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供試体寸法の異なるコンクリート角柱供試体の一軸圧縮応力-ひずみ曲線の表示式

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1

7

9

愛知工業大学研究報告 第21号B 昭和61年

供試体寸法の異なるコンクリート角柱供試体の

一軸圧縮応力一ひずみ曲線の表示式

狭 千 朗

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KOIKE

This study examined the probability distribution and size e妊ectof compressive strength and

the inelastic stress-strain curves of concrete prisms up to a large compressive strain. Compressive strength and the inelastic stress-strain behaviors are examined in terms of the size of specimen Tese specimens are examined by using a sti任compressivetesting machine. The purpose of this study is to propose the probability distributions of concrete strength and mathematical expressions of the inelastic stress-strain curves of concrete prisms. られている。一方,純曲げを受ける

RC

単純ばりの曲げ強 度や曲げ塑性変形挙動についても,供試体寸法の相違に よる影響を受けることが筆者らの実験によって確かめら れている九図-1は粗骨材の最大粒径が15mmと25mm 1.まえカずき 曲げとせん断を受ける

RC

ばりの強度や変形性状は, 供試体の寸法の相違の影響を大きく受けることはよく知 12 B 4 Eω¥ 国 証 回 目 x d N ロ 由 ¥ Z 噌 企 司 , ‘ ﹃ E 0

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-7

一 H 川 一 2 0 F E ー 円 ν 一 1-z団 一 畠 山 町 一 日 目

RC

ばりのモーメントー曲率関係に及ぼす供試体寸法の影響とモーメントー曲率曲線のばらつき (Pt= 1. 40%および2.80%, コンクリート中の骨材の最大粒径は15mmおよび25mm) B E 図- 1

(2)

180 小 池 狭 千 朗 へ : ; so a ~

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図- 2

RC

ばりのモーメントー曲率関係に及ぼすコン クリート中の骨材の最大粒径の影響 (3等分載 荷単純ばりの曲げ試験結果,せん断スパン,曲 げスパン共に3H,データは8本の平均値であ る〕 の多粒径の骨材を使ったコンクリートからなる供試体寸 法の異なる

RC

単 純 ば り の 曲 げ 載 荷 実 験 の 結 果 で あ る2)。図 2は断面 12.45

x

24. 90cm, Pt= 1. 40%(2-D 16) の単筋ばりについて, コンクリート中の骨材の最大粒径 を10mmから 25mmまで調合をかえて,曲げ載荷実験を 行った結果を示したものである3)。これらの図によれば3

1

)

R

C

ばりのモ←メン卜一曲率関係は,曲げスパン内の 圧縮部のコンクリートの力学特性のばらつきの影響を受 けて,塑性域において大きなばらつきを示す。

2)RC

ば りの曲げ塑性変形挙動は,供試体寸法の相違の影響を受 ける。

3

)同一引張鉄筋比および同一寸法を持つ

RC

はり でも,はりのコンクリートに使用している骨材の最大粒 径の相違によって,

RC

ばりの曲げ耐力や変形性状は大 きな影響を受ける。 図

-3

は角柱供試体の圧縮強度に及ぼす供試体寸法と 骨材の最大粒径の影響を調べるために,筆者らが行った 実験結果の一例である。横打ち角柱供試体の圧縮強度は, 供試体の寸法や使用骨材の最大粒径の相違によって大き

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Prism width

S(cm) 図

-3

角柱供試体の圧縮強度に及ぼす供試体寸法と骨 材粒径との関係の一例 (w/c=60%) な影響を受けることを示している。 以上のように,

RC

部材の強度や変形特性に及ぼす供 試体寸法の影響を解明するためには, コンクリー卜の強 度や変形特性の寸法効果を知る必要がある。これらのう ち,強度の寸法効果については,筆者らの研究のほかに 多くの研究が見られるが,

