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遅れ弾性ひずみおよびフローひずみ表示式を用いたPC部材のクリープ変形とクリープ係数(続報)

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(1)

【論  文】

UDC ;624

012

35 :624

04 :539

37

    凵本 建 築学会構 造 系論文 報 告 集 第 418 号

1990 年 12 月

Journal of Struct

 Constr

 Engng

 AIJ

 No

418

 Dec

1990

弾性

お よ び

表 示 式

を 用

PC

部 材

      

係数 (

続 報 )

ON

 

THE

 

CREEP

 

DEFORMATION

 

AND

 

THE

 

E

Ω

UIVALENT

 

CREEP

 

FACTOR

  

OF

 

PRESTRESSED

 

CONCRETE

 

MEMBER

 

BASED

 

ON

 

THE

 

DELAYED

     

ELASTIC

 

AND

 

THE

 

FLOW

 

CREEP

 

OF

 

CONCRETE

Part

     

車   煕

,渡 辺 誠

* *

Hiroshi

f

G

σ

R

σ

M

1

 and  

Seiichi

Z4

IABE

 

In the previous 

paper

 the authors  

had

 carried  out the creep strain  analysis  of prestressed con

crete member  under  

following

 assumptlons  

for

 creep  and  crying  shrinkage  of plain concrete

, 

i.

e

(1>proporUQnallty  of creep  strain  to stress

(2>superposition  of 

flow

 creep  strain

(3 >same strain  rate at the same  time elapse after 

loading

 

for

 

delayed

 creep  strain

4neglect  of creep  re

covery  after removing  the apPlied  stress

 and (5)shrinkage  strain  curve  similar  to 

flow

 creep

curve

 However

 expressions  obtained  on the creep  

loss

 in prestress and  the time

dependent strain

 

fprestressed

 concre しe  member  showed  that Lhe effect of  the shrinkage  of  concrete  upon  those is only  given as  a  functiQn of 

flow

 creep 

factor

 of  plaill cQncrete  without  regard  to the 

delayed

 creep

factor

 

due

 to the assumption  of (5 )

 S皿ch a result  seems  tQ 

be

 somewhat  improper frQm the view

point of analytical  logic

 Thus

 

in

 this study

 applying  the assumption  that shrinkage  strain  of

plain concre 亡e  is in proportioto the sum  of  flow and 

delayed

 creep  strain

 the analysis  of  loss 

in

prestress as well  as time

dependent

 strain  were  carr 孟ed out again  on the prestressed concrete  meln

ber,

 and  average  axial and rotation  creep 

factors

 

for

 calcuiating  the axial  creep  

deformation

throughout the whole  

le

皿gth of member  and  creep  rota 口ng  

displacements

 at 

both

 ends  of member were  

defined

 from the exprcssions  obtained

 

Also,

 numerical  calculation  results  of the prestress loss and  creep  

deformations

 

from

 the equations  

derived

 in this study  ob しained  good agreements with  those 

from

 previQus study

 

KegwordS

:Prest厂e∬ed concr

ete

 analrvsis げ loss inρra 吻 ∫∫time

−dOPendent

 strain

 eeuiv  lent creeP      

fa

‘’o厂

1,

は じめに  筆 者ら は前 報1 ]に おい て コ ン ク リ

トの ク リ

プひ すみ が遅れ弾 性ひずみとフロ

ひずみ か ら成り

そ れぞ れ が異な る進 行 則2皆 持つ こ とを考慮 して

プレ ス トレ ス トコ ン ク リ

ト(以下,

PC

と略 記 〉静 定 部 材の プレ ス トレス力 減 退 量

ク リ

プ変 形量の計算式 を誘 導し

さ ら に

ク リ

プ変 形 計 算に便 利に使 用で き る部材とし ての等 価ク リ

プ係 数を示 し た

こ れ らの誘 導に あっ て コンク リ

トの乾 燥 収 縮ひずみの取扱いが問題と な る が

前 報11で は収 縮ひずみ の進 行は重 畳 則の適用で き る フ ロ

ひずみの 進 行に相 似で あると仮 定し た

そ の 結 果プレ ス ト レ ス力 減退 量 ま た は ク リ

プ変 形 量は

近 似 的にコンク リ

トの フロ

ひずみ によ る もの と 遅 れ弾 性ひずみに よる ものとに分 離さ れ

これ らの解 析を可 能 に した

そ の際,乾 燥 収縮ひずみ はコ ン ク リ

トの フロ

ひす みの に含めて取 扱わ れ, 結果 と して収 縮の影 響は フロ

ひずみ に起 因す るプレス トレス 力 減 退量 また は ク リ

プ変 形量の 集 約 表 示さ れ る解のとなっ た

 

