向鉄筋の座屈抑制 / 2段階釣合い式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度の研究成果として、以下の３項目を示す。
1)正負交番載荷実験(2体)：基本RC橋脚(タイプ１)では、降伏変位はδy=22.5mmであり、最大荷重Py=55.6kNでの変位は3δy、最大荷重の80％における変位は6δy、終局荷重(最大荷重の50％)における変位は10δyであった。この結果よりタイプ１の耐荷力は55.6kN、靭性率はμ=6.0であることが確認された。一方HDP橋脚(タイプ2)では、降伏変位はδy=19.0mmであり、最大荷重Py＝63.5kNでの変位は2δy、最大荷重の80％における変位は7δy、終局荷重における変位は11δyであった。この結果より、タイプ２の耐荷力は63.5kN、靭性率はμ=7.0であることが確認された。実験結果から，HDP橋脚は耐荷力の向上は見られたが当初予想していた靭性率の向上は確認できなかった。これはタイプ２では軸方向鉄筋が変位7δy時に面外方向へ座屈したことに起因すると考えられる。
2)非線形FE解析：実験結果のシュミレーションでは、解析モデルに鉛直応力σn＝2.0N/mm2を均等に作用させ、鉄筋にはバー要素、コンクリートにはソリッド要素を採用し、変位制御方式で実施した。その結果タイプ1は6δyにて、タイプ2は7δyにて耐力が低下し、その後は急激な低下はなく終局に至り、実験値と概ね一致したため妥当であると判断した。なお、FE解析における靭性率は、タイプ1ではμ＝5.5、タイプ２ではμ＝9.2(1.67倍)であった。
3)非線形FE解析によるパラメトリックスタディー：曲率を5.12×10^-4(1/mm)で一定とした状態で、曲げ加工区間長Hbを389mmから584mm、218mmと変化させて解析を行った。その結果、Hb＝584mmでは靭性率μ＝9.2（1.67倍）、Hb＝218mmでは靭性率μ＝10.9（1.98倍）であった。
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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
2022年度では、1.RC橋脚及びHDP橋脚の正負交番載荷実験(２体)、2.非線形FE解析による実験結果のシュミレーション、3.非線形FE解析によるパラメトリックスタディーの３項目を実施する予定であった。
実績としては、上記の３項目の内、1.RC橋脚及びHDP橋脚の正負交番載荷実験(２体)は実施済みであり、2.非線形FE解析による実験結果のシュミレーション、3.非線形FE解析によるパラメトリックスタディーは、一部課題を残しながらも実施ずみであることより、概ね順調に進展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度の研究成果は、以下の２点に要約される。
1.正負交番載荷実験の結果，耐荷力の向上は確認できたが、靭性の向上は確認できなかった。これは軸方向鉄筋の面外方向への座屈が生じたことに起因すると考えられる。
2.FEM解析により，面外座屈を防止した場合には，通常のRC橋脚の約1.67～1.98倍の靭性向上が得られることが判明した。
これらの成果を踏まえて、今後は高靭性橋脚の靭性率への影響因子として①曲げ加工区間長、②曲率、③横方向鉄筋の有効長、④軸方向鉄筋径、⑤かぶりの５因子を取り上げ、それぞれの因子が靭性率に及ぼす影響をＦＥ解析により明確にする予定である。さらに、解析結果に基づいて、高靭性橋脚の靭性評価式を提案する予定である。
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| Causes of Carryover |
1.次年度使用額が生じた理由：2022年度には、RC橋脚及びHDP橋脚の正負交番載荷実験(２体)並びに非線形FEM解析によるシュミレーションを実施し、その際Research Assistant(大学院生)へ謝金(\123,466)を支払った。また、実験および解析に関する打合せをする際の交通費(\249,036)を支払った。その結果、次年度使用額\1,013が生じた。
2.次年度の使用計画：2023年度には、2年間で得られた知見をまとめ学会等で発表する予定であり、交通費及びその他の経費(間接費を含む)として(\131,013)を使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
