残留変形を抑制するRC梁の設計方法と再現性の高いRCフレームの解析モデルの構築

抑制残余变形的RC梁设计方法及高再现性RC框架分析模型的构建

基本信息

批准号：
21K04365
负责人：
川添敦也
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kagoshima National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

鉄筋コンクリート梁の上端筋に高強度鉄筋を用いると、大変形時に下端の普通鉄筋が降伏した後も二次剛性を発揮する。このような梁を有する建物は、地震時にフレームが全体崩壊形を形成した後も制震構造と同様の二次剛性を発揮し、残留変形の抑制効果が期待できる。しかし、建物の大変形時に、二次剛性による梁の応力の上昇に伴い層せん断力が大きく上昇する為、柱のせん断補強が通常の建物以上に必要になり、柱のせん断設計が困難になる可能性がある。そこで想定される大変形時の残留変形を二次剛性によって抑制し、想定外の変形に対しては、上端筋を降伏させて部材応力の上昇を抑えるRC梁を提案した。R4年度は従来型試験体の1体、改良型試験体の2体について実験を行った。従来型試験体では、上下端筋に普通鉄筋SD345を4本ずつ用いている。一方、改良型試験体2体では、上端筋に高強度鉄筋（SD685またはSD785）を4本用い、下端筋には普通鉄筋SD345を2本用いている。このような試験体に大変形後の自由振動を想定した準静的加力を行い、以下の結果が得られた。(1) SD685を使用した改良型の試験体では、部材角が約1/50rad.で上端筋が降伏したが、さらに部材角を1/40rad.まで増加させても残留部材角は1/400rad.程度に収まった。従って、改良型梁は、上端筋が降伏後、1/200rad.程度の部材角の増加であれば、残留部材角を無視できる程度に抑制することが可能と考えられる。(2) 改良型梁は、繰り返し大変形させた後に部材全体に負の曲げモーメントが生じるため、大地震後に生じる梁のたわみの抑制効果が期待できる。(3) 改良型梁は、従来型に比べ大変形時の材軸方向の伸びが小さくなり、ひび割れ幅の抑制に効果がある。降伏機構分離型の損傷抑制を合わせて施すことにより、被災後の補修性能の向上が期待できる。

当使用高强度钢筋混凝土束用于钢筋混凝土梁的上端时，即使在大变形时下部的正常钢筋在下端产量处的正常加固杆后，也会表现出二级刚度。具有这样的梁的建筑物可以表现出类似于地震控制结构的二次刚度，即使框架在地震期间形成总塌陷形状，并且可以预期抑制残留的变形。但是，在建筑物的大变形时，随着横梁应力的增加，层剪切力显着增加，因此，与普通建筑物相比，剪切的剪切加固变得更加必要，从而使圆柱的剪切设计变得困难成为可能。因此，我们提出了一个RC梁，该RC梁通过次级刚度在大变形过程中抑制残余变形，并且在出乎意料的变形时，有可能降低上端链以抑制成员应力的上升。在第4财年，对一个常规测试标本和两个改进的测试样品进行了实验。在常规标本中，上端和下端杆使用了四个增强钢SD345。另一方面，两个改进的测试样品使用四个高强度加固杆（SD685或SD785），以及两个普通的加固杆SD345用于下端。测试样品受到准静态力，假设在大变形后假定自由振动，并获得了以下结果。（1）在使用SD685改进的测试样品中，当成员角度约为1/50 rad时，上端条纹也会产生，但是即使成员角增加到1/40 rad。因此，人们认为，如果上端链增加约1/200 rad，则残留成员角可以抑制至可忽略的水平。屈服后。（2）由于重复大变形后，改进的梁在整个成员上经历了负弯曲矩，因此有望抑制大地震后发生的光束偏转。（3）在大变形过程中，改进的梁在材料轴向方向上的伸展比常规模型较小，从而有效地抑制了裂纹宽度。通过执行对屈服机理分离类型的综合损害抑制，预计在灾难后将改善维修性能。