600MPa級の高性能鋼材を用いた高耐力・高靱性SRC部材の開発

本研究は,SRC構造とCFT構造を橋脚に用いることを目的とし,正負交番載荷実験によって得られた基礎的データを基に,これらSRC橋脚やCFT橋脚の耐震設計法を構築する.本年度の研究成果を以下に列挙する.(1)SRC橋脚の耐震設計法に関する研究・これまでに実施した正負交番載荷実験のデータを整理した.実験結果に基づき,かぶりコンクリートの剥落とH形鋼の局部座屈をそれぞれ修復限界と終局限界とするSRC部材の限界状態を定義した.・軸方向鉄筋やH形鋼の座屈解析モデルを構築し,これらを簡単化することによって,上記の2つの限界状態に対応した変形性能評価法と復元力モデルを提示した.・上記の部材損傷を考慮した変形性能評価法と復元力モデルによって,単柱式SRC橋脚および2層式SRCラーメン橋脚の試設計例を示した.提案手法を用いることによって,レベル2地震動に対して構造物の復旧性を考慮したSRC橋脚の耐震設計が可能になることを示した.(2)CFT橋脚の耐震設計法に関する研究・円形鋼管を用いたCFT柱の正負交番載荷実験と一軸圧縮実験を行い,解析モデルを構築する際に必要となる基礎的データを収集した.・上記の2つの載荷実験では,鋼管にコンクリートを充填することによって,裸鋼管よりも高い変形性能が得られることが確認された.・上記のCFT柱の一軸圧縮実験と本研究室で行われた過去の高強度RC柱の一軸圧縮実験の結果を整理することによって,RCからCFT柱まで適用可能なコンファインドコンクリートの平均化応力-ひずみ関係式を提示した.また,既往のCFT柱の一軸圧縮実験との比較から,提案手法は,鋼管の径厚比や細長比が大きい橋脚などの諸元を想定した場合にも,既往の評価式と比較して高い算定精度で実験結果を再現できることが確認された.

本研究は,SRC構造とCFT構造を橋脚に用いることを目的とし,正負交番載荷実験によって得られた基礎的データを基に,これらSRC橋脚やCFT橋脚の耐震設計法を構築する.本年度の研究成果を以下に列挙する.(1)SRC橋脚の耐震設計法に関する研究・これまでに実施した正負交番載荷実験のデータを整理した.実験結果に基づき,かぶりコンクリートの剥落とH形鋼の局部座屈をそれぞれ修復限界と終局限界とするSRC部材の限界状態を定義した.・軸方向鉄筋やH形鋼の座屈解析モデルを構築し,これらを簡単化することによって,上記の2つの限界状態に対応した変形性能評価法と復元力モデルを提示した.・上記の部材損傷を考慮した変形性能評価法と復元力モデルによって,単柱式SRC橋脚および2層式SRCラーメン橋脚の試設計例を示した.提案手法を用いることによって,レベル2地震動に対して構造物の復旧性を考慮したSRC橋脚の耐震設計が可能になることを示した.(2)CFT橋脚の耐震設計法に関する研究・円形鋼管を用いたCFT柱の正負交番載荷実験と一軸圧縮実験を行い,解析モデルを構築する際に必要となる基礎的データを収集した.・上記の2つの載荷実験では,鋼管にコンクリートを充填することによって,裸鋼管よりも高い変形性能が得られることが確認された.・上記のCFT柱の一軸圧縮実験と本研究室で行われた過去の高強度RC柱の一軸圧縮実験の結果を整理することによって,RCからCFT柱まで適用可能なコンファインドコンクリートの平均化応力-ひずみ関係式を提示した.また,既往のCFT柱の一軸圧縮実験との比較から,提案手法は,鋼管の径厚比や細長比が大きい橋脚などの諸元を想定した場合にも,既往の評価式と比較して高い算定精度で実験結果を再現できることが確認された.