鋼コンクリートサンドイッチ構造部材のせん断耐荷機構に関する研究

鋼コンクリートサンドイッチ構造において、ボックスサンドイッチ構造はりとオープンサンドイッチ構造はりのせん断耐荷機構について検討を行った。前者はせん断補強鋼材としてウエブ鋼板を軸方向に連続的に配置し、後者はT型ウエブ鋼板を配置したものを対象とした。対象としたサンドイッチはりのパラメータは、主としてせん断補強鋼材であるウエブ鋼板の厚さ(オープンサンドイッチの場合は高さも)で、せん断破壊性状および耐力の調査を行った。解析プログラムには、コンクリートおよび鋼材の構成則、および両者の界面の挙動を表す接合要素が導入されている非線形有限要素法を用いた。実験および解析の結果から、せん断破壊面を種々仮定し、斜めひび割れが負担するせん断力、ウエブ鋼板が負担するせん断力およびフランジ鋼板が負担するせん断力について検討した。その結果、ボックスサンドイッチ構造、オープンサンドイッチ構造の両者において、統一的なせん断破壊面の定義づけを行うことができた。これは、終局時において斜めひび割れの負担せん断力が最も大きくなるものと仮定して得たものである。今後さらに、パラメータを増やし各々の負担せん断力について調査し、統一的なせん断耐力算定式の構築を行う。また、上記と平行してシアコネクタのサイズがせん断耐力にどのように影響を与えるかについて実験的に調査した。現状では、サンドイッチ構造のせん断耐力は、シアコネクタあることによって斜めひび割れの発生を早くし、同断面の鉄筋コンクリート構造よりも小さくなることが知られている。本研究の実験結果より、同じ高さのサンドイッチはりにおいてシアコネクタの高さが大きくなれば、その先端から生じる斜めひび割れの領域が狭くなり、コンクリートが受け持つせん断耐力を小さくなることが明らかとなった。また、シアコネクタが高さが大きくなることによってはりの剛性が小さくなりせん断補強鋼材の受け持つせん断力が大きくなる傾向が見いだせた。

鋼コンクリートサンドイッチ構造において、ボックスサンドイッチ構造はりとオープンサンドイッチ構造はりのせん断耐荷機構について検討を行った。前者はせん断補強鋼材としてウエブ鋼板を軸方向に連続的に配置し、後者はT型ウエブ鋼板を配置したものを対象とした。対象としたサンドイッチはりのパラメータは、主としてせん断補強鋼材であるウエブ鋼板の厚さ(オープンサンドイッチの場合は高さも)で、せん断破壊性状および耐力の調査を行った。解析プログラムには、コンクリートおよび鋼材の構成則、および両者の界面の挙動を表す接合要素が導入されている非線形有限要素法を用いた。実験および解析の結果から、せん断破壊面を種々仮定し、斜めひび割れが負担するせん断力、ウエブ鋼板が負担するせん断力およびフランジ鋼板が負担するせん断力について検討した。その結果、ボックスサンドイッチ構造、オープンサンドイッチ構造の両者において、統一的なせん断破壊面の定義づけを行うことができた。これは、終局時において斜めひび割れの負担せん断力が最も大きくなるものと仮定して得たものである。今後さらに、パラメータを増やし各々の負担せん断力について調査し、統一的なせん断耐力算定式の構築を行う。また、上記と平行してシアコネクタのサイズがせん断耐力にどのように影響を与えるかについて実験的に調査した。現状では、サンドイッチ構造のせん断耐力は、シアコネクタあることによって斜めひび割れの発生を早くし、同断面の鉄筋コンクリート構造よりも小さくなることが知られている。本研究の実験結果より、同じ高さのサンドイッチはりにおいてシアコネクタの高さが大きくなれば、その先端から生じる斜めひび割れの領域が狭くなり、コンクリートが受け持つせん断耐力を小さくなることが明らかとなった。また、シアコネクタが高さが大きくなることによってはりの剛性が小さくなりせん断補強鋼材の受け持つせん断力が大きくなる傾向が見いだせた。