孫 玉平 | |
ソン ギョクヘイ | |
大学院工学研究科 建築学専攻 | |
教授 | |
土木・建築工学関係 |
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研究論文(学術雑誌)
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研究論文(学術雑誌)
Abstract A reinforcing method for developing a kind of shear wall with both excellent self-centering capacity and high energy dissipation was presented, in which carbon fiber reinforced polymer (CFRP) bars or steel strands were longitudinally placed to provide a restoring effect, while magnetorheological (MR) dampers were externally coupled with wall panels to provide extra energy dissipation. To verify the feasibility of this method, three slender concrete walls were tested under reversed cyclic lateral loading while subjected to constant axial compression with an axial load ratio of 0.26, of which one was reinforced with CFRP bars, the second one was reinforced with CFRP bars and two external MR dampers, and the third one was reinforced with steel strands and two external MR dampers. The results indicated that the test walls possessed remarkable load-resisting capacities even when the lateral drift was as large as 1.8% as well as a lateral deformation recovery rate of 74%–89% after unloading. Owing to external MR dampers, the initial stiffness and ductility were increased by 28.3% and 29.8%, respectively. In addition, a specific quantitative analysis showed that the dampers could increase the cumulative energy dissipation of shear walls by 16.6%, of which the contribution provided by MR damper was 64.8%, confirming the effectiveness of MR dampers in improving energy dissipation while preserving the self-centering capacity.
IOP Publishing, 2023年04月27日, Smart Materials and Structures, 32 (6), 065005 - 065005, 英語[査読有り]
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Composite action between the components of the concrete-filled steel tube (CFT) is complex and it is difficult to accurately obtain the experimental relationship between the steel tube and the core concrete of CFT columns. The triaxially stressed core concrete has been studied by hydrostatic test in past research, while little research has been focused on the mechanical behavior of steel tube of CFT columns. It is difficult to obtain the experimental constitutive relationship of the steel tube of CFT columns to reflect the real-time influence of biaxial stress state and local buckling of steel plate on the steel tube. To clarify the mechanical behavior of the steel tube of CFT columns, this paper proposed an elastoplastic analytical method considering biaxial stress state and local buckling of steel tube to obtain the stress–strain curve of the steel tube. This method applied the Hook’s law and the plasticity theory to interpret the information conveyed by the measured vertical and hoop strain histories of the steel tube. To verify its effectiveness, 11 circular concrete-filled steel tube stub columns were fabricated and tested under axial compression. Superposition results of the axial load–strain of steel tube and core concrete were compared against the experimental curves. The widely used Sakino–Sun model of the confined concrete was adopted to calculate the axial load–strain curve of the core concrete. Satisfactory agreements between the calculated and experimental results confirmed the rationality of the proposed method in tracing the constitutive relation of the biaxially stressed steel tube even after the occurrence of the local buckling. The obtained stress–strain relationship is critical for establishment of mathematical constitutive model and finite element model of steel tube.
MDPI AG, 2022年11月21日, Materials, 15 (22), 8275 - 8275, 英語[査読有り]
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© 2020 by the authors. The structural performance of damaged open-web type of steel encased reinforced concrete (SRC) beam-columns after retrofitting was experimentally investigated. The experimental parameters were the open-web type of the encased steel and the maximum tip displacement of the columns during the initial loading. First, each column was cyclically loaded to the targeted displacement. Subsequently, the test columns were retrofitted and reloaded. The damaged portions of each column were retrofitted with the polymer cement mortar, and the epoxy resin was injected into the cracks. The experimental results indicated that the measured stiffness of the retrofitted columns was lower than the initial ones, while the displacements experienced in each column were different. The lower stiffness might be attributed to deterioration of the concrete rigidity, low rigidity of the resin and imperfect injection of the resin. Numerical analyses were also conducted to evaluate the retrofitted column behavior. The effect of the strain hysteresis of concrete at the first loading was considered for the behavior at the second loading. The analytical results predicted the experimental behaviors fairly well, which implies the validity of the analytical methods presented in this paper for evaluating the structural performance of the retrofitted SRC columns.
