鉄筋コンクリート部材のせん断耐力に関する設計法の開発

鉄道構造物を構成する鉄筋コンクリート・鉄骨鉄筋コンクリート部材について、支持条件や荷重条件により大きく異なる耐荷機構を踏まえた、より高精度な設計せん断耐力算定法を提案しました。

1.はじめに

鉄道構造物を構成する鉄筋コンクリート(RC)・鉄骨鉄筋コンクリート(SRC)部材は、様々な支持条件、荷重条件、断面形状を有しています。これらの条件によりせん断力に対する耐荷機構が異なるため、耐荷機構を踏まえた設計せん断耐力算定法が必要となります。

2.支持条件を考慮したせん断耐力算定法の提案

ラーメン高架橋の梁や柱は、両端部拘束の支持条件であるため、支間中央でモーメントの正負が異なる逆対称の曲げモーメント分布が発生します(図1)。そこで、両端部拘束の支持条件における耐荷機構を考慮した鉄筋コンクリート・鉄骨鉄筋コンクリート部材のせん断耐力算定法を提案しました(図2)。

3.低せん断スパン比の部材のせん断耐力算定法の提案

ラーメン高架橋の横梁や杭基礎フーチングはせん断スパン比が小さくなることが多くあります。そこで、杭基礎フーチングのような低せん断スパン比の断面形状を有する部材について、支持条件ごとの耐荷機構を考慮したせん断耐力算定法を提案しました(図3)。

4.等分布荷重下におけるせん断耐力算定法の提案

現行の設計では、せん断スパン比に応じて、せん断耐力算定法が使い分けられていますが、その適用境界においてせん断耐力値が不連続となる場合があります。本研究では、せん断補強鉄筋の効果やせん断圧縮破壊耐力に対する載荷板の効果などを検討し、せん断スパン比に対する連続性を考慮したせん断耐力算定法を提案しました(図4)。

図1 現行のせん断耐力算定式と実構造物の支持条件の相違
図2 両端部拘束支持におけるせん断耐力の評価
図3 杭基礎フーチングのせん断耐力の評価
図4 せん断スパン比に対する連続性を考慮したせん断耐力算定法
図5 等分布荷重におけるせん断力に対する耐荷機構の評 価

参考文献

  1. 轟俊太朗、田所敏弥、谷村幸裕、進藤良則:せん断スパン比の小さい直接支持された杭基礎フーチングのせん断耐力評価に用いる有効幅の検討、 第38回コンクリート工学年次論文集、Vol.38、No.2、pp.727-732、2016
  2. 藤岡慶祐、中田裕喜、田所敏弥、岡本大:多点荷重を受けるRC梁のせん断耐荷機構に関する一考察、第36回コンクリート工学年次論文集、Vol.36、No.2、pp.457-462、2014
  3. 轟俊太朗、田所敏弥、谷村幸裕、進藤良則:上側引張を受けるRC梁のせん断耐力に及ぼすせん断補強鉄筋の影響, コンクリート工学年次論文集、Vol.33、No.2、pp.739-744、2011
  4. 谷村幸裕、楠本秀樹、鈴木裕隆、田所敏弥:せん断スパン比の小さいRC部材の変形性能評価、鉄道総研報告、Vol.18、No.4、pp.5-10、2004.04
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