氏名　アビレス　ニバルト　ベルナルド
学位の種類　博士（工学）
学位記番号　博甲第53号
学位授与の日付　平成4年3月25日
学位論文題目　INFLUENCE OF STRAIN LOCALIZATION ON DUCTILTY EVALUATION OF RC MEMBERS（RC部材の靱性評価に及ぼすひずみの局所化の影響）
論文審査委員
　主査　助教授　丸山　久一
　副査　教授　清水　敬二
　副査　教授　小川　正二
　副査　教授　鳥居　邦夫
　副査　助教授　杉本　光隆

• 論文目次
• 論文要旨

［平成3（1991）年度博士論文題名一覧］ ［博士論文題名一覧］に戻る．

TABLE OFCONTENTS
Abstract
Acknowledgement
CHAPTER 1 INTRODUCTION
1.1　Background　p.1
1.2　Concrete Confinement and Ductility evaluation of RC members　p.3
1.3　Objectives　p.7
1.4　Contents of this thesis　p.8
Capter 2 BEHAVIOR OF RC COLUMNS BY STEEL PLATE WRAPPING
2.1　Background　p.12
2.2　Test Program
2.2.1　Materials　p.13
2.2.2　Test Specimens　p.14
2.3　Test Results and Discussion
2.3.1　Crack Patterns　p.27
2.3.2　Load-Deflection Reletionships　p.30
2.3.3　Ductility Evaluation　p.35
2.4　Evaluation of strengthening effects　p.39
CHAPTER 3 BEHAVIOR OF CONFINED CONCRETE
3.1　Background　p.43
3.2　Test Program
3.2.1　Materials　p.44
3.2.2　Test specimens　p.46
3.3　Test results and discussion
3.3.1　Load-Displacement relationship　p.53
3.3.2　Strain Distribution　p.55
3.3.3　Stress-Strain Characteristics　p.55
CHAPTER 4 STRAIN LOCALIZATION
4.1　Background　p.64
4.2　Determination of Strain Localization　p.65
CHAPTER 5 DUCTILITY EVALUATION OF RC MEMBERS
5.1　Background　p.82
5.2　Ductility estimation method　p.83
5.3　Comparision of proposed Method with Test Results　p.87
CHAPTER 6 CONCLUSION　p.90
APPENDIX A　p.92
APPENDIX B　p.95
APPENDIX C　p.116
APPENDIX D　p.123

　鉄筋コンクリート（RC）部材の耐震設計の基本は、地震力に力（最大耐力）で抵抗するのではなく、耐力を保持しながら大変形を許容し、吸収エネルギーを大きくすることである。その手法として、横補強筋（フープ筋、スパイラル筋等）が注目され、これまで実験的に数多くの研究がなされてきている。また、横補強筋の耐力向上への効果に関する算定式等も提案されている。
　一方、既存のRC構造について、その耐震性能が問題となる場合、補強方法の一つとして鋼板を巻く工法が提案されており、部材の靱性改善効果が実験的に確認されている。
　このように、RC部材の靱性（エネルギー吸収能力）には横補強筋や鋼板巻き工法が有効であることが認められているが、そのメカニズムは必ずしも十分に明らかにされているわけではない。従って、断面形状や寸法等が異なる場合には、既存の手法や算定方法がそのまま適用できるとは限らず、また、横補強筋と鋼板との複合効果についても充分明らかにされていない。
　本研究は、RC部材の靱性能は圧縮部コンクリートの変形性状に依存するという立場から、横補強筋および鋼板を巻くことがコンクリートの変形性状にどのようの影響を及ぼすのかを実験的に検討し、その結果を基にして改めてRC部材の靱性能を定量的に推定する手法を開発したものである。
　研究方法として、先ず矩形断面を有するRC柱部材について、横補強筋、鋼板巻き、および両者の混合使用が部材の荷重－変形性状に及ぼす影響を実験的に検討した。この結果を、既往の研究から解析的に評価しようとする場合、特に鋼板の効果を扱う手法は開発されていないため、基礎的な研究が必要となる。
　そこで、次のステップとして、横補強筋および鋼板がコンクリートの圧縮靱性に及ぼす影響を、一軸圧縮試験により、一要素の特性として把握することとした。その際、断面形状の影響を検討する目的で、矩形断面の他に円形断面も取り上げ、横補強筋間隔、鋼板の有無、スリット入り鋼板、横補強筋と鋼板の組合せ等、9種類の供試体についてその変形性状を詳細に調べた。
　供試体本体は矩形断面では15×15×45cm、円形断面ではφ15×45cmである。供試体の縦および横方向の変形を計測するために、ストレインゲージをほぼ全面に貼布した。また、供試体全体の変位をダイヤルゲージで測定した。荷重はアクチュエータにより単調載荷とし、変位制御により大変形時まで追随させることとした。荷重の読みはロードセルにより行った。
　ストレインゲージによるひずみ性状を検討した結果、載荷してから最大耐力に達するまでは、いずれの供試体もほぼ一様に圧縮変形を生じているが、それ以降になると、局所的に圧縮ひずみが増加し、耐力も徐々に低下していくのが認められた。この圧縮ひずみの局所化の領域および耐力低下の状態が最大耐力と同様、横補強筋や鋼板によるコンクリートの拘束効果であることから、それらの関係を定式化することを試みた。
　これまでの研究では、一要素の変形として平均ひずみを用いていたため、要素の寸法により応力－ひずみの関係が、特に、大変形時に影響をうけていたのであるが、ひずみの局所化を定量的に扱うことにより寸法効果をより適切に評価できることになる。
　すなわち、ある補強方法において、ひずみの局所化の領域が算定され、その領域内のコンクリートの応力－ひずみ関係が定式化されると、領域外のコンクリートは弾性変形（除荷）することにより、部材長さの応じて全体の変形が算定可能になる。
　本研究では、矩形断面と円形断面では横補強筋や鋼板の拘束効果が異なることから、各々別個の定式化となり、断面寸法が15×15cm又はφ15cmという制限付きではあるが、横補強筋と巻き鋼板という一見異なる補強手段を、同一の場で評価することができる手法を開発した。
　その結果、1）最大耐力については、矩形断面の場合には補強方法の差がほとんど認められないが、円形断面では巻き鋼板が横補強筋より有効であること、2）最大耐力時の平均ひずみについても、円形断面の方が巻き鋼板の影響より顕著に表われること、3）ひずみの局所化領域に関しては供試体断面形状の影響は特に認められず、矩形および円形断面でもほぼ同じ値であり、横方向の拘束程度に応じて局所化する領域が広がること、さらに、4）ひずみの局所領域内での応力－ひずみ関係は、特に最大応力到達以降のひずみ性状において、巻き鋼板の影響、アンターボルトを用いた影響、横補強筋とを組み合わせた効果等が明瞭に評価できた。
　コンクリートの要素特性としての上記の結果に基づき、部材断面の靱性をモーメント－曲率の関係で算定し、改めて、最初に行ったRC柱部材の変形能力の評価を実施した。