RC

部材の変形挙動に大きな 影響を及ぼすと考えられるコンクリートの応力一ひずみ 特性,とくに,応力下降域をも含めたコンクリー卜の一 軸圧縮応力 ひずみ特性に及ぼす供試体寸法の影響につ いては不明な点が多く,定式化には至っていない。今回, 名古屋大学の高剛性試験機を用いて,高ひずみ領域を含 めた供試体寸法の異なる横打ちコンクリー卜角柱供試体 の一軸圧縮強度試験を実施し,応力 ひずみ関係の定式 化を試みたので,その一部を報告する。 2.実験方法 2. 1 供試体 表ー lに実験の概要を示す。実験要因として供試体寸 表 -1 実 験 の 概 要 {共試体の寸法 (cm) f共 試 体 の 記 号 {共試体のシり←ズ名 供試体の個数 b D L 60 -P R -C -9 . 68 60 -P R -C -4 . 46 4.46 4.46 13.38 15 60 -P R -C -7.25 7.25 7.25 21. 75 15 圧縮強度試験 60-P R -C←9.68 9.68 9.68 29.04 15 角柱供試体 60 -P R -C -12.45 12.45 12.45 37.35 15 /C =60% 60← P R -C -15.00 15.00 15.00 45.00 15

(3)

供試体寸法の異なるコγ Fリート角柱供試体の一軸圧縮応力一ひずみ曲線の表示式 181 し 3D

1

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図- 4 角柱供試体の形状と寸法 法の相違を取りあげた。横打ち角柱供試体(PR-Cシリー ズと名付ける〕の寸法は,高さHと幅D (正方形断面の もう一辺はBとする〕の比H/Dが3で, Dの値は4.46, 7.25, 9.68, 12.45お よ び15.0cmの5種類とした。実験 結 果 の 一 部 に はD=5.55cmの も の も 記 入 さ れ て い る が,ここでは5.55cmシリーズのものの説明は省略する。 供試体の個数は各シリーズとも各15個,合計75個とした。 縦打ち円柱供試体(直径7.5,10.0お よ び15.0cm)につい ても,各シリーズとも各30個ずつ打込み,実験を行って いるが,ここでは省略する。図- 4に実験に用いた供試 体の形状・寸法を示す。 2. 2 コンクリー卜 コンクリートには,天竜川産の川砂と川砂利を使用し た。使用コンクリートは,最大粒径25mmの骨材からな る多粒径骨材を用いて,水セメント比60%のものを使用 した。表- 2に使用骨材の物理的性質を示す。表- 3に はコンクリートの調合表を示す。使用コンFリートのス ランプは15cmのものを使用した。角柱供試体は,加圧面 に当る部分に平滑な鉄板を当て,その他の部分は合板で 作製し,横方向にコンクリートを打込んだ。供試体は材 令4週 ま で 室 温20

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20C,湿度60%の養生室で養生し, その後,実験室内に2週聞置いた(空中養生)のち,名 古屋大学へ運び,試験に供した。 表-2 骨 材 の 物 理 的 性 質 骨材稜.5]1]

I

骨材粒径 (mm)

I

絶 乾 比 重 │ 表 乾 比 重

l

吸 水 量 ( % )

I

粗 粒 率 粗 骨 材 細 骨 材 25~5 2.5以下 2.62 2.61 2.64 2.63

.91 1.18 6.67 2.54 表-3 コンクリートの調合 (ぱ〕 水 セ メ ン ト 比

(%)

60

2

.

3

載荷とひずみの計測 圧縮強度試験には,名古屋大学の高剛性試験機を使用 し,変位速度制御で…軸圧縮試験を実施した。供試体の 加工面には,供試体の寸法と同じ寸法の載荷板を使用し, 試験機との聞に球座を介して試験を実施した。図

-5

に 角柱供試体のひずみの測定方法を示す。軸方向の圧縮ひ ずみの測定長は,供試体の一辺の幅

D

2

倍とし,供試 体に鋼製枠を介して取り付けた2個のひずみゲージ式変 位変換器を使用し,動ひずみ計を介してX-yレコーダー 図- 5 角柱供試体のひずみの測定方法 砂 利 (kg) 1204 設計スランプ (cm) 15 に記録した。ひずみはひずみ量が約10X

1

0

-

3に 至 る ま で 載荷し,ひずみを計測した。載荷時のひずみ速度は0.17x 10-3xh/mm (h 測定長,単位mm)とした。 3.実験結果および考察 表

-4

に実験結果のうち,圧縮強度の平均値

A

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.