,PC

部材の み な らず鉄筋コ ンク リ

ト部 材 も含 む鋼

コ ンク リ

ト複合構造 部材におい て

コ ンク リ

トの燥 収 縮だ けによ る挙 動の 解 析 を 考えると

コ ンク リ

トの 自由収縮を鋼が拘 束す る結 果

コ ン クリ

トに は内

部 応 力と しての 引張力が

鋼に はこれ と大き さ が等 し い圧 縮 力が発 生し コ ン ク リ

トにしては引 張 力に よ る ク リ

プを考 慮して これを解 析 する ことにな る

そ の 収縮ひずみ をコ ンク リ

トの フロ

ひずみ に の み * 京都 大 学   教 授

工博 * * 〔株 )伊 藤 建 築設計 事務所

  ス技 術センタ

専 務 取 締 役

      Prof

 of Kyoto Unlversityt Dr

E【Lg

取締 役 兼 (株 }セ ン トラ Director of tTO Archtects and Engineers lNC

 and C

 T

C

1NC

(2)

含め て解析する と 遅れ弾 性ひずみ に は無関係に収縮に よる内 部 応 力が解 析され る こ とに なる

実 用 的に は起こ り得べ き収 縮ひずみ の影 響がすべて考 慮され て い るの で 矛眉は ないが

論理の整合 性の 点 か ら は

収 縮ひず み の影 響がコ ン ク リ

トの フ ロ

ひずみにか か わ る部 分と 遅 れ弾 性ひずみ に か か わ る部分 と に 分離 表 示さ れ る の が 望ま しい

  以 上の観 点から本 報におい ては

収 縮ひずみ の フロ

ひずみ および遅 れ弾 性ひずみへ の分離表示法 を考 案し

前 報,] 続 報と し て

PC

静 定部 材の プレ ス トレ ス力 減 退 量お よびク リ

プ変形 量計 算 式

お よ び

等 価ク リ

プ 係 数の導 出 を行い

前 報1] 結果との比較検討を行っ た

2.

乾 燥 収 縮ひずみ の取 扱い   前 報1 )において は

乾 燥 収 縮の進 行はコ ン ク リ

トの ク リ

プひずみ のう ちフロ

ひずみ の進行で あ る とし て取 扱っ た。 こ こ で は フロ

ひずみ と 遅 れ弾性ひず みの両 者を加 算し たいわ ゆる全クリ

プひ ずみの進 行に 相 似と仮 定し て取 扱 う

し た がっ て 時 間

ti〜t

間に起 こる収 縮ひず み は次の よ うに表 示 される

 部材断 面 重心軸にお け る軸 方 向収 縮ひずみ :        

Sn

           [ep(

t

OP(

ti

)]

………・

……・

………

1

}      

St−

t

      ψn   部 材 断 面

ヒ下 縁に おける収 縮 差 :        ASn       [OP(t)

Q(ti)]

…………・

…・

…・

〔2)     △

SH1 =

      ψπ  こ こ に

   

Sn

:軸 方 向 収 縮ひずみ最 終 値  AS 。 :上 下 縁 収 縮 差 最 終 値  g(t):コ ン ク リ

トの ク リ

プ係 数    ψη :コ ン クリ

トの ク リ

プ係 数の最 終 値 コ

の クリ

プ係 数 q(

t

)は フロ

ク リ

プ係 数 ψノ(t)

遅れ弾 性ク リ

プ 係 数 をOPd(t)と する と     ¢

ft

ψ(ti)

ep!(

t

q!(

tL

)十 ψdω

ψd(

t

,)        

q!(t

ti)十ePd(t)

ψ裡(ti}

…・

(3) で表 示さ れ

これ を式 (1)および (2)に代入す る と

     

Sn

       

Sn

                    [ePd〔

t

ψd(

ti

)]

 (4 )       ψf(t

ti)十     

s

tl

      ψn       ψπ

  

 

A

・・

卿(t

− t

・)・

[・・Cl(

t

…(・・)]        

 

 

 (5) とな り

縮ひずみがフロ

ひずみ に関 する項 (上 記 各 式の右辺第 1項)と 遅れ弾 性ひずみ に関 する項 (同右辺 第2項 ) とに分 離 表 示され る

3.

PC 静定 部 材 単位材 長 当た り のプレ ス トレ ス力 減 退,   お よ び ク リ

プ変 形 解 析 基 礎式  図

1(a)に示 す

PC

静 定 部 材の材 端

A

か ら

X

の位置

10

X PC 網材 e

A      

           

B

tr

Le

PC 鋼材 Ca ) θ

い 量1

A Be

重 心 軸

B ε t

1

− 一一

一 『   (b) 図

1

At

t  I にある断 面

X − X

を と り

時 間 t= tiにおいて同 図 (

b

) に示す よ う にプレス ト レス カ

Px

が偏心 距離 e= (断 面 重心軸か ら上にと る と きを正 )で導入 さ れ る もの と す る

プレ ス トレ スカ だ け が作用す る もの と す れ ば, 導入後の 時間の過と と も に起こる ク リ

プひずみ (プレ ス トレ ス導入に よ る弾 性ひずみ は除 外 )は 前 報i )に示し た よ うに次式と な る

た だ し,収縮ひずみ に関して は式 (1) お よび (

2

> を使 用す る

       △

Px

+ じ

      Px ・一 ・

D

。 ・(

t一

置1ト

Dc

       ヒAPx

t

t

 

dep

t−

ti

 

 

 

       

D

°

一 .

 

dt

 

 

 

1

[・ 

・側

…・

一 ………・

(・)        AMx

tl      

Mx

e

・lrk  ep(t

ti)

 

κc

       ‡△

Mr .