2020年02月01日, Sustainability (Switzerland), 12 (4)[査読有り]
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A complete stress-strain model for cold-formed circular hollow section (CHS) stub columns under compression is proposed with emphasis placed on the modeling of post-local-buckling behavior. The proposed model comprises two mathematical expressions. One of the two equations is to define the ascending portion of the proposed stress strain curve and depict the nonlinearity caused by residual stress induced during manufacturing process of cold formed CHS, while the other is to define the descending portion and trace the post-local-buckling behavior. The proposed stress-strain model is a single parameter model. Only if the generalized outer diameter-to-thickness ratio is given, the compressive stress-strain relationship of a CHS can be completely determined. To calibrate the proposed model and verify its accuracy, test results of forty-eight CHS stub columns under compression are collected. The previous tests cover a wide range of structural factors such as outer diameter-to-thickness ratio and yield strength, particularly including CHS stub columns with yield strength of up to 1180 MPa. Comparisons between the measured results and the calculated ones indicate that the proposed model can not only predict the local buckling strength as well as corresponding strain, but also trace the post-local-buckling behavior up to large strain with high accuracy.
ELSEVIER SCI LTD, 2017年11月, THIN-WALLED STRUCTURES, 120, 495 - 505, 英語[査読有り]
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A stress-strain model is proposed to define the relationship between axial compressive stress and strain for square steel tube stub columns, which have been widely used as predominant gravity-sustaining structural components in high-rise buildings and skyscrapers. The proposed model consists of two equations, defining the ascending branch and descending branch of the stress-strain curve, respectively, and has a significant advantage over previous models in that it can trace effects of both the residual stress induced during manufacturing process and the local buckling of steel plate on the compressive stress strain behavior of square steel tube stub columns. Another feature of the proposed model is that it can be used to the stub columns made of very thin steel plates. In order to calibrate the new stress-strain model and verify its reliability and accuracy, sixty-eight hollow square steel tube stub columns under monotonic axial compression are collected. The previous tests cover a wide range of structural factors such as yield strength and width-to-thickness ratio of steel plates. In particular, the previous tests include stub columns made of steel plate with high yield strength of up to 835 MPa. Comparisons between the experimental results and the calculated ones indicate that the proposed model cannot only predict the local buckling strength and the corresponding strain very well, but also trace the compressive stress strain behavior of square steel tube stub columns up to large strain with high accuracy. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.
ELSEVIER SCI LTD, 2017年01月, ENGINEERING STRUCTURES, 131, 503 - 512, 英語[査読有り]
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A complete shear strength model is proposed to define the relationship between seismic shear strength and lateral drift ratio of circular concrete columns. The proposed bi-linear model comprises the initial shear strength branch and the shear strength degradation branch, and it can trace the degradation of shear strength along with lateral deformation. The formula to assess the initial shear strength is derived from the equilibrium of the forces acting on the primary shear failure plane and Mohr-Coulomb failure criteria for concrete, while the degradation slope of shear strength is associated with a factor indirectly representing the contribution by the so-called dowel action of longitudinal reinforcements. Another feature of the proposed model is that it can be used to directly calculate the seismic shear strength of circular columns without transforming circular section into an equivalent rectangular or square section. In order to calibrate the proposed model and verify its reliability and accuracy, eighty-eight relatively large scale circular concrete columns that many researchers have reported failing in shear are collected. These previous tests cover a wide range of structural factors such as concrete strength, axial load ratio, yield strength and amount of transverse as well as longitudinal reinforcements, and shear span ratio. Comparisons between the experimental results and the calculated ones indicate that the proposed model can predict the seismic shear strength and trace the shear strength degradation till large deformation more accurately than previous models. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.
ELSEVIER SCI LTD, 2015年10月, ENGINEERING STRUCTURES, 100, 399 - 409, 英語[査読有り]
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Copyright © 2015 ISEC Press. In this paper, structural performance of damaged SRC beam-columns with open-web type of batten steel plate after retrofitting was investigated. Three open-web type SRC beam-columns with bolt-connected batten steel plates were fabricated and tested under combined constant axial load and cyclic lateral load. At first, each beam-column was cyclically loaded to the targeted displacement. After the first loading, the test columns were retrofitted and reloaded till large deformation or failure. The damaged portion of each column was retrofitted with the polymer cement mortar and epoxy resin was injected into the cracks. The measured stiffness of retrofitted columns varied between 71.4% and 85.5% of the initial one. And, test results also indicated that the column which experienced the larger displacement and higher axial load showed lower load carrying capacity, but the others showed approximately the same capacities as the initial columns. Numerical analysis was also conducted to explain the retrofitted columns. Analytical results predicted the experimental behavior fairly well, which verifies the validity of the analytical models in low axial load.
