付着劣化する鉄筋コンクリート梁・柱部材の付着特性及び復元力特性の評価法

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鉄筋コンクリート梁・柱部材を対象に、鉄筋の異形節形状(節高さ、節間隔)、横補強筋の径および間隔、コンクリートのかぶり厚さ、付着長さを実験変数とした供試体の引き抜き付着試験を行い、各パラメータが割裂ひび割れ発生時および割裂破壊時の付着応力度、すべりに及ぼす影響について検討した。また、パラメタリックな非線形有限要素解析を行い、コンクリートおよび横補強筋の応力度、割裂ひび割れ幅、付着応力度およびすべりに各種パラメータが及ぼす影響について解析的に検討した。引き抜き付着実験および非線形有限要素解析結果から、鉄筋およびコンクリートの応力状態、ひび割れ幅、付着すべり量を定量化し、付着応力伝達機構の力学的モデルを設定し、異形鉄筋の付着割裂強度算定式を導き、付着応力度〜すべり関係のモデル化を行った。モデル化した主筋の付着応力度〜すべり関係から、主筋が付着劣化する梁・柱部材の復元力特性について検討した。まず、主筋が付着劣化する部材のせん断耐力を、既往のせん断強度式に用いられているトラス機構およびアーチ機構に基づき評価することを試み、既往の部材実験結果をおおむねよく評価することができた。また、主筋に付着すべりが生じると、部材には曲げ変形およびせん断変形に加えて、主筋が部材端部に抜け出すことから材端部に付加的な曲げ変形が生じ、全体の変形が増大することを示した。さらに、ここでモデル化した付着応力度〜すべり関係に基づき付着すべりによる付加曲げ変形を評価する方法を提案し、あわせて、曲げ変形およびせん断変形も簡単なマクロモデルにより評価した。これらのモデル化により、鉄筋コンクリート梁・柱部材の耐力・変形を評価することが可能となり、既往の部材実験の復元力特性よく再現できることを示した。