ヒンジゾーンの横拘束効果がRC曲げ破壊部材の靭性能に与える影響に関する研究

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RC部材の曲げ降伏後の繰り返し載荷時に特有の破壊である「正負繰返し履歴破壊」の提案を行った。ヒンジ領域のせん断抵抗機構は載荷の方向を変えたことによるひび割れ開閉によって一時的消滅と再構築を繰り返している。「正負繰返し履歴破壊」は、載荷の方向を変えたことによって一時的に消滅したせん断抵抗機構を再び構築することが困難となり破壊に至るものである。この破壊はこれまで、繰り返しによるコンクリートの強度低下が原因で発生するせん断圧縮破壊の一種であるとされてきた。本研究は、せん断破壊および正負繰り返し履歴破壊を起こす試験体の繰り返し載荷実験を行い、両破壊モード発生時の変形挙動およびヒンジ領域の横方向歪蓄積挙動の比較・考察を詳細に行うことにより、ヒンジ領域の拘束効果および繰り返し載荷下の耐力低下発生メカニズムについて論じたものである。本研究の成果を以下にまとめる。1.せん断破壊時には、載荷荷重の増加によるせん断抵抗機構の破壊の発生を示す、載荷過程におけるせん断変形成分の増加が確認された。この載荷過程におけるせん断変形成分の増加は正負繰り返し履歴破壊の発生時には観察されず、正負繰り返し履歴破壊の発生メカニズムはせん断破壊とは異なったものとなっていることが確認できた。2.拘束効果には次の2種がある。(1)拘束される側からの拡がろうとする力に対して拘束する効果、(2)拘束される側の剛性が低下する、あるいはひび割れが多数はいり自由度が増すことに対して逃がさないで拘束する効果。正負繰り返し履歴破壊は、載荷履歴の違いに関わらずヒンジ領域の横方向歪の値が4〜5%に達したときに発生する。このときの横補強筋には降伏が観察されず横方向歪の増加は、(2)の拘束効果の劣化が原因で発生すると考えられる。