,標 準偏差Sd.,変動係数Cv.お よ び 圧 縮 強 度 の 統 計 処 理 結 果の一例を示す。表中のCore.Coe妊.は相関係数を示す。 ワイブノレ分布覧のPは破壊確率を示し, LN(ーLN(l P))はワイフソレ確率紙の縦座標軸の値を示す。同じ覧の 中の式中のXは横座標軸を示し,強度(Fc)の対数(log) を取ったものである。この式はコンクリート強度のばら つきをワイフソレ確率紙上にプロットし,最小二乗法で求 めた一次回帰式である。 LN(ーLN(1-P))=7.851og(Fc)-42.34 (仰U) 対数正規分布および正規分布の覧の μ お よ びσは,各確 率紙上にプロットしたデータの一次回帰式から求めた確 率分布のパラメータで, μ は分布の中央値を,

σ

は各分布

(4)

狭千朗 池 182 実験結果(圧縮強度の確率分布) 水セメ Notation No Size of spe Prism compr.Strength Weibull dist Lognor.mal dist Normal dlst. ント化 of speColf- Widtb Length Ave Sd Cv Core Core Core (%) speClmen men (叩) (叩) kg/ぱ kg/cm' (%) Coeff LN (一LN(l-P)) Coeff μ 5 Coeff μ d PR-C-4.46 15 4.46 13.38 208 25.3 12.0 990 7.85X -42.34 -.997 5.33 155 -.997 208.7 32.25 PR-C-7_25 15 7.25 21.75 269 25_8 9.6 。956 10.86X -61.27 -.975 5.59 113-.972 269.4 30.81 60 PR-C-9.68 15 9.68 29.04 282 20.3 7.2 956 41.19X -80.56 -.975 5.64 087 -.974 282.2 24.5 PR-C-12.45 15 12.5 37.5 318 21.3 6.7 917 15.47X -80.56 -.952 5.76 078 -.951 318.7 25.27 PR-C-15.00 15 15.0 45.0 283 15.9 5.0 981 2.33X -126.58 -.989 5.65 055 -.985 283.7 15.83 表 4 μσI正規分布およひ対数正規分布のパラメータ Cv:変動係数, Sd:標準偏差, 〆 b 4 4 C

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角柱供試体の圧縮強度の平均値prFcと供試体 の寸法Sとの関係(wjc=60% Fcニ 1.812' S2十41.98

S+60.37) 図

-7

の標準偏差である。角柱供試体の圧縮強度のばらつきは, 供試体の寸法が小さくなるほど大きくなることをよく示 している。 3. 1 圧縮強度の確率分布 図

-6

に圧縮強度を正規確率紙上にプロットした結果 を示す。図中の直線は1次回帰式で,その相関係数と回 帰式を表

-4

に示す。図中の破壊確率

P

は,

P=n/CN

+

1), n:小さい方からn番目の強度, Nーそのシリーズ の供試体の総個数(強度の得られたものの総個数)から 求めた。寸法の異なるいずれのシリーズとも, 1次回帰 式の相関係数は0.95以上を示しており,構造解析上は強 度の確率分布を正規分布と見なしても,今回の実験の範 閤内ではあまり大きな相違はないものと考えられる。前 述したように,各確率分布の勾配は,供試体の寸法が大 きくなるほど立ちあがっており,寸法が大きくなるにつ れて強度のばらつきが小さくなることを示している。 3. 2 強度の寸法効果 図- 7に角柱供試体の圧縮強度の平均値prFcと供試 体の寸法S CSはDと同じ,以下,供試体寸法をSと呼 称する〕との関係を示す。圧縮強度は供試体寸法Sが9.68 cmと12.45cmの間で最大値を示し,これより寸法Sが 大きくなるにつれて,やや強度が

i

減少してし、く。一方, 図- 6

(5)

