種別(Category) 修士論文  
Master thesis
タイトル(Title) 外部にせん断補強筋を有するRC部材のせん断抵抗機構に関する研究
Shear Resisting Mechanism of RC Member with Exterior Shear Reinforcements
著者(Author) 丸山誉史(日本)
MARUYAMA Takafumi(Japan)
主査(Supervisor) 安雪暉助教授
A. Prof. An Xuehui
キーワード(Keyword)  
 
掲載誌(Events Venue) 東京大学修士論文
Master thesis of the Univ. of Tokyo
発表年・月(Published Year, Month) 2002.3
論文入手先(Name of Publication) 東京大学図書館
Library of the Univ. of Tokyo
要旨(Abstract) 鉄筋コンクリート構造物の設計体系が使用規定型から性能照査型へと移行しつつある中,耐震補強の分野においても,性能照査型設計法が組み込まれつつある.しかしながら,この分野では,既設構造物の外側から後施工が行われるところ大きな特徴があり,これにより性能照査に関わる技術的課題の多くが派生するといっても過言ではない.さらに,耐震補強に用いられる材料はその選択肢が多様である一方で,補強目的に応じた形で材料に要求される力学特性が明確になっていないというのも事実である.こういった状況の中で,部材が保有する力学性能を現実に近い形で評価する必要があると考えられる.したがって,近年,津吉らによって開発されたRB工法で施工を行った柱部材が,同量のせん断補強量で,通常配筋された柱部材に比して変形性能を確実に向上させているという実験的事実に端を発し,外部にせん断補強筋を有するRC梁のせん断挙動に着目して,曲げ破壊先行型の梁とせん断破壊先行型の梁を作製し,現象の把握,せん断抵抗機構の解明を目指した.また有限要素解析手法を適用してせん断挙動に対する検討を試みた.  曲げ破壊先行型梁の反転繰り返し実験において,斜めひび割れ発生以降,外部補強供試体の剛性の低下が見られた.せん断補強筋が部材内部にある場合,斜めひび割れの導入に伴い,せん断補強筋が局所的に降伏したあとすぐにひずみ硬化へと移行することによるせん断力の保持能力と,外部補強の場合は定着材で拘束を受けていない部分の変形量の増大によるものと考えられる.また,外部補強供試体においてせん断補強筋の降伏が一切見られなかった.これは除荷時の変位の戻り量が外部補強供試体で大きい結果につながる.  せん断破壊先行型梁の載荷実験においても,外部補強供試体のせん断補強筋の降伏は見られず,また斜めひび割れが脆性的に導入されるが終局時の斜めひび割れ幅が小さいこと,主鉄筋が降伏していないにも関わらず,せん断破壊を引き起こさず,ウェブコンクリートの圧縮破壊が生じたこと,また曲げ破壊に見られるような塑性棚を形成して,じん性能を向上させる硬化があることを結果として得た.一方内部にせん断補強筋がある梁は斜めひび割れが分散して導入され,せん断補強筋が局所的に降伏することにより,終局時の斜めひび割れ幅は大きくなった.レファレンス供試体として,せん断補強筋の付着性状に注目した,丸鋼スターラップを用いたせん断破壊先行梁の実験もあわせて行ったが,付着効果がせん断耐力と斜めひび割れの分散性に影響があることがわかった.数値解析による検討において,部材内部にせん断補強筋を有する梁の解析に関しては精度よく追跡できたが,外部補強供試体は剛性を高めに見積もる傾向がある.外部補強筋の定着材として用いた鉄板によるものと考えられるが,現段階では追跡が不可能な結果に至った.  外部にせん断補強筋を有する梁は,平均的に部材断面を拘束することにより,降伏もなく,じん性も確保できることから,より細かい精度で数値性能評価が行えれば,新設構造物としての施工も難しくはないと考えられる. 従来のRC部材においては,コンクリートとせん断補強筋の一体化を保つため,異形鉄筋をRC部材内部へ配置し,その結果せん断補強筋とコンクリートが付着により一体化することが可能となった.しかしながらこの設計では,繰り返し荷重作用下においてせん断補強筋の降伏以降,Vcの劣化が著しく,せん断伝達によるせん断抵抗が弱くなるといった結果が得られた.一方,せん断補強筋を外部に配置するRC部材においては,せん断補強筋とその定着材で部材断面を拘束できる効果,せん断補強筋が降伏しないことにより,せん断伝達のパフォーマンスを高める安定した斜めひび割れを生成することが可能となった.しかしながら,コンクリートとせん断補強筋の定着部において,一体化が崩れることによって変形性能が向上するといった正の効果と,せん断補強筋の能力以下で,すなわち降伏する以前で部材がせん断耐力のピークを迎えるといった負の効果も持ち合わせていることが挙げられる. これらのことを踏まえて,耐震設計においてだけではなく,新設構造物への対応としては,部材,あるいは構造物の要求性能を十分満たすように,極限状態までコンクリートとせん断補強筋の一体化を保つような技術を確立することが必要になってくると考えられる.