2015年, ISEC 2015 - 8th International Structural Engineering and Construction Conference: Implementing Innovative Ideas in Structural Engineering and Project Management, 443 - 448, 英語[査読有り]
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ブレースを用いない耐震補強工法へのニーズの高まりを背景に,新しい外付け耐震補強法を提案した。本工法は鋼製柱によりRC柱の外付け補強を行おうとするもので,既存躯体とは梁部分のみを間接接合部で接合しており,既存躯体から独立した鋼製柱の曲げに対して間接接合部が回転抵抗する抵抗機構である。3体5種類の柱の逆対称加力実験を行い,本補強工法の補強効果を確認した。柱実験に加えて4体の接合部実験を行った。梁部間接接合部の性能を把握するとともに,簡易モデルによる挙動予測を行い,同工法の接合部の設計法の提案を行った。
Japan Concrete Institute, 2014年, コンクリート工学論文集, 25, 13 - 22, 日本語[査読有り]
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We proposed a new type of aggressive concrete structure in this paper. The proposed structure consists of concrete columns reinforced by ultra-high strength rebar with spiral groove on its surface. Four circular concrete columns were fabricated and tested under cyclic reversed lateral force and constant compression to investigate the seismic behavior of the proposed columns. Test results have shown that the concrete column had high resilience, and use of the ultra-high strength rebar with spiral groove on its surface could significantly mitigate damage degree and reduce residual deformation of concrete column. Based on the experimental results, we developed a model to simulate the hysteresis loop of the proposed resilient column and an equation to assess the equivalent viscous damping ratio, which was indispensable to performance-based design of the resilient column. Very good agreement was observed between the measured results and the theoretical predictions.
TRANS TECH PUBLICATIONS LTD, 2013年, CIVIL ENGINEERING, ARCHITECTURE AND SUSTAINABLE INFRASTRUCTURE II, PTS 1 AND 2, 438-439, 1453 - +, 英語[査読有り]
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The shear-type friction damper using aluminum alloy as the friction material were designed and tested under cyclical loading to investigate the effect of the lap gap to the frictional performance. The test results indicated that the dampers with a lap gap could also absorb energy stably with the same hysteretic behavior as a general friction damper; the frictional force of the shear-type friction damper depended not only upon the bolts tension by the high-strength bolts that clamped the sliding steel plate but also strongly upon the scale of lap gap. The lap gap changed in a scale of 0.12mm only, the average sliding force has four times increase at a lower level of bolt tension, and a double effect to increasing sliding force at the higher level of bolt tension.
TRANS TECH PUBLICATIONS LTD, 2012年, SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF URBAN ENVIRONMENT AND BUILDING MATERIAL, PTS 1-4, 374-377, 2513 - 2519, 英語[査読有り]
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A shear friction damper with two resistances and displacements was designed to improve the safety and comfort of a building under different horizontal loads. Pseudo-dynamic loading experiment was conducted on 4 full-scale damper assemblies with different loading procedures. The resistances of the dampers were set by adjusting the fastening forces of connecting bolts. The experimental results indicated that the damper provided adjustable low and high frictional resistances, respectively, in small and large displacements, and the transition speed between low and high frictional resistances depended on loading procedure and the clearances in kinematic pairs. The combination of steel and Al alloy plates as a frictional pair showed a stable frictional coefficient.
2011年12月, Xinan Jiaotong Daxue Xuebao/Journal of Southwest Jiaotong University, 46 (6), 946 - 952, 中国語[査読有り]
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In order to investigate and clarify the characteristics of the friction damper with variable resistances, a total of four dynamic loading tests were conducted. The primary factors that influence the hystcrcstic properties of the damper were analyzed. The experimental results have indicated that the damper can apply two levels of friction resistance stably. The mechanism for the variance in the stiffness observed while the friction resistance of the damper was shifting from the lower level to the higher one was also discussed. Based on the results of experiments and discussion, an analytical cyclical model which can simulate the test results exactly was proposed.