供試体寸法の異なるコンタリート角柱供試体の一軸圧縮応力一ひずみ曲線の表示式

- s

伶川が

W!C=60% ーー四四WIC=70% (天屯川産砂利(玉砕}.矢作川産砂j 鉛0 d=25mm

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0

角4主1共試体の幅 {cm} 図

-8

角柱供試体の圧縮強度に及ぼす供試体寸法と骨 材粒径との関係の一例

S

がこれよりも小さくなるにつれて,強度は急激に減少 しており,強度の減少率が大きい。図ー7中には,水セ メント比

45%

の別の実験結果もプロットしてあるが,

6

0

%の結果と同様の傾向を示している。図

-8

は筆者らが コンクリート中の骨材の最大粒径や水セメント比をかえ て行った供試体寸法の異なる角柱供試体の圧縮強度試験 の結果(アムスラー型試験機による圧縮強度試験を実施 したもの〉である九骨材粒径の大きなコンクリートでは, 図ー7の結果と同じような傾向を示している。図- 7に 示す水セメント比

60%

の強度の実験結果には,かなり大 きなばらつきが見られるが,図

-8

に示す既往の実験結 果を参考にして,以降の解析では,強度と寸法Sとの関 係を 2次の回帰式で表示する。この回帰式(今回の実験 結果〕を下式に示す。

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3. 3 応力一ひずみ曲線 図

-9

に角柱供試体の応力一ひずみ曲線の実験結果と その平均曲線を示す。供試体寸法の小さな供試体ほど, 応力 ひずみ曲線のばらつきが大きいことを図は示して いる。木製型枠を使用し,端面のみ鉄板を当てて供試体 を作成したため,供試体の上下の端面の平行度のやや悪 い供試体も含まれていると考えられる。これらの影響は 供試体の寸法の小さいものほど大きいと考えられるた め,小供試体,とくに

6

0

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P

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-

C

-

4

.

4

6

シリーズでは,非常 に大きくばらついたものと考えられる。この影響は供試 体の寸法が大きくなるほど,少なくなっている。目下, 銅製型枠を新たに作成し,新たな実験を実施しているた め,今後, これらの欠点、については修正してし、く予定で

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図-9 角柱供試体の応力 ひずみ曲線の実験結果とそ の平均曲線

(6)

狭千朗 σはコンクリー卜の応力,εはコンクリートのひずみ,Fc はコンクリー卜の圧縮強度および ε。は圧縮強度時のひ ずみで、ある。 a,bは実験定数で, Popovicsはa=0.57, bニ1.0の値を与えている。 池

6

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日E (f) 60-PR-C-4.46-E 1",1 75 (f) (f) w ~ .5 町 1、 w/c=60%の角柱供試体の応力 ひずみ曲線の 平均値の比較 日 目

5 'EJ 60-PR-C-7.25-E 2 3 STRRIN 目75 Uヲ (f) w

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5 'E 1 2 3 STR日!N 1 0マi ある。 図-10に角柱供試体の応力 ひずみ曲線の平均値を供 試体寸法別に示す。図 7に示したように,圧縮強度の 平均値と寸法Sとの間の関係にばらつきが見られる影響 がここにも現われているが,一般に,コンクリー卜強度 の高いものや,供試体寸法の大きなものの方が,塑性変 形挙動はぜ、い性的で,耐力は急激に減少する。供試体寸 法が小さくなるにつれて,圧縮強度が低くなり,一方, 最大応力に達した以降の応力 ひずみ曲線の低下はゆる やかで,延性的な傾向が強くなる傾向を示している。 図-10 6臼-PR-C-9.68-E

5

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Vヲ 4.応力一ひずみ曲線の定量化 4. 1 応力上昇域の応力一ひずみ曲線の表示式 コンクリートの応力上昇域の応力一ひずみ関係につい ても供試体寸法の相違の影響が見られるが, これらの定 量化については,後日,検討し報告する予定である。今 回の表示式では,コンクリ トの応力 上昇域の応力 ひずみ関係は, Popovicsの提案した刊2)式を使用する。 5二 lla. E/(llaー1十En.) ・・・司...・...…(2) ここに s=σ/Fc. E二 E/Eo lla = 1十a(Fc/100)b a = 0.57. b = l.0

5 'E 1 2 3 STRRIN 6日-PR-C-15.0-E 1'"1 .75 (f) (f) w

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(f) 2.0 3.0 4.0 且5 .25ト? n u n ν n ν A V -R ψ 戸 ゐ u n t n u 角柱供試体の応力一ひずみ曲線の無次元表示 (S=σ/Fc, E=ε/ε〕。 2 3 STRRIN a a 図-12 巴(=EIEo) (3)式 でlld値を変化させた場合のσー ε曲線の 無次元化 (S-E関係〕の変化の一例 図-11

