石炭灰を活用したRC構造体の粘性減衰特性に関する実験的研究

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石炭火力発電所から廃棄物として産出される石炭灰は,現状では大量に埋め立て処分されているが,電力事情から今後その量が世界規模で急増することが確実視されており,環境保全対策および有限な資源の有効利用の観点から,有効利用の拡大とそのための技術開発が急務の課題である。そこで,石炭灰をコンクリートに混入して鉄筋コンクリート(以下,RC)建物の構造材料として活用することが提案され,実用化に向けた研究が進められている。石炭灰の混入によって粒度分布性状が変化したコンクリートを用いたRC構造体では普通コンクリートの場合と異なる粘性減衰特性を示す可能性があるため,石炭灰を活用したRC建物の動的応答時における耐震安全性を保証するためには粘性減衰特性を把握・検証する必要がある。本研究は石炭灰を混入したコンクリートを用いたRC構造体の減衰特性に焦点を絞り,その基礎性状を模型実験によって弾塑性領域にわたり定量的に把握・評価することを目的とする。そこで,鋼構造物およびRC構造物をモデル化した小型模型の動的加振実験および静的載荷実験を行った。RC造試験体では石炭灰の混入方法をパラメータとしており,いずれも加振により弾塑性域にわたる応答を記録した。一方,鋼構造試験体は弾性域内の応答を記録した。結果の検討から動的加振時の減衰力を時刻歴で抽出し,減衰定数を逐次推定して,以下の知見を得た。1減衰力が応答速度と良好な相関を示すことを確認した。2減衰定数は1〜5%を中心に分散し,平均値は鋼構造試験体で2%,RC造試験体で4%程度であった。3石炭灰を混入することで,RC構造物の減衰特性が影響を受ける可能性がある。