2011年05月, Journal of Structural and Construction Engineering, 76 (663), 1007 - 1014[査読有り]
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Analytical study was conducted to investigate effect of friction dampers on vibration control of steel frame structures. The friction dampers installed in a ten-storey sample frame structure have two levels of fictional resistances. Unlike the conventional friction damper which has one frictional resistance, the friction dampers with variable resistances (VRFD) can apply two levels of frictional resistances, the lower resistance of which is attended to absorb the seismic energy by a moderate earthquake or a strong wind, and the higher one of which is expected to dissipate the seismic energy induced by a severe earthquake. The time-historey analytical results of the sample frame have indicated that the VRFD could not only mitigate the seismic response of the frame structure under a moderate earthquake more effectively than the conventional frictional damper, but also provide the same level of damping effect to the structure under severe earthquake as the conventional one.
TRANS TECH PUBLICATIONS LTD, 2011年, ADVANCES IN CIVIL ENGINEERING, PTS 1-6, 255-260, 2560 - 2567, 英語[査読有り]
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Sixteen shear-type friction dampers were made and tested under cyclical loading to investigate the effect of the lap gap on the frictional resistance of the damper. The test results have indicated that the frictional resistance of a shear-type friction damper depends not only upon the tensile force by the high-strength bolts that clamp the slipping steel plate but also strongly upon the lap gap. Based on the experimental results, a formula for assessing the effect of the lap gaps on the frictional resistance of the damper was developed. Comparisons between the measured frictional resistances and the predicted ones have indicated that the frictional resistance of a shear-type friction damper with lap gap could be evaluated by the proposed formula very well.
社団法人 日本鋼構造協会, 2009年12月, 鋼構造論文集, 第16巻・第64号 (64), 64_41 - 64_48, 日本語[査読有り]
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Japanese standard for seismic evaluation of existing concrete buildings is applied to evaluate the seismic capacity of a concrete frame that was designed by the current Chinese seismic design codes but collapsed during the Wenchuan Earthquake. The purpose of this study is to investigate to what level of earthquake the concrete frames designed by the current Chinese code can withstand, and to address necessary issues concerning with the applicability of the Japanese standard to the assessment of seismic capacity of the existing concrete buildings in China.
SOUTHWEST JIAOTONG UNIV PRESS, 2009年, PROCEEDINGS OF INTERNATIONAL CONFERENCE ON EARTHQUAKE ENGINEERING - THE FIRST ANNIVERSARY OF WENCHUAN EARTHQUAKE, 183 - 189, 英語[査読有り]
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本研究は,石炭灰を大量に混合した鉄筋コンクリート部材の終局挙動を調べることを目的として,石炭灰の一種であるフライアッシュをセメントに対して外割で大量混合した鉄筋コンクリート梁の終局曲げせん断性状や変形能について実験的に検討を行った。その結果,単位体積あたりの配合量455kg/m^3までの籠囲では,フライアッシュの混合量の増加に伴い,梁のせん断耐力および変形能は大きくなること,フライアッシュの大量混合でせん断スパン比1.0の短い梁にも十分な変形能をもたらせること,などが明らかになった。
日本コンクリート工学協会, 2008年07月, コンクリート工学年次論文集, Vol.30, No.3, pp.247-252 (3), 247 - 252, 日本語[査読有り]
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本研究は,フライアッシュを外割混合した鉄筋コンクリート部材の終局曲げ性状およびせん断性状を評価するのに必要不可欠な,コンクリートの圧縮応力-ひずみ関係のモデル化を行うことを目的とする。単位セメント量および単位水量一定の条件下では,フライアッシュ外割混合量の増加に伴い,コンクリートの圧縮強度および圧縮強度時ひずみは大きくなる傾向が見られた。また,フライアッシシュを外割混合したコンクリートの応力-ひずみ関係の定式化を行い,実験結果との比較を通じて,提案式は実験結果を精度よく評価できることを明らかにした。
日本コンクリート工学協会, 2008年07月, コンクリート工学年次論文集, Vol.30, No.3, pp.85-90 (3), 85 - 90, 日本語[査読有り]
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Eccentrically compression tests of forty-three square concrete-filled tubular (CFT) columns were tested under double curvature deformation to investigate applicability and validity of current design formula for CFT slender and middle-length columns. Experimental results have indicated that the current design formula could predict flexural strength of slender CFT columns fairly well. It has also been made clear that the flexural strength of middle-length CFT columns can be evaluated well by the current design formula, while the predicted strengths tend to underestimate the measured results as the moment gradient becomes large.
