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大阪公立大学大学院 生活科学研究科 居住環境学講座 【居住空間構造学分野】 <時間依存性構造学>  渡部嗣道 研究室(わたなべ つぐみち)モバイル

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RC造の解析4:柱材の耐震性能に関する長期劣化解析

解析4-1 ▶ 長期軸力を受ける柱の曲げ性状 ◀

【概要】
 鉄筋コンクリート構造物は,長期高軸力下におけるクリープや乾燥収縮などによって,柱などの鉛直部材は長期的なひずみが生じる。本研究では,これら長期的な変形が構造部材の構造性能に与える影響を評価するために,非線形の3次元FEM解析ソフトを用いて,逐次積分法による乾燥収縮と軸力が作用する場合の長期的な性状を解析するとともに,柱の曲げせん断性状を評価するためのPushover解析を行った。
【結果】
 本研究では,柱の圧縮強度の1/3の高軸力と400μの乾燥収縮ひずみを作用させ,コンクリートの乾燥収縮ひずみやクリープ変形が生じたときの鉄筋コンクリート柱の曲げせん断性能について,FEMによる解析的な研究を行った。その結果,以下の知見を得た。
1)高軸力と乾燥収縮が同時に作用する場合の柱の長期的な性状について,コンクリート の圧縮応力はクリープによって,徐々に鉄筋にその応力が移行し,減少する結果となった。同時に,鉄筋の圧縮応力は徐々に増大し,圧縮の降伏点に近づき,長期許容応力度を超えてしまう結果が得られた。
2)乾燥収縮やクリープの影響によって,材端モーメントの最大値ならびに最大値前後の曲げ剛性は低下した。ただし,最終的にはその影響はなく同一の履歴をたどった。しかし,いずれのモデルについても最大値近くの変形性状はその影響を大きく受け,クリープおよび乾燥収縮によって大きな変形を生じた。
3)曲げせん断を受けた時の柱の圧縮縁の鉄筋応力は,加力初期に圧縮降伏する恐れがあり,小室らによる既往の研究と同様な結果となった。
4)以上の効果は,本解析条件内については,乾燥収縮よりクリープによる影響の方が大きい傾向がみられた。

【発表論文】
日本コンクリート工学会2020年度年次論文報告集
・乾燥収縮とクリープを受ける柱の曲げ性状に関する解析的研究
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解析モデル
長期軸力作用時解析
長期解析後・短期解析
部材角ー曲げモーメント関係

解析4-2 ▶ 長期軸力とM-Nインタラクション ◀

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