コンクリート充填鋼管(CFT)部材の照査法と補修法

コンクリート充填鋼管(CFT)部材の適用範囲を拡大できる照査法および地震時に損傷したCFT部材の補修法を提案しました。

1.はじめに

コンクリート充填鋼管(CFT)部材は、円形又は矩形断面の鋼管にコンクリートを充填した構造で断面性能に優れ、また工期短縮や狭隘箇所での施工が可能といった施工性にも優れた部材です(図1)。このCFT部材では、設計時の照査法の適用範囲が狭く、構造物への適用が限られるという点および損傷時の補修法が確立されていないという点に課題がありました。そこで、円形CFT部材について適用範囲を拡大できる新たな照査法および地震時の補修法を提案しました。

図1 円形CFT部材

2.照査法の提案

CFT部材の曲げ耐力・変形性能の算定法は、「鉄道構造物等設計標準」に定めていますが、その適用範囲が限定されるとの課題がありました。そこで、交番載荷試験(図2)を中心とした耐力・変形性能の算定法の検討を行いました。その結果、CFT部材の適用範囲の拡大が図れ、さらに従来よりも精度向上が図れる算定法を提案しました(図3)。本成果は、「鉄道構造物等設計標準・同解説(鋼とコンクリートの複合構造物)」に取り込まれています。

図2 交番載荷試験
図3 曲げ耐力・変形性能の算定法の適用範囲拡大
(a) 曲げモーメントと部材角の関係
図3 曲げ耐力・変形性能の算定法の適用範囲拡大
(b) 適用範囲の拡大

3.地震時の補修法の提案

CFT部材は一般に、地震に強い部材ですが、巨大地震により損傷した場合の補修法に関する検討事例はありませんでした。そこで、補修に関する検討を行い、鋼管の損傷程度に応じた補修方法を提案し、載荷実験により十分な補修効果があることを確認しました(図4)。

図4 CFT部材の補修方法

参考文献

  1. 斉藤雅充、池田学、萬代能久:円形断面コンクリート充填鋼管部材の最大耐力時における変形性能算定法の検討、複合・合成構造の活用に関するシンポジウム、Vol.10、pp.63-1~63-7、2013
  2. 池田学、萬代能久、斉藤雅充、吉田直人:コンクリート充填鋼管部材の補修方法に関する実験的検討、コンクリート工学年次論文集、Vol.35、No.2、pp.1213-1218、2013
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