、   (

t− ti

 

 

 

Kc

−・

dt

  dt

 

 

 嚇

瞬 ・

…一 …・

ω こ こ に

Pr

:導人プレ ス トレ スカ {圧 縮 を 正 )

Mr

 

・Pxex

:導 人 プレ ス トレ ス モ

メ ン ト (断 面 上      縁 応 力が 圧縮とな るときを 正)

A

、 : コ ンク リ

ト断 面積 (部材全 長に わ た り

様)  

Ic

:断 面 重心軸に対す る断 面

L次モ

メ ン ト       〔部 材 全 長にわた り

様 )  Sn :断 面 重心軸にお ける コ ン ク リ

トの 自 由収 縮ひ      ず みの最 終 値

ASn

;断 面上 ド縁にお ける コ ン ク リ

トの 自由収 縮 差       (上縁 収 縮

下 縁 収 縮が正の と き正)の最 終 値  

h

: コ ンク リ

トの断 面 高 さ Ec :コ ンク リ

トの弾 性 係 数

(3)

   

1

)c

;EcAc,

 

Kc

=Eclc

 また, プレ ス トレ ス力 減退 量解析基本 式は次の よ うに な る

 

 

 

P。.

ti+

ム几

望(

d

  

 

7xPxq

t− ti

+(・

r.)D。、U

1

+ ム

     

[P(t)

ep(ti)]

……・

……・

…・

……・

……・

(8 )  こ こに

       ax 十βx

2 axflx       

Dspx

  

「r

 

1

。xBx

 

α・

P

,+P。π       KSP¢

  

KcK

、X  

Dspx=EspAslt

じ, 

Kspm=Esplsn

=  

E

。p :

PC

鋼 材の弾 性 係 数  

Aspm

PC

鋼材の断面積  

1

。g :断 面 重心 に対す る

PC

鋼材 断面

2

次モ

メ ン      ト (

lspm

=Aspme

茎〉  ま た

プレス トレスモ

メ ン ト減 退 量 は      ∠

SMx,

t

_

tl;

L

t

t

 ex

 

一・

 (

9

) か ら計 算さ れ る

4.

PC 静定部材単位材長当たりのプレ ス トレ ス力 減 退   量

APx .

t

t

t お よび プレ ス トレ ス モ

メ ン ト減 退 量  

AII

(c

t

t

の 解析  図

一1

(a)に お け る

PC

静 定部 材の材 端A か らx の位 置に ある断 面

X − X

に お ける プレ ス トレ ス力 減退 量 APx

t

t

は式 (8>を 解いて得 ら れ る が

コ ン ク リ

ト の クリ

プ進 行 則が フロ

ひず みに対す る もの と 遅 れ弾 性に対 するもの とでは異な るので

こ の ま まで は解が得 ら れ な い

 

そこ で

前 報1)同 様

AP

t

t

をフ ロ

ひずみ によ る項 APxf

t

t

と遅れ弾 性ひずみ による項 APxCt

ε

2

つか ら な る ものと し

かつ

      t      

d

ψ(

t− ti

 

 

 

fi

       APx

t

      

d匿

 

 

 

x

t (

AP

..

+AP。d

t

tl)

  ’

匸)

 

 

 

 

d

‘匚)

dt≒

ム馬

置1)

dt

 

 

 

 

1)

d

…一 ・

1

・) と 近似す る と

式 (8}は 岨 ・

・・+△几 …

・+r・

4

几一

  

 

  

 

d

♂+

4

 

d置   d卿 (t

− ti

)      

dt

= ’ rx 

Pz

ψt

ti十ψd(t

− ti

}]

dgd

(t

ti

) ・

4

 

 

 

 

+(1

7x

D

・、xc

ll

+ △

卿 (

t−一

 t

 

 

 

 

・・1

7… s・nc

Sn

 

ASnex

+ q。h

[qd・t・

襯      

…・

…・

…………・

……・

……

11

) とな り

フロ

ひずみ に基づ く減 退 力APxノ

t

t

と 遅 れ 弾 性ひ ずみ に基づ く 減 退 力

APrd .

t

t、とに分 離 解析する こ と が で き る

す な わ ち

フロ

ひずみ に基づ く減退力解析基本 式

 

 

 

AP

・r,・

tL+

ム込.

。 、

 

d

讐評

d

 

 

 

tD1

+ △

     

9r(t

ti)

 

t・

 (

12a

) ・遅弾性づ く減 退 力解 析 基 本 式

 

 

 

AP ・

d

1

t

 + 7。 

l

 APxd

。 、

 

d

ψ

診・)

dt

 

 

 

7

P

t

tD1

4

    

[ePd〔t)

qd(

ti

)]

 

t−…

 

t・

(12b ) と なる。 こ れ ら の各 式を初 期条件

t

= t、で

APx

t

tl

=O

APXd.

t

t、

0の も とに解く

まず

12a

)で あるが解 は次のよ うになる

 

 

 

AP

・ …

Px・

4iSXI1

nhex

       

(ユ

e

「xPAt

tl) )

…・

…・

…・

……

(13)  

式 (12b >はこ の ま まで は解け な い の で 次の 工夫を行 う。 す な わ ち

既に前 報 2〕 よ う    ψd(t)

