Research on a new toughness improvement method for reinforced concrete piers

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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。