Clarification of shear resistant mechanism and upgrading of numerical analyses of RC shear wall by using cutting-edge measuring systems

利用尖端测量系统阐明钢筋混凝土剪力墙的抗剪机理并升级数值分析

基本信息

批准号：
21H01476
负责人：
西山峰広
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

地震時，鉄筋コンクリート造建物内の耐震壁部材には面内方向荷重と面外方向荷重，さらには変動軸力が複合的に作用する。一方，耐震壁の破壊モードとしては，設計上考慮される曲げ破壊およびせん断破壊に加え，壁脚部で発生する変形に壁全体の変形の大部分が集中する脚部すべり破壊が挙げられる。脚部すべり破壊は実際の地震被害や建物試験体に対する振動台実験においても発生が確認されており，実地震時に想定される三方向の加力条件が及ぼす破壊モードへの影響について検討が必要である。耐震壁部材に対する水平二方向加力実験に関して，曲げ破壊型やせん断破壊型のものは過去に行われているが，脚部すべり破壊型のものに関しては，井戸硲らの実験に限られる。井戸硲らの実験では軸力を一定軸力としており，変動軸力が作用した際の挙動については不明である。本研究では，過去の実験において脚部すべり破壊となった試験体と同様の試験体を作製し，変動軸力を含む三方向加力実験を行い，軸力条件と面外方向変形量が脚部すべり挙動に及ぼす影響について検討した。曲げ変形，せん断変形，脚部すべり変形の3つの変形成分への変形分離にはOptiTrack社のMotiveによるモーションキャプチャを用いた。カメラにはPrime X41を4台，マーカーには12.7mmの球形のものを用いた。実験結果をもとに，モーションキャプチャを用いた変形分離を行い，各試験体の最終破壊性状を推定した。また，井戸硲らの手法に基づいて算出した脚部すべり耐力を含め，各試験体の耐力評価を行った。その結果，軸力変動の有無による最大耐力の差は見られなかった。一方，面外変形量が小さい方が最大耐力は大きくなった。また，井戸硲らの手法による脚部すべり耐力計算では，変動軸力が作用する試験体の破壊性状を適切に評価できなかった。すべり耐力算定に使用する摩擦係数を改善する必要があり，今後より詳細な検討が必要である。

地震期间，面内荷载、面外荷载和脉动轴力以复杂的方式作用在钢筋混凝土建筑物的剪力墙构件上。另一方面，剪力墙的破坏模式包括设计中考虑的弯曲破坏和剪切破坏，以及腿滑破坏，其中整个墙体的变形大部分集中在发生的变形中。在墙腿处。腿滑动破坏的发生已在实际地震破坏和建筑试件振动台实验中得到证实，有必要研究实际地震过程中假设的三向荷载条件对破坏模式的影响。对于剪力墙构件的水平双向加载试验，过去曾进行过弯曲破坏型和剪切破坏型，但腿滑破坏型仅限于Idoro等人的实验。在 Idoro 等人的实验中，轴向力被设置为恒定轴向力，并且施加可变轴向力时的行为是未知的。在本研究中，我们准备了与过去实验中发生腿部滑动破坏的样本类似的测试样本，并进行了包括可变轴向力的三向加载实验，研究了其对部分滑移行为的影响。使用 OptiTrack 的 Motive 进行运动捕捉，将变形分为三个变形分量：弯曲变形、剪切变形和腿部滑动变形。我们使用了四个 Prime X41 相机和 12.7mm 球形标记。根据实验结果，利用运动捕捉进行变形分离，并估计每个试件的最终断裂性能。我们还评估了每个测试样本的强度，包括根据 Idoro 等人的方法计算的腿部滑动强度。结果，在有或没有轴向力变化的情况下，没有观察到最大屈服强度的差异。另一方面，面外变形量越小，最大屈服强度越大。此外，使用 Idoro 等人的方法进行的腿滑移阻力计算不能充分评估试样在可变轴向力作用下的断裂行为。有必要改进用于计算滑动强度的摩擦系数，未来还需要更详细的研究。