ψdπ(

1−

e

k

t )

 

一・

 (14)  こ こ に

ePeln:遅 れ弾 性ク リ

プ 係 数 最 終 値          

h

,:実 測 遅れ弾 性ひず み

時 間 曲 線か ら決ま          実験定数 と表すこと がで き る か ら      ¢d(置

ti)

ψdn(ユ

e

h “t

t’〕 )        

ePdneicttL(eliC

t

一.

e

it

t}          

eltltl[¢d(t}

ψ己(ti)]

 

 

 

(15 ) と な り

これ を式 (12b )に代 入 する と

 

 

 

AP

。 。

ti+

△堀

t

t,

td (tt

t・)

dt

 

 

 

t

ti1

ll

+ △

     

e

k’h ψd(t

tl)

 

9・

 

一一・

一・

 (

16

〕 とな る

し た がっ て

式 (16)は初 期 条 件 t= ti APxd

t

‘,

0の もとに解く こと がで き る

解は次の と お りであ る。

 

 

 

AP

・d

t

Px

+ 1

・_

+ △

・1 ・

          

1一

θ

VxmPdit

tO)

 

9・

 

一・

r

(17)

(4)

し たがっ て

プレ ス トレ ス力 減 退 量

APx .

t

t

は次 式で 表さ れ る

     △

Px .

t

 ti 

 

A

 

PXI.

t

tl十

APXd .

t

t

 

 

 

 

 

 

 

Px

ll

4iSl

 

l

・ . nhex

 

 

 

 

 

 

 

 

1

e

一 暢+

P

・+

1

1

k

rx

 

 

 

 

 

 

 

 

つ躑

e

・・ltl

       

(1

e

7

Ptalt

tL) )

………・

…………

(】

8

 

また プレ ス トレス モ

メ ン ト減退 量 AM エ

t

t

は式 (

18

>を式 (9)に代入 し て次の よ うに な る。

   

AMx .

t

tl

AMxt

t t、十

AMrd .

t

t霾

       

APxr

t

tlex 十△

P

Hl θ」じ

 

 

 

 

 

 

 

Mx ・ ’

た ・・ 。

1

。 +

 

 

 

 

 

 

 

 

1

・r・tepAt

tlb)+

Mx +

 

 

 

 

 

 

 

 

K

・pr

Sn

  

ASn

,,。。;

φ誘

e

i・

tl

       

(1

e

γxepalt

ε’1 )

 

99・

 (19)  こ こ に

AMxf .

t

t

,およ び AMXd

tt

は そ れ ぞ れ フ ロ

ク リ

プひずみ およ び遅れ弾 性クリ

プひずみ に よ るプ レス トレスモ

メ ン ト減退 量で次 式で表され る。

 

 

 

AM ・

f

APx ・

t

tle ・

Mx+

III

krx

 

 

 

 

 

 

 

 

K

・pm

Sn

 

ASn

姦と。 +

(1

e

v… d・t

ll )        

 

 (20a ) △M。d

t

t

− APXd .

・、

 em

Mx

+ 1

7x

 

 

 

 

 

D

pm

Sn

  ASn ψ。θ. + ep。

h

     

(1

e

「xPdit

;11 )

 (20 b

5.

軸 方 向ク リ

プひずみお よび 回 転ク リ

プひずみ  図

1(a)の断 面X

X に お け る軸 方 向ク リ

プひず み εx

t

t

, お よ び回 転ク リ

ず み

t

tL は前 項で 求めた △Px

t

tl

お よ び △暁

t

t

を 式 (

6

)お よび (7) に代入 して求め る が

その際

式 (6}お よび (7)に おい て も

AP

t

t

お よ び △1臨 + εL の解 析の場 合と同 様に

それ ぞれ の右 辺の第 3項に式 (

10

)の近 似を適 用 し て 各 式の 右 辺を フ ロ

ク リ

プひ ずみに関 す る項 εx∫

t

tl

  er/

t

tL と 遅 れ 弾 性 ク リ

プひ ずみ ε

Ct

t

t、

erd、

t  t

に関す る項に分 離 し

前 項で求め た △Pxf

L

t

△ 」  。

t

△MXf

t

t

, お よ び

AM

.d

t

t,を それぞれ代

人 し

あわ せて式 (15) も適 用し て εx

t

tt

  e

.、

t

t

計 算 さ れる

途 中の計 算は省 略し結果だ け示す と 次の よ うに

一 12

な る。

 

 

e

・.

tl

[(1

7

P・ ・

h] )+〔1

e

T

Pblt

to )]

 

 

 

 

 

 

+1

 

ll

+ △

      

[(1

e

7「q

lt

t’十 e

lt’t’1

e

「xOdlt

t「b

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

[rp(

t

ψ(

t1

}]

…一

(21)

 

 

e…

・,

1

ヂ筆

[(1

e

7

tl・ }+(・

7

・…

1)]

 

 

 

 

 

 

+ 1

 

α

x(

e

s

π  ASn ep。e。 +

π

      

[(1

e

T

9

Jtt

tl) )十 e

κ

h (1

e

7xPtdit

h

) }]

 

 

 

 

 

 

1

r・・

。&

 

 

 

 

 

 

 

 

睾轟

[・・

O

9t ・)]

一 …

(22) 式 (21) お よび式 〔Z2)に お い て

 

 

 

P。

h

= ・

鶉纛

 

 

 

M

。h

x一 κF

 

i

≡/

lal

) .