(7)

供試体寸法の異なるコンクリート角柱供試体の一軸圧縮応力 ひずみ曲線の表示式 185 4. 2 応力下降域の応力一ひずみ関係の定量化 コンクリートの応力下降域の応力 ひずみ関係の形状 は,谷川・畑中らの提案した(3)式の実験定数mおよびlld の値を,今回の実験結果に合わせて定量化する方法をと った。谷川・畑中らの提案式7)を以下に示す。 S =

占+

(lld-1)

X/(lld-1+Xlld)...(3) 5=σ/Fc, X = Em, E =ε/εo ffi, lld目実験定数 lld = 1 +a(Fc/100)b....一………-一(4) a, b:実験定数 図

-11

は,

(

3

)

式および

(

4

)

式を用いて,

S

E

との関係を 求めたもので, m=0.5の場合の各lld値に対するSとE との関係の変化を図示したものである。これらの図と実 験結果の図の曲線を比べて,定数mとlldの値を求める。 図-12は,今回の応力一ひずみ曲線の実験結果を各供 試体の圧縮強度Fcと圧縮強度時のひずみε。で、無次元化 (5=σ/Fc, E=ε/ε。〉表示したものである。無次元化表 示した応力一ひずみ曲線の下降域の形状は,かなり大き なばらつきを示している。図-13は図-12に示す供試体 寸法の異なる各実験シリーズのS-E曲線の平均値を表 示したものである。これらの平均曲線と一致する

(

3

)

式と (4)式の係数mとlldの値を求め,次いで,mとlldの値に及 ぼす供試体寸法の影響を考察すれば,供試体寸法の影響 を加味した表示式を定量化することができる。 供試体寸法Sの相違がコンクりート強度に及ぼす影響 は図 7に示されており,これらの関係は供試体の寸法

S

に関する

2

次の回帰式で,

(

4

)

式のように表示される。 以下, (1)式中のprFcはFcと書き直したものを使用する。 Fc = -1.812・52+41.985+60.37…ー・…・-・(1) 図-14に角柱供試体の平均圧縮強度Fcと圧縮強度時 のひずみらとの関係を示す。図中のデータは,今回の実 ー一一一一SI・, 4.46 1<1)1 一一一_Slze 5.55 ./5

STRRIN

IEJ 図-13 w/c=60%の角柱供試体の応力 ひずみ曲線の 平均値の無次元化(S-E関係)S=σ/Fc, E= ε/ε

41!1lT Ikg/c備2)

f

c

3511l ヨ自由 2511 211l目 -伺 幽 c d

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日・3)

f

c

.

図-14角柱供試体の平均圧縮強度Fcと圧縮強度時の ひずみんとの関係 ε。 =0.5746X10-5•Fc2 0.2668

Fc+1.7708・ -・

'(8) 円

FC-A (PR-CJ x x

1x x

x 15日 2DB 258 388 FC Ika/..'】 35日 4自E 図-15 角柱供試体のAの値とFcとの関係 (b=1.0) A=0.404X10-4

Fc2 -0.188X10-1 • Fc+4.200'"

(7) 験結果のほかに,筆者らが行った既報の実験結果の値も プロットしたものである。図-14に示す曲線は,これら のデータをFcとんの関係について,んをFcの2次式で 回帰した回帰曲線である。この2次式を下式に示す。 ε

。=

0.5746x10-5 • Fc2-O.2668

FC+1.7708

(8) 図 13に示した実験結果に最もよく一致する(3)式およ び(4)式中の実験定数mおよびbの値はm=0.5(bは1.0 とした〕で、あった。谷川・畑中らは, lldの値として, (4)式 を提案している。 (4)式中の実験定数

a

は,今回の実験で は圧縮強度Fcにより図ー15に示すように変化すること

(8)

186 小 池 狭 千 朗 を示した。aの値を定数ではなく,Fcの関数Aと置きかえ るため,まず.(4)式を(6)式のように書きかえた。 nd = 1十A(Fc/100)b ... ーー・ ーーー ーーー (6) ただし

