Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

鉄筋コンクリート / 乾燥 / 力学特性 / 経年変化 / 静的載荷実験 / 建物 / コンクリート / 耐震性能 / モニタリング / 固有周期 / ひび割れ / 建築物 / 連層耐震壁 / 数値解析

乾燥の有無をパラメータとした静的載荷実験に用いる大規模骨組み試験体のうち，本年度は，１年目に実施した非乾燥試験体の実験結果の分析を行うとともに，２年目に製作した乾燥試験体（４年目に載荷予定）の状態変化計測を継続した。
１．非乾燥試験体の静的載荷実験結果の分析
１年目に実施した非乾燥試験体の載荷実験の分析では，得られた実験結果の中でも特に耐震性能評価において重要な水平力―水平変形関係（初期剛性および降伏点）について，耐震壁に対して広く一般に用いられる壁エレメントモデルによる解析結果との比較を行った。初期剛性は，推定誤差は5%程度と良好に再現した。降伏点変形は，最上階では曲げ変形をやや過大評価，せん断変形をやや過小評価したものの，全体変形としては誤差5%程度で推定した。ただし，降伏点変形については，2階床位置では曲げ変形を2倍程度に過大評価し全体変形も1割以上過大評価した。全変形成分のうち曲げ変形成分が占める割合は，弾性状態において75%，降伏点において84%，であり，変形の進行に伴い増大した。今後は，載荷実験において計測した詳細な実験データ（試験体各所の変形，鉄筋ひずみなど）を用いながら，実験と解析の違いについて分析し，より高精度な水平力―水平変形関係の評価手法を検討する。
２．乾燥試験体の状態変化の計測
昨年度に製作した乾燥試験体について，製作直後から実施している状態変化データ（歪分布，変形分布，内部応力，材料剛性および強度）の計測を継続して実施した。乾燥開始から１年以上が経過し，データの時系列変化は概ね収束してきていることから（乾燥収縮ひずみは700μ程度），載荷実験に向けたコンクリートの乾燥が完了しつつあることを確認した。

人工亀裂 / せん断耐力 / 耐震性能 / 数値解析 / 鉄筋コンクリート / 非直交ひび割れ / active-crack法 / tension-stiffness / 人口亀裂 / 高強度コンクリート / せん断破壊 / 有限要素解析 / アクティブクラック法 / 接触面密度関数 / せん断伝達

(1)あらかじめ導入された人工亀裂と、その後にせん断力によって導入されるせん断ひび割れとの連成機構の解明を目的とし、種々異なる交差角を設定して部材の破壊実験を行った。単調載荷ならびに交番繰り返し載荷のいずれの場合にも、せん断ひび割れの進展を人工亀裂が抑制、阻害し、耐力向上および靭性改善の能力を有することが実証された。また、留意点として、人工亀裂あるいは先行ひび割れと荷重によって導入されるせん断ひび割れの交差角が25から30度まで小さくなると、人工亀裂側にせん断破壊が移行し、部材耐力が低下する場合があることが見出された。
(2)非直交ひび割れおよび亀裂の交差に関する一般化構成則として、active crack法を拡張した、非直交多方向分散ひび割れモデルを採用し、有効性を上記実験と比較照合することで、検証を行った。その結果、ひび割れ相互作用を十分な精度で予測できることを確認した。
(3)人工亀裂として、コンクリート中にプラスチック板を埋め込んだ部材のせん断挙動について、実験ならびに解析的検討を行った結果、連続した板を対象とする場合には、接合要素モデルを適用することで部材挙動を追跡できることを示した。
(4)人工亀裂に関わる非直交ひび割れモデルの精度検証は、多方向載荷経路をRC面構造に導入した実験によっても行い、交差角度22.5度をthresholdとするactive-crack法が人工亀裂を含む非直交ひび割れの相互干渉をほぼ正確に評価できることを示した。また、高強度コンクリートならびに高強度異形鉄筋を使用した構造に対しても適用できることを実証した。
(5)亀裂の導入のひとつに温度応力が想定されるため、高温時の鉄筋コンクリートのtension-stiffness挙動を実験的に明らかにし、この特性を構造数値解析システムに組み込んだ。

【研究分担者】
丸山一平	名古屋大学	環境学研究科	教授	(Kakenデータベース)
日比野陽	名古屋大学	環境学研究科	准教授	(Kakenデータベース)
浅井竜也	名古屋大学	環境学研究科	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
石田哲也	東京大学	大学院・工学系研究科	講師	(Kakenデータベース)
岸利治	東京大学	生産技術研究所	助教授	(Kakenデータベース)
安雪暉	東京大学	大学院・工学系研究科	助教授	(Kakenデータベース)