Sn

  ASn ep。ex + ψ。h

       

 

一・

 (23)        1

7x         [(

1−

e

7xePAt

tt))     ep。

Kt

− ti

         十〔1

e

palt

L

] )]

tt・

 〔

24

>        1

 7x         [(

1−

e

瀞 胆 り      qsh(t

ti)

       十e

簡εL (1

e

7「qdit

t’/ )]

 

tt…

 (25) と お けば

 

 

 

・x

tL

t・)+ P

芳評

輪・(t

ti)

 

 

 

 

 

 

 

+(1譎 ) 砺

i

 

1

 

 

 

 

 

 

 

[・ω

e・… )]

 

 

 

 

e、,

・・

 t,

・(

t− t1

 

 

 

 

 

 

 

・〔

1一

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

[・・tト 州

……

・… とな る

す な わ ち

式 (

26

) お よび式 (27)の右辺第 1 項は式 (24)で表さ れ るクリ

プ係 数 を もつ無 筋コ ク リ

トに プレ ス ト レス お よ び プレ ス トレ ス モ

メ ン トMx が持 続 載 荷する場合の ク リ

プひずみ, 有辺 第

2

項 は式 (25}で表され る クリ

プ係 数をもつ 無 筋コ ン ク リ

ト に式 (23)で定 義 さ れ る等 価 収 縮 軸 力

P。

h

r

(5)

お よ び等 価 収 縮 曲 げモ

メ ン ト

M

。h

x が持 続 載 荷 する 場 合の ク リ

プひずみ 右辺第

3

項は部材に対する収 縮 ひずみ の補 正 項とみな す こと ができる

し た が っ て

式 (24)は PC 部材の 任意 断におけるプレ ス ト レスに 対する等 価ク リ

プ係数

式 (25)は等 価 収 縮 応力に対 す る等 価クリ

プ係数 とみ な すこ と がで き る

 以 上に述べ

PC

静 定 部 材 任 意 断 面 お け る ク

プ表 示式は不 静 定架構の 解析に利 用する の に は複雑 す ぎる

そ こ で ψメ護

一ti

)お よ び たψαω

ti

に は1に比べて十 分 小さい 値であ ること から

    1

e

7

9At

t

) − 

7

.ePf(t

ti)        

……・

………

(28)     1

e

7xqdit

t

) ≒7xqd(t

ti> の近 似 を式 (

21

)お よ び (22)に適 用し

簡 略化を は か る

す な わ ち

式 (28)の 近 似の もとに 式 (21)お よ び (22 )は次の よ うにな る。

 

  

e…

1−

7x)

(t

t・)

 

 

 

 

 

 

+(1

幹離

      

[ψ(

t

ψ(ti}]

 

(29)

 

 

 

e

・・

t

tl− (1

t

ti

 

 

 

 

 

 

+(ユ

ー7x

1  

1 

ASn

  盈   Sn α

ep。

h

 

1一

βxq 。e

      

[ψ(

t

p(

ti

)]

…・

…・

………・

……・

(30 ) さ ら に

等 価 収 縮 軸力

P。

h

x

等 価 収 縮 曲げモ

メ ン ト Msh

x を,

 

 

 

P

h

・−

Dc

  ユ 

Sn

  ax   ASex l

− fl

, P。 1

αx  ep

 

 

 

M

h

Kc

  l  AS 。  盈   

Sn

ax ep 。h l

& q。e.

       

………・

t・

……・

……

(3ユ) フ レ ス トレ スお よび等 価 収縮応力に対する等 価ク リ

プ 係数 ep。r(t

ti〕

 ep

h(

t−

t,)を    ψρr(t

ti)

(1

7.〉ψ(

t− ti

tt・

 (32)     ePSh(t

ti)

(1 

 7xep

t

ti          

ψs 見(t)

ePsh〔ti)

一・

 

t−・

 〔33> と お けば

式 (29)お よ び (30 )はそれぞ れ

 

 

 

Ex

[伽 ω

・・。h(tl)]      

”1’

 

”鹽

”鹽

 

一一・

〔34)

e

t

tl

t・)+

M

[帽 彦ト rp

h剛        

”鹽

 

一・

 

一・

 

 (35) と なり

式 (32)お よび 〔33)の 等 価ク リ

プ係数 を用 いて PC 部 材を無 筋コ ン ク リ

トと同 様に み な して 取 扱うこ と がで きる

 な お

式 〔32>お よ び 〔33)は式 (

24

)お よ び (25) の等 価ク リ

プ係 数に式 (

28

)の近似を適 用し て得ら れ る

 

また, 式 (

32

)お よ び 〔

33

)におい てプレス トレ ス導 入材 令 を ti= Oと す れ

   

