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ニ方向繰り返し曲げを受けるRC柱の吸収エネルギー量に関する実験的研究

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Academic year: 2021

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(1)

1 -266 土木学会第66回年次学術講演会(平成23年度)

ニ方向繰り返し曲げを受ける

RC

柱の吸収エネルギー量に関する実験的研究

2.実験概要

2

.

1

供試体概要 本実験で使用した供試体の形状ならびに配筋の│横拘束 │筋間隔 一例を図ー 1に示す.実験には,断面寸法 200X200

I

I r [ m_~ m ] m m,柱有効高さ 1,000m m,せん断スパン比 5を 有する RC供試体を用いた.供試体は曲げ破壊先 行型となるように,軸方向筋には D10 (SD295A) を 8本,横拘束筋には D6 (SD295A) を間隔 s= 65, 90,105および 120mmでそれぞれ配筋し た.打設コンクリートの設計基準強度はfck=40 MPaである.材料定数を表ー

1

に示す.

2

.

2

載荷装置および載荷経路 本実験では,写真一

1

に示す載荷装置を用いて供試体を銅製冶具に挿入し,高力ボルトによ り完全固定の条件になるように供試体を固定した.載荷経路として,図ー2および図ー3に示 す,斜め載荷および三角形載荷の2種類を採用した.三角形載荷では,図

-3

(a)

(

b

)

(c)の 順に載荷を行った.図中のしは三角形載荷での引張側軸方向筋の初期降伏時における柱頭で の水平変位(軸方向筋のひずみが 2.000μ に達した時の降伏変位)である. 3.実験結果および考察 Y方向 吋 向 一 l 方向 T//円 本実験結果の一例として, 1- 一一・ ;i~ 三角形載荷下での s= 65 m m

I

-

-

jf( :

.

1

-16 -8 -4

I

j jx

方向 -4 f

.

i

i

供試体の荷重一変位履歴 (X ---:---i却下~.//~'~..~-,-;~" 訪向 : :f-I 4 8 16 : ;./"l 軸方向のみ)を図

-4

に示す.

i

ノユー│

i/

一 図に示すように,荷重 変位

J

茄「一一│ 一知一一一 履歴を象眼ごとに分割し,変 ω0--+48,-+-48→o , 防 0( --+8O ,-+-8 8→,0 位幅 40yのサイクノレでは① 図ー2 斜め載荷 図ー3 三角形載荷 ④区間,変位幅 80yのサイクノレでは⑤ ③区間とし,各区間の吸収エネノレギ}量を算出した. ここで,区間 番号が奇数の載荷経路は,圧縮側のコンクリートおよび軸方向筋が主に曲げに抵抗する経路であり,偶数の載 荷経路は,除荷後に再載荷を行った経路である.

3

.

1

異なる載荷経路下での吸収エネルギー量の変動 異なる載荷経路下での (0

80y

-80 y→0) 区間の吸収エネルギー量の変動を図ー 5~7 に示す.一方向載荷 1)(図ー5)ならびに斜め載荷(函ー6)では,各載荷区間(⑤と⑦)および(⑥と⑧)において,それぞれ吸収 キーワード:RC柱,二方向練り返し曲げ,吸収エネノレギー,経路依存性,変形特性 連絡先:愛知工業大学干 470-0392愛知県豊田市八草町八千草 1247 TEL: 0565-48・812,lFAX: 0565・48-0030 Y方向 +方向

j_

-16 X方向 i ー百 愛 知 工 業 大 学 学 生 会 員

O

水野憲司 愛 知 工 業 大 学 学 生 会 員 斎藤圭史 地建興業株式会社 愛知工業大学 中部大学 1 .はじめに 鉄筋コンクリート (RC) 柱の軸方向筋の座屈現象は,横拘束筋間隔,載荷経路およびコ ンクリート強度で異なるため,そのメカニズムは明確になっていない.これまで,筆者ら は横拘束筋間隔の異なる RC柱を用いて繰り返し載荷実験を実施してきた1)本研究では, 目標とする変位点を同ーとする,異なる二方向載荷経路(例えば,二方向同時に載荷する 経路と一方向ずつ順次載荷する経路)の区間ごとの吸収エネルギー量に着目し,各変位点 に至るまでの載荷経路が吸収エネルギー量に与える影響について考察する. 表-1 コンヲ刀二