A

f

C

F

c) 図 13の結果とよく一致する(3)式 お よ び(4)式中のnd 値を求め.(6)式中のbをb=1.0として

.A

f

直を求めた ものが図ー15である。図 15の曲線はAの値をFcの2次 式で回帰した曲線である。Aの値はFcによって変化する ことを示している。この2次曲線を下式に示す。

A

= 0.434x10-4 •

F

c2-O.188x10-1 •

Fc

+

4.2 ・(7) 4. 3 応力一ひずみ曲線の表示 コンクリー卜の応力 ひずみ曲線は,以下のようにし て求める。すなわち,まず.m=0.5, b=1.0として, (1) 式から,表示式の必要な供試体の寸法

s

~こ対するコンク リートの圧縮強度

F

c

を求め,次いで,

(

5

)

式の ε。と

F

c

の関 係から,

F

c

に対応する ε。を求め,また,

(

7

)

式の

A

F

c

と の関係から

A

の値を求める。次に.

(

6

)

式のndと

A

の関係 から ,b=1.0として, ndの値を求める。最後に, (3)式の SとndおよびXの関係から,

s

とXの関係を求め, これ ~ 40目 N e o 、 、 回 二¥ -3日目 ーー一一一一一一 5lH 4.46

5

-PR-C

一一ー町5lz. 5.55

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ーーーーーーー_5lz.7.25 一ーーーーー _ SlZD 9.6日 n u n u n 凶 n m u ω ω U にト的 ー _ _ _5l z. 12.45 一 一 __ 5lze 15.0 2 4

5TRRIN

l目 (x1目-3) 図-16 m=0.5, b二1.0とし(1)式.(5)式, (7)式, (6)式お よび(3)式 か ら 求 ま るw/c=60%の 角 柱 供 試 体 のσ← ε曲線 ~ 4日目 トe E O 、 、 a x 】 3日目

6

-PR-C

ー一一一一一_5lH 4.46 5lz' 5.55 /"λ¥

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B 10 Ix!目-31 図-17 mニ0.5,bニS/10とし. (1)式, (5)式.(7)式, (6) 式 お よ び(3)式 か ら 求 ま るw/c=60%の 角 柱 供 試体のσーε曲線 にFcと ε。を代入して σ と εの関係を求める。図 16は このようにして求めた応力 ひずみ曲線である。図 10 に示す実験結果に比べると,図 16の表示曲線は供試体 の寸法SがS>9.68cmの範囲では,やや延性的すぎ,耐 力の低下の少ない表示式となっており,もう少しぜい性 的にする必要がある。すなわち,図-10では.S>9.68cm の供試体では,下降域では寸法

S

が大きくなるほど強度 の低下が大きく,ぜい性的な性状を示している。 図-17はこれらの欠点を改善するために, m=0.5と し.bの値はb=S/10.すなわち,供試体の寸法Sをパラ メ←タとして, bの値を求め.

(

1

)

式, (5)式.(7)式.(6)式お よび(3)式から求めた応力一ひずみ曲線である。供試体寸 法の大きな供試体では,実験値を比較的よく表示するが, 供試体寸法Sが10cmよりも小さい供試体では,延性的 すぎる性状を示し,応力下降域での耐力低下が少なすぎ る傾向を示す。したがって,b=S/10の値は表示式として は好ましくない式であると考えられる。 図-18は供試体の寸法SがS>9.68cmの範囲の供試 体に対しては, bニ1.5とし, S手9.68cmの範囲の供試体 に対しては, b=1.0として.(1)式.(5)式, (7)式.(6)式お よび(3)式から求めた応力一ひずみ曲線である。寸法

S

が S>9.68cmの範囲にある供試体寸法を持つ供試体のぜ、 い性的な性状を比較的よく表示している。 図-19は角柱供試体の応力一ひずみ曲線の実験値と計 算値(図 18)を吸収エネノレギーについて比較したもの である。実験値と計算値は,ひずみが5000X 10-6までは比 較的よく一致している。

