Development of performance prediction method for existing prestressed concrete structures

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本研究は，PC鋼材が腐食もしくは破断したプレストレストコンクリート部材の力学性能が予測可能な解析技術の開発を目的としたものである。特に，緊張力が導入されたPC鋼材の付着特性に着目し，PC鋼材破断時の部材内部の応力状態を適切に評価したうえで，部材の耐荷特性や剛性の評価を主眼としており，2022年度では，既往のPC鋼材を切断した実験の数値解析を実施して，PC鋼材破断時のPC鋼材とグラウト間の付着特性を評価する数値解析的検討とともに，導入緊張力を変化させたPC鋼材の切断試験ならびに両引き試験を実施した。その結果，以下の成果が得られた。数値解析的検討では，グラウト強度を変数としたPC鋼材の切断実験で計測されたPC鋼材切断時のコンクリートひずみ分布などを評価するために，PC鋼材とグラウト間の付着挙動の評価に，島らにより提案された付着応力－すべり－鉄筋ひずみ関係を解析手法に導入した。その結果，今年度の検討範囲内では，切断に伴うPC鋼材のひずみ減少量が直線的に分布する領域では，PC鋼材とグラウト間の付着応力－すべり関係は位置によらず一定であり，最大付着応力はグラウト強度の2/3乗に比例することが明らかとなった。また，付着応力－すべり関係のEnvelopはバイリニア型となり，これは，マッシブなコンクリートに埋込まれた鉄筋の引抜き試験時に得られる関係と同様であり，付着応力－すべり－ひずみ関係に使用するひずみは，切断後のひずみ変化量とすることが妥当であることが明らかとなった。実験的検討では，導入緊張量を変化させた試験体の鋼材切断試験および両引き試験を実施した結果，導入緊張量が鋼材破断時の両引き試験時の付着特性に影響を及ぼすことが確認された。しかしながら，定量的な評価には至っておらず，更なる検討を要する。