ψpr(

t

)=

1−

7xψt

ψsht

 

tt・

 一

36

と なり, 基本的に はプレス トレ スおよび等 価 収 縮 応 力 度 の両 者に対し て式 (36 )で表さ れ る等 価ク リ

プ係 数を 適用す れ ばよい こ と になる  た だ し

適 用にあたっ て

任意 材 令 tiからプレス ト レスが導 入 される場 合には

軸力また はげモ

メ ン ト の 持 続 作 用す る ク リ

プ係 数と して ば ψρ

t− tt

> を

収 縮に 対 し て は ク リ

プ 係 数の 差

すな わ ち

qρr(t)

ψ

ρ

ti

)(

 ep

h(t)

ePSh(ti))を用い る

こ の こと は 無筋コ ン ク リ

トに

定持続 応 力 を tiか ら載 荷す る 場 合の ク リ

プお よ び収 縮ひずみのいと全く同 様であ る

 な お

フ レ ス トレ スカおよ びフレ ス トレス モ

メ ン ト 減退 量計 算 式 (18}およ び (

19

)に式 (

28

)を適 用 すれ ば 次式を得る。     

APx .

t

tt≒

7x

 Px OP(t

− ti

 

 

 

 

 

+(1

肱 ∬

4i

Zli

he

       

[ep(

t

ψ(ti)]

……

 

一・

………・

37

) ム臨

t

tl≒ 7xMxψ(オ

t1) +〔1

Ol

K

・nr

Sn

 ASn ψ石 +

6

lil

h

ψt)

Pt1

 

rP冒

 7・

 

38

6.

部材全 長に対 する ク リ

プ変 形 式

 

2(aに お い て材 端か らコcの位置での 単 位 長さあ た りの軸 方 向 変 形を ε

、,

t

, 回転ク リ

プ変 形 を佐

t

t

と す れ ば全 材 長に対す る軸 方向ク リ

プ 変 形 δ、

t

お よ び材 端A に対す る B端の相対 回転ク リ

プ変 形 it tl (反 e

の正の方 向 xenypC 鋼 材 A

_

_

IB

(a )静定部 材

廿

一’

一一

『 『

B    δ

1        (b) 舳 方向 ク リ

変 形 lt

tl

i^

・ 广 IB

t

A

     

i,

tlB      i^

L

、L

    

(C)回転ク リ

        図

2

一.13 一

(6)

時計回りの回転を正) (図

2(b)

(c)参 照 〉

報1 )で 述べ た よ うに材 長に わ た り

それ ぞ れ積 分す るこ とに よっ て求め ら れ る

し か し

これ は煩 雑な ので

近似 計       L 算と し て部 材 全 長に対す る平 均 軸 方 向変形 εa

t

tl

お よ び平 均 回 転ク リ

プ変 形 e。

t1を用い た計算式 を求め る もの と す る

計 算 式の誘 導 方 法は前

va1

と ま っ た く同 様に して行う

こ こ で は誘 導 過 程は省略し, 求め た結 果の みを

下 記に示 す

部 材 全 長に対する軸 方向ク リ

プ変 形

 

 

 

Et

1

ti)+

・(t

tl)

 

 

 

 

 

 

+(1

τ

 

 

 

 

 

 

 

[・ω

・ω ]

(39)

部材全 長に対す る回 転ク リ

プ変 形

 

 

 

伽 帳 研

・(t

ti)

 

 

 

 

 

 

+(1

1

 

 

 

 

 

 

ll

[・…

・… )]

一 ・

・… こ こ に

  

 

・。

}∬

肋 , M

 

 

 

‘ 磁

一 刀

a       α a+βα

一2aa

βa

       

Kspa

   

βα

+ κερ α

 

7a=.−

1

α αβα

  

 

o_

D

_

d

・c

d

E

記 脚

  

 

}∬

κ。 毋

d

・・

一E

・pJ・pa

 

 

 

P

。・a

− D

+ △

α

 

 

 

M

ha

Kc 。。

Sn

 ASn ψ

e

+ ep

h

      1

ゐ                [(1

e

7aPft

h〕 )      ePpr(

t−

ti)

;.

      十(1

e

Ta9

alt

tL/ ]       1

−一

 7a                 [(1

e

Va

 

P」 t

t

] )      ψ

h(t

t1)

            十(1

e

Vae

dit

t

1 )]        

 

 

rr−一・

 (41>

 

ま た

実用 近似 式は式 〔34)お よ び

C35

)と 同 形で

 

 

 

・t

t・

lll

       

7卩

 

7F鹽

 

7

(42)

14

i

伽 (t

− t

・)+

 

卿 二ti)

一・

 

 (43 と表さ れ る。  こ こに

 

 

 

P

。h。−

D

  l 

Sn

  α

△s

ea

1一

β。 ePn  1

α。  ep

h

 

 

 

M

ha

Kc

  l  ASn   βa  

Sn

1

αα ¢n〜t  l

βα 9)nea

    epρ

K

 

t− ti

{1

為)¢(置

ti)     甲s 九(t

ti)

(1

扮[ψ(t)

ep(ti)]

 (44

 

また 均フ レ ス トレ スカ

お よ び平均プレ ス トレス モ

メ ン ト減 退 量 計 算 式は下 式で表さ れ る

    △P

、、≒7。P。ψ(t

ti)

 

 

 

 

 

 

 

+(1

− 7a

)P

+ △

α

         

[ψ(

t

9P(ti)]

 :

 (45 )     

AMa .

t

 

tL≒7aMaep(

t− t

1

 

 

 

 

 

 

 

 

+〔1

弧 但

Sn  ASn ep

e

弼万

          

[ψ(

t

ψ(

ti

)]

 

7−・

 (46}

7.