FT

ー 設計基準開 圧 縮 強 度 [MPa] 40 材料定数 軸;方向筋 010 (S0295A) 降 伏 強 度 │ 引 張 強 度 [ MPa 1 I [MPa] 382. 8 550. 7 -531 -153 哉晶二 友 森 英 部 木 野 磯 鈴 水 口 員 口 貝 同 貝 A 胃 ム 胃 ム 一 品 正 正 正

i

国]

E

1

-: -k----roo~ 図-1 供試体配筋図 横拘束筋 06(S0295A) 障夜蚕麗 [ MPa ] 百円夏蚕雇[ MPa ] 338.4 491.8 写真一1載荷装置 土 方 向 (c)0→88,→ー168→,O

(2)

土木学会第66固年次学術講演会(平成23年度) 1 -266 2 d 制権 2 6 M 問 権 車位(mm) (a)<0→4d y→-4dy→0> エネノレギー量に顕著な差異は見られなかった.一方,三角形載荷(図ー

7

)

では, X軸方向:③の区間で, Y軸方向:⑥の区間での吸収エネノレギー量が少なくなっ た.この理由として,一方向載荷および三角形載荷では, 3本の軸方向筋が圧縮力 に抵抗するため吸収エネルギー量が大きくなるが,除荷/再載荷での吸収エネノレ ギー量は極端に小さくなる.一方,斜め方向載荷では,隅角部1本の軸方向筋で 主に圧縮力に抵抗するため,一方向載荷および三角形載荷のようには吸収エネル ギー量が大きくならず,除荷/再載荷の場合でも極端に小さくならなかったと考 えられる.三角形載荷の場合には,吸収エネノレギ}量が小さい載荷区聞がX軸方 向およびY軸方向で異なった.その理由として,本実験では,図-3(b)のように,

+

(プラス)方向に載荷した場合はX軸→Y軸→0,一(マイナス)方向に載荷し た場合は Y軸→X軸→0と載荷順序が異なることによると考えられる. 図-5各載荷区間の吸収 エネルギー量(一方向載荷) 3.2異なる載荷経路下での載荷区間ごとの吸収エネルギー量 異なる載荷経路下の載荷区間ごとの吸収エネノレギー量を図ー8に示す.一 方向載荷以外の載荷では, X軸およびY軸方向の吸収エネルギーの合計量を プロットしであり,

r

一方向載荷→斜め載荷→三角形載荷」の1)国に吸収エ ネルギー量が大きくなることが分かる.とくに,圧縮側のコンクリートお よび軸方向筋が主に曲げに抵抗する載荷(区間①,区間③,区間⑤および 区間⑦)において,一方向載荷(・)と三角形載荷(ム)では,変位幅40yの サイクノレ(区間①および区間③)と変位幅80yでのサイクル(区間⑤およ び区間⑦)の吸収エネルギー量の比は約2となり,斜め載荷(・)では,約1.5に留まった(図中の各枠を参照)• 4.結論 1) 目標とする変位が同じであっても,異なる載荷経路により吸収エネルギー量に明確な差異がみられた. 2)吸収エネルギー量は載荷経路により異なるが,主に経路依存性による累積変位の影響が大きい. 3) 一方向載荷および三角形載荷では,変位幅が 2倍になれば,吸収エネノレギー量も約 2倍になるが,斜め載 荷では,変位幅が2倍となっても吸収エネルギー量は約1.5倍に留まった. 謝辞:本研究は,科学研究費(基盤研究 (C) 22560488代表:水野英二),中部大学特別研究費 (A) (代表: 水野英二)ならびに愛知工業大学耐震実験センターの研究助成により行った.ここに感謝の意を表する. 参考文献 1)鈴木森品・水野英二繰り返し曲げを受ける RC柱の鉄筋座屈特性に関する実験的ならびに解析的研究, 応用力学論文集,土木学会, Vo1.13, pp.331-342, 2010.8. 2)水野憲司・磯部友哉・鈴木森品・水野英二:二方向繰り返し力を受ける RC柱の変形特性に関する実験的 研究,平成 22年度土木学会中部支部研究発表会, 2011.3.

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目白

図-8 醐 醐 畑 山 剛 ( 園 田 ・ 2 5 酬 l サ ム ヘ 品 川 H 長嵐 -532 154

参照

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