石田　智伸

静的繰返し載荷がPC鋼材の付着特性に及ぼす影響

丸山　久一


　現在、PC部材の耐震性能については実構造物の縮小モデルなどの部材レベルでの実験が行われ、その履歴特性から確認している。また、同時に数値解析も行われおり、いくつかの復元力モデルも作成されている。しかしながら、市販の有限要素解析プログラムを用いて解析を行う場合、各材料の構成則に加え、鋼材とコンクリートの間の相互付着を表す構成則である付着応力―すべり関係を用いる必要がある。現在、PC部材における、繰り返し載荷時における付着の構成則を確立する必要があると考えられている。

　本研究の目的は、実験および数値解析からPC部材の付着特性からPC鋼材のひずみおよび、部材全体の挙動を評価することである。実験では、引張部材の一軸繰返し載荷実験を行い，PC部材の基本的な付着特性を把握する。供試体は、プレストレス量を変化させたものを作成した。試験結果から，PC鋼材降伏後の除荷時の挙動において，PC鋼材ひずみが初期緊張ひずみより減少する挙動を示し，またコンクリートに導入されるプレストレスが塑性ひずみの増大に伴って減少することが確認できた．次に、実験結果と既往の研究成果をもとに，PC鋼材の挙動と，付着関係のモデル化を行い，その理論を説明した．今回のモデル化では限られた実験結果のみ
を扱うため，複雑なモデル化は避けたが，実験で明らかになった特徴的な挙動を再現できるようにした．次に、モデル化した理論を，数値計算に適用できるよう具体化した．適用する際に付着の影響を考慮する係数αを導入した．付着係数を導入したところ，付着の影響と考えられる挙動を再現することができた．また，付着強度に達した後の付着力をほとんど考慮しないモデルで解析を行ったが，実験結果の挙動と一致が見られ，付着力が付着強度に達するまでの影響が大きいということが確認できた．そして，コンクリートに導入されるプレストレスの減少を塑性ひずみ量と関係づけて評価することができた．しかし，モデル化においてひずみ形状を考慮しておらず，局所的なひずみ挙動，すべり−付着関係を正確に評価することができていない．今後はひずみ形状を考慮した解析が必要となっている．最後に、実験，解析での考察をもとに，既往のPC部材の研究成果に，数値解析で用いた理論が適用することができるかを確認した．