一般社団法人日本建築学会, 2008年03月, 構造工学論文集, Vol.54B,pp.17-22, 17 - 22, 日本語[査読有り]
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Fc=80N/mm^2級の高強度RC骨組みに一定軸力下の繰り返し載荷実験を行い,同幅厚比の横拘束鋼管を用いた,同軸力比下の試験体において主筋降伏点応力の違いが骨組みの耐震性能へ及ぼす影響を調査した。この線主筋に降伏強度fsy=894~997N/mm^2の高強度鉄筋を用いると,fsy=347~395N/mm^2の普通鉄筋を用いた場合に比べ骨組みの水平耐力が向上し,大変形時のひび割れや残留変形が抑制される効果が観察された。一方,主筋に高強度鉄筋を用いた試験体のエネルギー吸収能力は,普通鉄筋を用いた試験体に比べて劣ることが明らかになった。
日本コンクリート工学協会, 2008年, コンクリート工学年次論文集, 30 (3), 619 - 624, 日本語円形銅管で横拘束された高強度鉄筋コンクリート(RC)柱について,一定軸力下における繰り返し曲げせん断実験を行った結果,高強度材料を用いた円形RC柱を鋼管で横拘束すれば,高軸力下における柱に十分な変形能力を持たせることができるだけではなく,柱の残留部材角を小さく抑えられることが明らかになった。また,円形鋼管の拘束効果,加力スタブによる付加拘束効果,および鉄筋の付着すべりの影響を考慮に入れた柱の水平挙動に関する解析を行い,実験結果との比較により,解析手法の妥当性を検証した。
日本コンクリート工学協会, 2007年07月, コンクリート工学年次論文集, Vol.29, No.3 (3), 547 - 552, 日本語[査読有り]
研究論文(学術雑誌)
鋼管横拘束柱を用いた高強度鉄筋コンクリート造骨組みについて,鋼管による拘束効果,大変形における軸力によるP-Δ効果,および高強度鉄筋の付着すべりなどが骨組みの能力曲線に及ぼす影響に関する解析的検討を行った。その結果,本論で提案した解析手法を用いれば,骨組みを構成する部材における前述した諸構造因子の骨組みの能力曲線への影響度合いを的確に調べることができるほか,拘束高強度コンクリート造骨組みの能力曲線を大変位域まで精度よく評価できることなどが明らかになった。
日本コンクリート工学協会, 2007年, コンクリート工学年次論文集, 29 (3), 307 - 312, 日本語Fc=80N/mm^2級の高強度コンクリートを利用した資源循環型PCa圧着接合構造体を提案し,特にその柱脚部を想定した試験体に対して一定軸力下における繰り返し載荷実験を行い,水平力-部材角関係等,耐震性能に関するデータを取得した。この結果,提案した構造体の柱は靭性能に優れ残留変形は抑制されることが明らかとなった。次いで,部材の耐震性能を,材軸方向の変形によるプレストレスの抜けを考慮して解析的に評価する手法を提案し,その妥当性を実験結果と比較することで検証した。この結果,本論中で提案する解析評価手法を用いれば,構造体の部材の耐震性能を精度良く評価することができる。
日本コンクリート工学協会, 2007年, コンクリート工学年次論文集, 29 (3), 559 - 564, 日本語高強度材料を用いた鉄筋コンクリート柱の繰り返し履歴性状を解析するために,材料特に高強度鉄筋の全応力-ひずみ関係モデルを提案したうえ,鉄筋の付着すべりの影響を考慮に入れる解析方法を提案した。既往の実験結果との比較から,本論で提案した材料の履歴モデルと解析方法を用いれば,高強度鉄筋を用いた鉄筋コンクリート柱の終局耐力と変形能力のみならず,履歴ループごとにおけるエネルギー吸収能力と残留変形角なども精度よく評価できることが明らかになった。
日本コンクリート工学協会, 2006年, コンクリート工学年次論文集, 28 (2), 619 - 624, 日本語高強度スパイラルフープにより拘束された高強度円形RC柱について,一定軸力下における繰り返し曲げせん断実験を行った結果,高強度鉄筋と高強度コンクリートを用いた円形RC柱を高強度スパイラルフープで横拘束すれば,柱に十分な変形能力を持たせることができるだけではなく,柱の残留部材角を小さく抑えられることが明らかになった。また,コンクリートと鉄筋の付着すべりの影響および付加拘束の影響を考慮した断面解析を行い,提案した解析手法の妥当性を検証した。
日本コンクリート工学協会, 2006年, コンクリート工学年次論文集, 28 (2), 133 - 138, 日本語Behavior of the scaffolding structures made of torii-type scaffolding frame under wind loading was studied by conducting nonlinear pushover analysis. A simple model that is consisted of five members is proposed in this paper instead of the prototype model of the torii-type frame with the aim of upgrading the analysis efficiency. The nonlinear analytical results showed that the proposed five-member model enables one to reasonably and effectively simulate the lateral behavior and collapse mechanism of the steel-scaffolding structures. The analytical results also indicated that the detailing of the linking rods play dominant role in preventing the scaffolding structures' collapsing, and hence should be carefully designed.
