圧縮型局所破壊を生じるディープビームのせん断補強筋の効果とせん断耐荷機構の解明

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本研究は,圧縮破壊を生じるディープビームの破壊に着目したものである.ディープビームは,一般的なスレンダービームと幾何学的形状が大きく異なるため,強固なタイドアーチ機構が形成される.その結果,斜めひび割れ発生後もさらに大きな外力に抵抗し,最終的にはせん断圧縮破壊により終局に至る.ディープピームの破壊を解明するためには,圧縮を受けるコンクリートの挙動を把握することが不可欠である.そこで,ひずみゲージを貼付したアクリルロッドを埋め込み,ディープビームの載荷点から支点までの圧縮ひずみ分布を測定した.プレーンコンクリートの一軸圧縮試験から,圧縮を受けるコンクリートは局所的に破壊するという結果が得られており,本研究で行ったディープビームの実験からも明確になった.さらに,有効高さが異なるディープビームの実験から,有効高さの増加に伴いせん断強度が低下する寸法効果の存在が認められた.これは,アクリルロッドによるひずみ分布結果から,圧縮破壊領域の体積が部材寸法に依らずほぼ一定であることに起因することが明らかとなった.さらに,ディープビームのせん断耐力へのせん断補強筋の寄与に関して,検討を行った.せん断補強筋比,有効高さをパラメータとした実験から,圧縮破壊するディープビームにもせん断補強は有効であることが明確になった.また,実験後のひび割れ状況が,圧縮を受けるせん断補強されたRC柱の結果と類似していたことから,せん断補強筋による拘束効果が存在すると考え,拘束効果を考慮したトラスでディープビームをモデル化した.解析的な検討の結果,せん断強度と拘束効果の間に比例関係が確認され,ディープビームのせん断耐力向上にせん断補強筋は有効に働き,それは拘束効果によるものであることが明らかとなった.そして,せん断補強筋によるコンクリートの拘束に,せん断強度の低下を緩和する作用があることを実験的,解析的に示した.