製作された鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁複合フレーム構造の崩壊終局荷重に関する研究

Scientific Reports volume 12、記事番号: 13604 (2022) この記事を引用

1625 アクセス

メトリクスの詳細

本研究では，プレハブ鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁複合フレーム構造の崩壊極限荷重を検討した。 研究では、実験モデルの梁と柱の接続として「新しい RCS 梁と柱の接続部」が使用されました。 さらに、ハーフスケールで製作した RCS スペースフレーム構造（2 階建て、1 × 2 ベイ）に対して、さまざまな荷重レベルでサイドコラムの底部で瞬間破壊実験を 2 回実施し、2A コラムが牽引力によって急速に引き抜かれました。車両の力。 実験結果は、破壊柱を解体する方法が、進行性の崩壊の状態に対して比較的正確な応答を提供することを実証しました。 残りの RCS 構造は、さまざまな荷重レベルのテスト中に弾性段階にあることが判明しました。 また、最初の実験では変位時刻歴曲線に振動現象は見られませんでした。 SAP2000 有限要素プログラムを使用して、テスト結果が数値シミュレーション結果と同様であることを確認し、さらに調査した結果、崩壊極限荷重値が構造設計荷重値の 10.25 倍であることが判明しました。

プレハブ鉄筋コンクリート（RC）柱・鉄骨（S）梁複合架構構造とは、RCS複合構造と略称され、プレキャスト鋼製梁、鉄筋コンクリート柱、複合床スラブを用いてプレハブで組立てた架構構造を指します。サイト。 この新しいタイプの複合構造のコンクリート柱は、鋼鉄柱と比較して、耐圧縮性、剛性、耐久性、耐火性に優れています。 さらに、鋼材を節約し、構造の安定性を向上させます。 さらに、鉄骨梁は鉄筋コンクリート梁と比較して、曲げ性能が良く、軽量で施工が容易で、構成部分のサイズが小さくなり、有効使用スペースが増加します1。 したがって、プレハブ式 RCS 複合フレーム構造は、建築工業化の発展傾向に適合した主要な構造システムの 1 つであり、幅広い発展の見通しがあります。

予期せぬ事故により、建築構造物の部分的な破壊が連鎖的に各構成要素の破壊を引き起こし、構造物の大部分または全体の倒壊に至る場合があります。 これを進行性崩壊といいます。 建物の構造が倒壊すれば、重大な死傷者と莫大な経済的損失が生じることは必至です。 また、プレハブ式 RCS 複合架構構造の進行性崩壊挙動は、場所打ちコンクリート架構構造や鉄骨造とは異なります。 したがって、プレハブ式 RCS 複合フレーム構造の進行性崩壊抵抗性能を研究する必要があります。

Shiekh と Deierlein ら。 (1989) は、RCS 中間層を備えた 17 個の接合試験片に対して繰り返し荷重条件下で低サイクル実験の試験を実施し、接合部の破壊モード、強度、剛性、および構造的尺度が接合部の性能に及ぼす影響を研究しました。 この研究に基づいて、接合部のせん断強度を求めるための解析式が開発されました2,3。 Kanno と Deierlein (1993) は、繰り返し荷重条件下で低サイクル実験を実施し、さまざまな破損メカニズムの下での試験片の変形、耐力、およびエネルギー散逸中の容量の違いを研究しました 4,5。 Parra-Montesinos と Weight (2000) は、周期的荷重条件下での RCS 複合フレームの中間層のエッジジョイントの耐震性能を研究しました6。 Liang と Parra-Montesinos (2004) は、ヒステリシス挙動、層ドリフト、および接合部の変形を研究するために、低周期荷重条件下で 4 つの RCS 空間接合部で実験を実施しました。 チョウら。 (2010) は「柱貫通型」RCS 複合架構構造（実物大・平屋二間）の一連の耐震性能実験を実施し、接続形態の妥当性を検証した。 さらに、彼らはさまざまな荷重モード下での地震応答を研究しました8。 アザールら。 (2013) は、RCS 複合フレーム構造の全体的な動作に対するノードの影響をシミュレートするために、非線形静的解析に Open Sees を使用しました。 結果は、RCS ジョイントがフレーム全体の横方向支持力を向上させることができることを示しました。 さらに、鉄筋コンクリート梁の代わりに鋼製梁を使用することにより、全体の性能が大幅に向上することがわかりました。