九州大学, 2005年07月, 九州大学人間環境学研究院紀要, 第8号,pp. 45-50, 79 - 84, 日本語[査読有り]
研究論文(学術雑誌)
A Multi-segment beam element was proposed to study effects of several primary factors involved in the nonlinear pushover analysis on the calculated capacity curve of reinforced concrete frame structures. Analytical results have indicated that the use of traditional dumped hinge beam element couldn't trace the spread of the plastic hinge region as the increase of deformation. The axial load in both side columns of a frame structure might be increased up to three times of their initial levels induced by the dead load. It has also been made clear that the P-delta effect must be taken into consideration as modeling the structural components since it may not only decrease the ultimate capacity, but also change the failure mechanism of the frame.
九州大学, 2005年07月, 九州大学人間環境学研究院紀要, 第8号,pp. 71-78, 85 - 92, 日本語[査読有り]
研究論文(学術雑誌)
鉄筋コンクリート円形断面部材のせん断終局耐力を直接求めるための算定式を提案した。本提案算定式は,円形断面部材のせん断破壊面における力の釣り合い条件に基づいて誘導されており,円形断面を正方形または長方形断面に置換することなく,部材のせん断耐力を直接算定することができる。また,既往の円形断面部材のせん断耐力に関するデータを収集し,本提案式の精度について検証した結果,本算定式は鉄筋コンクリート円形断面部材のせん断終局耐力を精度よく評価できることが明らかになった。
日本コンクリート工学協会, 2005年06月, コンクリート工学年次論文集, Vol. 27, No. 2, pp. 229-234 (2), 229 - 234, 日本語[査読有り]
研究論文(学術雑誌)
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研究論文(学術雑誌)
Four moment-resisting concrete frames were tested under cyclic reversed lateral load while subjected to constant axial compression. The test specimens were made of high-strength concrete having target strength of 80MPa. Aiming at verification of the effectiveness of a new confinement method, columns of the test frames were confined by square steel tube in lieu of conventional hoops. Test results showed that the HSC frames could behave in a very stable manner till large deformation even under high axial load with axial load ratio of 0.5, when the columns were confined by steel tube. Method for evaluating ultimate lateral capacity of the confined HSC frames was also presented and compared with the tests results.
九州大学, 2003年07月, 都市・建築学研究 : 九州大学大学院人間環境学研究院紀要, 4, 91 - 98This paper proposes a seismic retrofitting technique for existing R/C buildings by attaching steel bracing frames to the columns projected from the exterior walls of buildings. Two types of the experimental parameters were focussed in this paper. One is the joint technique between the retrofitting steel columns (beam) and the R/C column (beam). The other is whether or not to anchor the base of the steel columns to the foundations of R/C frames. The cyclic lateral loads were applied to the model specimens, which were about 1/3 the size of R/C frames in school buildings under a constant axial load in the experiments. The experiments and the analyses leaded the following conclusion. The full lateral load carrying capacity was developed in all the specimens regardless of the joint techniques between the steel frames and the R/C frames if the bases of the steel frames were anchored to the foundations of R/C frames. However, the R/C columns failed in shear if they were not anchored.
日本建築学会, 2000年, 日本建築学会構造系論文集, 65 (529), 135 - 142, 日本語A complete stress-strain curve model for concrete confined by rectilinear reinforcement was proposed. In this model, the confinement effect of rectilinear steel, including common hoops and square steel tube, was evaluated by using effective lateral pressure factor. Major variables influential in the confinement level of transverse hoops were contained in the effective lateral pressure factor in a relatively simple form. Comparisons between the expeimental and the theoretical results showed that the proposed stress-strain model can predicte not only the stress-strain curves of concrete confined by square steel tube fairly well, but also those of concrete confined by common hoops with various distribution shapes.
