接合部の劣化メカニズムを考慮したRCフレーム構造の非線形挙動解析に関する研究

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本研究は、鉄筋コンクリート(以下、RC)フレーム構造の柱梁接合部における各種力学的挙動に着目して、これらの現象を適切に表現可能な柱梁接合部の解析モデルを構築し、このモデルを用いたより高精度で信頼性の高い解析法の確立を目的としている。近年、材料の高強度化によってRCフレーム構造に、よりスレンダーな部材が適用可能なケースが増えつつある。このような部材の利用は多くのメリットを持つ反面、柱断面は従来よりも縮小化されるため柱梁接合部では過度の応力負担を強いられることが予想される。更にこの箇所での変形が集中し、それらが劣化現象を生じさせる段階にまで至れば、フレーム全体の耐震性能は著しく損なわれる可能性がある。そこで本年度は主に、本研究代表者が開発している柱梁接合部の解析モデルを導入したRCフレーム構造の解析法を用いて、柱梁接合部の代表的な力学的挙動である、「接合部のせん断変形・主筋の抜け出し」を特徴付ける特性値を変数としたパラメトリック解析を行い、各種劣化挙動がRCフレーム構造全体の耐震性能に及ぼす影響について解析的な検討・考察を行っている。このパラメトリック解析を実施した結果、接合部のせん断特性と主筋の付着特性は相互に影響を及ぼすことを解析的に確認し、特に接合部のせん断特性はフレーム全体のエネルギー吸収性能、最大耐力の評価に大きな影響を与えること、柱梁接合部における主筋の付着特性を良好に保持することで抜け出しによる損傷を抑制できる反面、接合部のせん断変形を増長させる可能性があること等について示した。また、本解析法を高強度RCフレーム構造にも適用可能な、より汎用性の高い解析手法へと更に発展させる目的で、高強度コンクリートを対象とした一軸圧縮載荷実験を行い、最大圧縮応力以降のポストピーク挙動を含めた材料特性のデータ収集についても実施している。