6

-PR-C

~ 4日日 小4 E U 、 、 一一一一一一Slz

4.46 StZD 5.55 - 3OO ー → 『 ー_SiZD 7.25

2

2

日目 w 白こ トー (f) 10日

山 一

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l 伺ω 烹) 1日 ︾ x A 図-18 w/cニ60%の角柱供試体のσ ε曲線の表示式 (mニ0.5,S>O .68ではbニ1.5,S壬9.68では b三1.0として. (1)式.(5)式.(7)式, (6)式および (3)式から求まるσーε曲線〕

(9)

供試体寸法の異なるコンクリー卜角柱供試体の 車由圧縮応力 ひずみ曲線の表示式

1

8

7

供試体寸法の異なる横打ちコンクリート角柱供試体の 一軸圧縮強度試験を実施し,高ひずみ領域まで‘を含めた 応力 ひずみ曲線を求め,これらの実験曲線の定量化を 行い,応力 ひずみ曲線の表示式を求めた。実験結果並 びに応力 ひずみ曲線の表示式について,次のような結 論を得た。 (1) 圧縮強度の確率分布は,構造解析を行う場合には, 正規分布と見なしても,今回の実験の範囲内ではあま り大きな誤差を与えないものと考えられる。 (2) 強度の確率分布の勾配は,供試体の寸法が大きなも のほど立ちあがっており,寸法の大きな供試体ほど強 度のばらつきが小さい。

(

3

)

圧縮強度は供試体寸法

S

9

.

6

8

c

m

1

2

.

4

5

c

m

の間 で最大値を示し,これより寸法Sが大きくなると強度 はやや減少する。一方,寸法

S

9.68cm

より小さくな ると強度は急激に減少する傾向を示す。圧縮強度Fcと 寸法Sとの関係を,上に凸な 2次曲線で表示した。

(

4

)

応力 ひずみ曲線の表示式は,応力上昇域は

Popo

v

i

c

s

の提案した

(

2

)

式を使用する。応力下降域の応力一 ひずみ曲線の形状は谷)11.畑中らの提案した(3)式の実 験定数mおよびndの値を定量化し,m二

0

.

5

とし,ndの 値を定める。

(

6

)

式中のbの値は,

S>9.68cm

の範囲の 供試体ではb =1.

5

,S~玉 9.68cm の範囲の供試体では b =l.Oとして, (1)式, (5)式, (7)式, (6)式および(3)式か ら求めた応力 ひずみ曲線が最もよく実験結果を表示 5.む す び 5目

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e し7こ。 今回の実験では,強度のばらつきや応力一ひずみ曲線 のばらつきの大きな供試体シリ ズも見られた。これら の原因の1つは,型枠の精度と設計の関係から,供試体 の上下の端面の平行度が悪く,偏心圧縮の影響が入って しまった供試体もあるためと考えられる。目下,新たな 鋼製型枠を作製し,寸法精度のきわめてよい供試体によ る実験を実施中であるため,これらの問題点については 改めて検討し報告する予定である。

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凶 的.eau 。 ト u 0::a n 凶 之 凶 目 g 〔謝辞〕 本実験に際し,高剛性試験機を使用させていただきま した名古屋大学@小阪義夫教授,山田和夫助手および畑 中重光君(日本学術振興会特別研究員〕に深謝いたしま す。

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角柱供試体の応力一ひずみ曲線の実験値と計算 値との吸収エネノレギー量の比較

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1

9

(10)

188 小 池 狭 千 朗 255-262

2

)加藤@坂口。塩見,愛知工業大学工学部建築学科卒 業研究,昭61年2月. 3 )池崎@高見,愛知工業大学工学部建築学科卒業研究, 昭59年 2月. 4)小池・加藤,愛知工業大学研究報告, N 0.17 (1982), pp.187-196. 5) 小池,コンクリート工学, Vo.121, No. 6,昭58年6 月, p.65

6)

小阪・森田,鉄筋コンクリー卜構造,丸善,昭50年, p.21 7 )谷川包畑中, 日本建築学会大会学術講演梗概集〔関 東),昭59年9月, pp.l07-108. 8) 坂東,愛知工業大学修士論文,昭60年2月. ( 受 理 昭 和61年 1月25日〉

参照

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