数 値解析による比 較

 

CU1

) で述べ 例 題

〔図

3参 照 )につ い て

本 論文 の クリ

プ 変形式 を適用 し そ の比 較を行う

 導入プレス

トレ ス :

P =

2×90

180t

 

弾 性 係 数 :コ ン クリ

E 。=2.

7

×]

05kg

/cmZ   PC 鋼 材 ;

Es

ρ

20

 O×105 kg/cm2

 PC

鋼 材の断面積 :

A。p

13

9Cm2 偏心麟 ・・。

一一

・・

i

)・m (

F・

M

1

・e・正)  コ ン クリ

トの クリ

プ係 数:  q(t)

φノ(t)十 ψd(t)     

=2●

6

(1

e

P

13St)十 〇

4(1

e

o

3Et)

 

似孟

tD; epr(t

ti)十Pd(

t− ti

     =

2

6(e

o

11St

e

o

13St)十 〇

4(1

e

e

35[t

L

 

9)

t− ti

ψ(t〕

ψ∫(

ti

}= 2

6(e

o

13Sh

e

o

ISSt }

 

ψ証(

t− ti

0

4(1

e

lss〔t

t

} )

 

ψ(t)

P(t])

ep1{t

t1)十ψ己(t)

ePd(ti)

君 …   7 x 乂 ex

50 〔 重 ) (L

‘ )

゜一

「 A PC隅 材 5

1Σ2 φ

2r

z5

x 置 2 ’

τ5D 巴 A M

2t5

重500 呟詛 【

1己

3より侮

用 B 図

3

(7)

         

2

6(e

o

13Stl

e

o

L3Bt)             十 〇

4(e

o

35 翫

e

o

35つ  屮甥

3

0,  ¢p/n= 2

6  収 縮ひずみの終 値 :

S

=3.75

×

10

一  上 下 縁 収 縮 差 ;

AS

η

≡O

と し て計算に必要な数値を求めると  

Ac=

75×40

3000 cmZ  

As

ρa

Assuc

ASP

13

9cmZ  

Ic

1.

41×106 cm ‘  

Dc=EcAc=8.

1Xloskg

 

K

E。lc

3

81×101 ’

kg・

cm2   式 (41)より  

P

α

=180

×

103kg.

  Ma

=−

1500×103 

kg・

cm  eat8

33 CIn  

Ds

ρa

O

28×loskg

 

KSpa

O

463×10S 

kg

cm2  aa

0

03341 βα

0

00012, 7a

=O.03353

 こ こで プレ ス トレ ス を t,

3 (3週 )よ り導人 し た と きの t→ D。 場合つ い て

計算す る

精 算式  区 分 求 積求 め ・・

ε一 1・x

ll

[(1

e

・・… )

        

 

  

O

03341

i

βr)     0

03341+0

93318βx 1

βx

 

 

 

×3

75

×e

・:・…

一 ・ ・ )

・・c    

1

0080cm i・

ti

x

 e… 緯

 

 

2

°

1

欝嬬

[(1

1

T2T・ )

 

 

 

・・1

e

一 ・]・

i

lxfrl

。、

舞磐

 

 

 

×

WW

5

。 Xx’ , ° . ‘ [(1

一 〉     十 e

D36x3 (1

e

o

4  7

十(1

7r)                 1

D

03341B.     

P

   幽

 

一.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X3

土×(・

   

十〈1

e

o 衡 )]十              7x  O

03341十 〇

93318  3

75×10

,           [(1

e

1

TZ7x ) ×

3

6

+ e

D

36

×

3(1

θ

働 ]+(1

−一

 7x>   

0.

03341

1−

Bx

)  

fix

X

似解 式 (41) より

8・

82

1一

瀬臨

8・

831

PSha

= 10

090 X IO4 

kg

Msha=1.

9784

×

104

 

kg ・

cm ψρ7(

t− ti

1

9988 ψs 九(t

ti); 1

7453 式 (

39

(40) より

 

 

 

・1

tL

WW

1

× Xi , °

i

・1

9・88+

1

鼎 よ

゜ 4 ×

L

・453        3

75×10

4          0

00012 十28

831×

     

0

99988×

 

5

:0

e

一 + … e

1・… ]

×15・・    

0

9936cm

i

 ,, 

 

 

k

’ 、

1

13X

998・+

鴇灘

‘       〉く1

7453十28

831

 

 

 

×

0

OOO12

×

3.

75×

10

d  O

99988>〈8

33×3

・e

°

d

… 11

・63・1・

・ ・ad

4×e

一 + ・

・・e

e13s・3

・ ・5・・        

=− 11.683

×

10

3rad ・実 用 近 似 解 式 (31 )よ り  

Psha=

10

126×lon 

kg

Msha

=−

O

0686×1びkg

cm 式 (32), (33 )よ り ¢pr(t

ti)

2

0476 ψ3h(t

ti)

1

7923 式 〔42) 〔43)よ り       180×IO3 ・t

ta≒

lll

・・D476

゜ ’ ・ … 923

     ×

1500=

0186cm

i

ll

’ − 6

1

   

Xl

792

・15・・一

1

・・7×1

rad これ らのと前 報の値の比較を表

1に示す

 算 A)   (0

998) 6   (0

982) 3 上段 前 報 計 算 値 F段 本 論 文 式 値 ( ) 内 本 論 文 式 / 前 報 式 表

1 プレス トレスによる ク リ

プひずみ の各 計 算 式に ょ る比 較

  .