日本建築学会, 1994年, 日本建築学会構造系論文集, 59 (461), 95 - 104, 日本語Dec. 1992
1992年, Transaction of the Japan Concrete Institute, 14, 483 - 490角形鋼管により拘束された高強度RC柱について,一定軸力下における繰り返し曲げせん断実験を行った結果,高強度鉄筋と高強度コンクリートを用いたRC柱を鋼管で横拘束すれば,柱に十分な変形能力をもたらすことができるのみならず,柱の残留部材角を小さく抑えられることが明らかになった。また,鋼管の拘束効果を考慮に入れた,高強度材料を用いたRC柱の終局曲げ耐力の算定法を提案し,実験結果との比較により提案方法の妥当性を検証した。
日本コンクリート工学協会, 2004年, コンクリート工学年次論文集, 26 (2), 775 - 780, 日本語1.序 鋼管横補強柱の設計を合理的に行うためには以下の問題点を明らかにする必要がある。1)高軸力を受ける鋼管横補強柱の耐震性能2)大量の主筋を有する鋼管横補強柱の耐震性能3)鋼管横補強柱の耐震性能に及ぼす鋼管板厚の影響4)鋼管横補強柱の耐震性能に及ぼすせん断スパン比a/Dの影響5)鋼管横補強柱の終局耐力および変形能力の評価法 第1と第2報においてはa/Dが2.0の柱を用いて、上述した問題の内、其々1)と2)及び3)の問題について検討した。本報においては4)の問題を取上げ、14体の試験体を用いて実験的に検討する。2.せん断スパン比1.0の鋼管横補強柱の実験 2.1実験概要 通常の形状比を有する柱の場合、曲げ性状が支配的である事から、鋼管の拘束効果は曲げ圧福部の横方向膨らみを拘束する事により生じる。このことについては、本報第2報において明らかにしている。しかしながら、短柱になるとせん断性状が支配的となり、柱の破壊現象が柱全長に渡って生じ易くなるため、鋼管は柱のせん断ひが割れの進展による横方向膨らみを拘束する必要がある。以上より、鋼管の拘束効果は柱のa/Dによって異なる事が予想される。鋼管横補強柱の耐震性能に及ぼすa/Dの影響を明らかにするために、250mm角の正方形柱10体(以下2Dシリーズと呼ぶ)を製作し、一定軸力下における繰返し曲げせん断実験を行った。主筋比は本論第2報に用いた試験体と同じで、2.44%である。試験体の形伏および配筋詳細を、図1に示す。2Dシリーズ実験における実験変数は、鋼管板厚と鋼管の外幅の比である鋼管幅厚比(5種類、B/t=28〜118)と軸力比(n=0.33, 0.50, 0.67)である。表1に、2Dシリーズの試験体の性質を、耐力・変形に関する主な実験および解析結果とともに示す。各試験体のコンクリート圧縮強度を表1に示す。鋼管の力学的性質については第2報を参照されたい。試験体には逆対称の繰返し水平変形を与え、加力・測定方法は前報と同じである。2.2実験結果 図2に2Dシリーズ試験体のひび割れ図を示す。軸力比nが0.33の試験体は、鋼管板厚には関係なくせん断ひび割れが支配的である。しかしながら、nが0.50より大きくなると、せん断ひび割れよりもむしろ縦割裂ひび割れが顕著となる。実験より得られた水平力Vと部材角Rの関係、軸方向伸縮量δとRの関係を図3に示す。実験中に観察された最大水平力V_
As the second part of an integrated theoretical and experimental study of earthquake-resisting performance of the reinforced concrete columns confined by square steel tube, this paper presents experimental results conducted over twelve reinforced concrete columns confined by square steel tubes having five kinds of wall thickness. The columns were tested under reversed cyclic lateral force while subjected to constant axial load to study the effect of wall thickness of the square steel tubes on the seismic performance of the columns. It is shown that the effect of wall thickness on the earthquake-resisting capacity of the confined columns depends on the applied axial load level; the higher the axial load was, the more significant the effect of wall thickness. Experimental results also indicate that strengthening the square steel tube with inner stiffeners in the potential failure regions of the column could enhance confinement effectiveness of the steel tube significantly. Even under high axial load with axial load ratio n=0.67, the column confined by strengthened square steel tube by inner stiffener with B/t ratio of 118 exhibited very stable response in a manner similar to the columns confined by much thicker square steel tube with B/t ratio of 43.
