Development of Damage-Controlled RC Beams with Super-Elastic Alloy in the Yield Hinge Region and Application to Mid-Rise Multi-Unit Apartment Buildings

屈服铰链区超弹性合金损伤控制RC梁的研制及其在中层多单元公寓楼中的应用

基本信息

批准号：
22K04414
负责人：
鈴木裕介
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04414/
关键词：
超弾性合金損傷制御降伏ヒンジ領域中層RC造

项目摘要

本研究は、中層RC建物を対象として、地震被害を最小限にとどめ迅速に回復できる継続利用性のある損傷制御型の梁部材開発を目的としている。特に、地震荷重時に降伏ヒンジ領域となる梁端部下端に超弾性合金を配筋し同領域に損傷誘導のためのスリットを設けたRC梁部材を開発しその設計法を提案する。想定している実験変数は、超弾性合金の種類・導入量・配筋方法、部材のスラブ筋量及び強度、スリット幅及び深さ、せん断補強筋量及び強度、シアスパン比などである。2022年度は、超弾性合金の導入量や配筋方法、スリット深さを変数とした静的載荷実験を通して、構造性能及び損傷性状について従来梁部材との比較検討を行った。その結果、提案部材の破壊モードとして指向通りの性状が観察された。具体的には、梁端下端（超弾性合金を配筋しスリットを設けた側）が圧縮となる加力方向では上端筋降伏に対して下端コンクリートの圧壊が先行した。また、せん断ひび割れによる損傷が顕著となる通常のRC梁に対し、提案部材は曲げ破壊が支配的となることが確認できた。梁端上端が圧縮となる加力方向では上端コンクリートの圧壊に対し下端筋降伏が先行していることが確認できた。また、大変形領域にわたって超弾性合金が配筋されたスリット部のひび割れが拡幅することによって全体変形が進展した。しかしながら、提案部材のせん断耐力やエネルギー吸収量の評価については、課題が残った。

本研究的目的是为中层钢筋混凝土建筑开发可连续使用、最大限度减少地震破坏并快速恢复的损伤控制梁构件。特别是，我们开发了一种RC梁构件，其中在梁端的下端处增强了超弹性合金，该端部成为地震荷载时的屈服铰链区域，并在该区域设置狭缝以诱发损坏，并且我们提出了一种设计方法。假设的实验变量包括超弹合金的类型、引入量、配筋方式、构件板筋的数量和强度、缝隙宽度和深度、抗剪钢筋的数量和强度、剪跨比率。 2022财年，我们以超弹性合金的引入量、钢筋布置方法和缝隙深度等变量进行了静载实验，以与传统梁构件进行结构性能和损伤特性的比较。结果，观察到所提出的构件的断裂模式与方向一致。具体而言，在梁端的下端（设有超弹性合金加强件和狭缝的一侧）被压缩的施加方向上，下端混凝土的倒塌先于上端加强件的屈服。此外，与普通钢筋混凝土梁相比，由于剪切裂纹造成的损坏很明显，弯曲破坏在拟议构件中占主导地位。已证实，在梁上端受压的施加方向上，下端钢筋的屈服先于上端混凝土的压碎。另外，超弹性合金强化的狭缝部分的裂纹向大变形区域扩展，整体变形进展。然而，关于拟议构件的抗剪强度和能量吸收的评估仍然存在问题。