解 近   似   解     (B) 実用 近 似 解     (C)

A

A 1

Ol25 1

0431 1

OD211

0324 98) (0

98D (0

977> 0

9936 置

0186 0

9B571

0105

12

094

12

ID5 1

D7351

0744 82) (0

966) (0

999)

11

683

12

D97 1

05601

0934

(8)

 以上の結果か ら, 前報 1] おい て乾 燥 収 縮ひずみ がフ ロ

ひずみ に相 似に進 行すると仮 定した場 合と本論 文で 述べ た全ク リ

プひずみ

す な わち

フロ

ひずみ と 遅 れ弾 性ひずみ の

か ら な る ク リ

プひずみ に相似に進行 する と仮 定し た場 合とでは精算解に おいて

約 2%の 差 異で本 論 文 式の が小さ くでた が, い ずれ の計 算式で も大 差は ない といえ る。 ま た精算式に対してい ずれ の近 似 式 も軸変形で約

2

回転変 形で は

近 似 式で5

6%

実 用 近 似 式で 9%の 差異であ り

実用 近似 式で も十 分 であろう。

8.

結   筆 者ら は前 報i )に おい て

の ク リ

フひ ずみ が遅れ弾 性ひずみ とフロ

ひずみ か ら成 り

そ れ ぞ れ が異なる進 行 則 を持つ こと を考 慮 して PC 静 定 部 材 の ク リ

プ変 形 量の計 算 式を誘 導し た“ そ

の 場合の乾 燥 収 縮ひみ は フロ

ひずみ に相似に進行す る と仮 定して 計 算 式 を 導し た。し か し本 報では は じめに述べ た よ うに, 論 理の整 合 性の観 点 から

ク リマ プ係 数が 遅 れ弾性ク リ

プひずみ お よびフロ

クリ

プひずみの和か ら な る と す る全クリ

プ係 数に相 似に進 行 する と仮 定し

静定 部 材の 自由ク リ

プ変 形 (軸 方 向ク リ

プひずみ お よ び 材 端回転ク リ

プひずみ)の計算式 お よ び等価ク リ

プ 係 数 を導い た

そ し て

前 報T) の 解 析 例適 用

数値 計 算に よる両 者の比 較を行っ た が ほ ぼ同

の計算結果 を あた え る

よっ て本 論 文で述べ ク リ

み によ る クリ

プ解 析 式の

乾 燥 収 縮が ク リ

プひずみ に 相似に進 行す る と い う論 理の整 合 性に適し た計 算 式と い え る

参 考 文献 1) 六車   煕

渡辺誠

一一

:遅れ弾 性ひず み お よ びフロ

ひず    み表 示 式を用いたPC 部材のクリ

プ 変 形 とクリ

プ 係    数

日本建 築 学 会 構 造 系 論 文 報 告 集

第408号2 月

   pp

31

41

 1990 2 渡 辺 誠

一,

六車 煕 : コ ク リ

トの ク リ

プひずみ に    関す る

考 察

遅 れ弾 性及び回復クリ

プσ)PC 静 定 部   材の ク リ

プ 解 析に及 ぼ す影 響

日本 建 築 学 会 構 造系論    文 報告 集

第402号8月

pp

71

78

1989 3) 坂 静 雄

六車 熈:プレ ス ト レ ス トコ ン ク リ

ト材の    緊張 力 減 退に関す る研 究 〔1),日本 建 築 学 会 論 文報 告 集

   第62号

pp

11

】9, 昭 和34年6月 の 坂 静 雄

六車 煕 :プレ ス トレ ス ト

コ ンク リ

卜材の    緊 張 力 減退に関す る 研 究 〔2)

日本 建築 学 会 論 文 報 告 集

   第64号

pp

37

42

昭和35年2月 5} 六車 煕 :PC 部 材の ク リ

プ 変 形の近似 解 法

日本建   築 学 会 論 文 報 告 集

第69与

pp

573

576

昭和36 年    10月 6) 六 車 煕 :ブレ ス トレ ス トコ ンク リ

ト不静 定架 構のク    リ

プ応 力 解 析 (

1〕

プレ ス トレス トコ クリ

   Vol 7

 No

5

 pp

72

80

 0ct

 1965 7} 日本建築学 会 :プレ ス トレ ス トコ ン ク リ

ト設 計 施工規     準 

同解 説

 1987

8) CEB

FIP :Model  cQde  for Concrete St

luctures

1978

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百島 祐 信訳

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リッ シュ

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ユ ン クビル ト著 :コ ンク

   リ

ト構 造の ク リ

プと乾燥収縮

鹿島出版 会

1976

(1990年7月 10

臼原 稿 受 理

1990年 IO月1日採 用 決 定

1

参照

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