日本建築学会, 2000年05月, 日本建築学会構造系論文集, 65 (531), 133 - 140, 英語幅厚比が28~83の角形鋼管(内幅250mm)により横拘束された超高強度鉄筋コンクリート柱(コンクリートの設計強度100MPa)について.一定軸力下における曲げ実験を行い,鋼管の幅厚比が鋼管横拘束RC柱の終局曲げ性状に及ぼす影響を調べた、その結果,軸力比0.3以上の高軸力を受ける鋼管横拘束超高強度RC柱に充分な曲げ変形能を確保するには幅厚比43以下の角形鋼管を使用する必要があることと,柱が終局曲げ耐力に達する時の断面圧縮縁コンクリートの終局ひずみは柱に作用している軸力の大きさの影響をあまり受けず,鋼管の拘束度合いにほぼ線形比例して上昇していくことなどが明らかになった。
日本コンクリート工学協会, 2000年, コンクリート工学年次論文集, 22 (3), 949 - 954, 日本語Sept. 2000
2000年, American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich., SP-193, 571 - 5854種類の径厚比を有する円形鋼管により横拘束された、圧縮強度60MPaと100MPaの局強度コンクリート円柱の中心圧縮実験を行い、円形鋼管の径厚比が高強度コンクリートの圧縮性状に及ぼす影響を実騨的に調べた。また、中心圧縮試験の実験結果に基づき、圧縮強度100MPaまでの高強度コンクリートへ適用できる、円形鋼管により拘束されたコンクリートの応カーひずみ関係を提案した。
日本コンクリート工学協会, 1999年07月, コンクリート工学年次論文報告集, 21 (3), 601 - 606, 日本語円形鋼管による拘束効果を考慮に入れたコンクリートの応カーひずみ関係を用いて,円形断面の曲げ圧縮域におけるコンクリートの等価応力ブロックの形状係数および終局ひずみの算定式を構成した。ついで、円形鋼管により補強・補修された鉄筋コンクリート柱の曲げ終局強度を求めるための算定方法を提案した。また,既往の実験結果との比較により,提案した算定方法の妥当性を検証した。
日本コンクリート工学協会, 1998年, コンクリート工学年次論文報告集, 20 (3), 1117 - 1122, 日本語鉄筋コンクリート(RC)柱が一定軸力下で多数回の繰り返し曲げを受ける場合,軸力比が高い場合は材軸方向の縮みが累積したり顕著な耐力低下が生じるなどの不安定な挙動を示す。軸力比が低い場合はこのような現象は生じず,柱は安定な挙動を示す。本論においては,柱が安定な挙動を示すかあるいは不安定な挙動を示すかの境界となる軸力比を安定限界軸力比と定義した。ついで,安定限界軸力比に及ぼす横補強筋の影響を解析的に検討し,実験により解析方法の妥当性を検証した。
日本コンクリート工学協会, 1998年, コンクリート工学年次論文報告集, 20 (3), 499 - 504, 日本語鋼管横補強正方形RC短柱の変形性能に及ぼすせん断スパン比と横補強用鋼管の板厚の影響を実験的に明らかにするために,これらを実験変数とした250x2501nlnの正方形断面を有するRC柱供試体に対して一定軸力下における繰り返し曲げせん断実験を行った。その結果,柱のせん断スパン比が短くなると鋼管は曲げ圧縮変形に起因するコンクリートの横膨らみのみならずせん断変形に起因するコンクリートの横膨らみをも拘束することになるため,柱に十分な変形性能を保持させるためにはより厚肉の鋼管で補強する必要があることが分かった。
日本コンクリート工学協会, 1998年, コンクリート工学年次論文報告集, 20 (1), 551 - 556, 日本語Nov. 1997
1997年, Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ), (501), 93 - 101横補強筋の配筋形式等が鉄筋コンクリート柱の曲げ圧縮性状に及ぼす影響および断面のひずみ勾配が圧縮域のコンクリート応カーひずみ関係に及ぼす影響を調べるために、250x250x75舳mの柱試験体(12体)の一定軸力下における曲げ圧縮実験を行った。その結果、中心圧縮実験により得られたコンクリートの応カーひずみ関係モデルは、曲げ圧縮を受ける断面の曲げ性状をより精度よく評価するためには、断面のひずみ勾配の影響を考慮に入れて修正する必要があることが分かった。
日本コンクリート工学協会, 1996年, コンクリート工学年次論文報告集, 18 (2), 911 - 916, 日本語口頭発表(一般)
口頭発表(一般)
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