種別(Category) 修士論文  
Master thesis
タイトル(Title) RC隅角部周りの設計合理化のためのせん断耐力に関する研究
Evaluation of Shear Capacity of Corner Part of RC Structure for Rational Design
著者(Author) 三輪康宏(日本)
MIWA Yasuhiro(Japan)
主査(Supervisor) 前川宏一教授
Prof. Maekawa Koichi
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) 2003.3
論文入手先(Name of Publication) 東京大学図書館
Library of the Univ. of Tokyo
要旨(Abstract) RC隅角部は支持載荷境界が単純ではなく,応力状態も複雑である.特にせん断抵抗メカニズムが単純梁ほどは明確でないため,確実に安全側の評価を与える棒部材式を準用して構造設計されている.しかし,多くの構造物隅角部ではせん断スパン比が小さいため,細長い梁に比較して高いせん断耐力が期待できる.その有利な特質を考慮できる土木学会ディープビーム式が適用できるようになれば,トンネル構造物等において過剰な安全率を排除した,より合理的な設計が期待されるのである.そのためにはディープビームのせん断耐力に大きな影響を与える支持/載荷の多様な境界条件に対して,ディープビーム式の適用性を明確にしなければならない.本研究では,載荷点数の異なる条件の梁,ならびに支点及び載荷点に横梁を設け支持載荷条件を変化させた梁ディープビームのせん断耐力に関して,実験及び解析による検討を行った.さらに,RC隅角部の非線形挙動に関する非線形解析を行い,ディープビーム式の適用性について多角的な考察を行った. せん断スパンと諸元を同じくしたディープビームの1点載荷と2点載荷のケースについて,せん断耐力を検討した.その結果,1点載荷に比べ,2点載荷では耐力が20%程度大きいことが実験,ならびに2次元解析によって明らかになった.またその要因が応力分布の違いであることが解析を通じて分かった.このように載荷点における境界条件のわずかな違いによって,ディープビームのせん断耐力に大きな影響を与えることが改めて確認された. 次に横梁を施したディープビームについて,パラメータを系統的に変化させた3次元非線形解析を実施し,支持および載荷条件が立体的に変化させると,せん断耐力が相当に変化することが示された.横梁を施し間接的な載荷支持を行った梁は,いずれも圧縮ストラットが明確に形成される直接支持載荷条件のディープビームに比べ,耐力が大幅に低下し,土木学会ディープビーム式の適用範囲は,直接支持載荷条件に限られることが示された.また,横梁の有無,横梁長さ,横梁上の載荷点位置の条件によって本梁部のせん断耐力値に大きな影響を与えることが分かった.しかし横梁部で曲げ破壊したものを除くと,いずれのせん断耐力においても,斜めひび割れ発生荷重を与える二羽式の算定値よりも幾分,大きい値となった(1割程度).検証実験としての1支持点と載荷点に横梁を施した梁の載荷実験では,間接支持側の斜めひび割れが横梁のある支持点及び載荷点を貫通して破壊に至り,その耐力は横梁のない同せん断スパン比の梁耐力の5割程度となることも分かった.解析では斜めひび割れ発生荷重までは良好に実験を再現できているが,せん断ひび割れ発生後の部材剛性が解析では大きく評価され,耐力についても解析値は15%程度,大きくなった.これは2次元せん断力を受ける梁では見られない特徴である. 地下構造物を想定した,RC構造の隅角部解析では,ディープビームの効果が十分に発揮され,現行の評価式による値に比べせん断耐力が向上することが実験ならびに解析の両面から示された.また軸力,ハンチ等の影響でせん断耐力が大きく変化することが分かった. これらにより,ディープビームにおいては支持/載荷条件がせん断耐力に大きな影響を与え,その値はa/dの効果を簡単に無視した土木学会式とディープビームに関する二羽式の予測値の範囲で変化し,その耐力算定には非線形数値解析による方法が適切であることが分かった.また,隅角部においてもディープビーム特有のストラット効果が発揮され,耐力が向上すること,ならびにせん断耐力と変形性能に関して,最新の非線形数値解析が適用できることが分かった.