報告書番号

N05008

タイトル（和文）

鉄筋コンクリート製ボックスカルバートのせん断照査における繰返し荷重を考慮した安全係数の検討

タイトル（英文）

Discussion on Safety Margin in Shear Design of Reinforced Concrete Box Culverts Subjected to Cyclic Loads

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

載荷実験を行って、ボックスカルバートの耐力および変形性能に及ぼす繰返し荷重の影響を明らかにするとともに、地震作用を受けた構造物のせん断破壊を防止するために設ける合理的な安全係数を提案した。 検討対象は、原子力・火力発電所の取放水路系を構成する鉄筋コンクリート製ボックスカルバートである。これは、せん断補強筋が比較的少なく、軸力レベルも軸力比にして0.2以下という点で特徴付けられる地中のラーメン構造である。本報告では、単調／正負交番繰返しの区別とせん断耐力／曲げ耐力比をパラメータとした10体のボックスカルバートに対する水平載荷実験の結果を述べている。主な結果は次のような内容である。・繰返し荷重は最大耐力には大きな影響を及ぼさないが、変形性能を顕著に低下させる。・単調／繰返しを問わず、せん断耐力／曲げ耐力比が大きくなるほど変形性能が優れる。 実験結果から、曲げ降伏以前の状態では繰返しを考慮した安全係数の必要性は小さいことが確認された。また、単調／繰返しそれぞれの場合について、曲げ降伏以降、塑性変形が進行してもせん断破壊に至らないことを保証するために必要となるせん断裕度を定式化した。同式は、変形の進行度合に依らず一定値であった従来の安全係数に代わりうるものである。

概要 （英文）

The static loading test was conducted to identify the effect of cyclic loads on strength and deformation performance of box culverts. Based on the test results, the safety factor of shear strength, which was essential for preventing shear failure of structures subjected to cyclic loads such as an earthquake ground motion, was derived. The targets were the reinforced concrete box culverts as a component of intake waterway system in nuclear or thermal power stations. These are underground frame structures which are characterized by relatively low transverse reinforcement and axial load level under 0.2 of the axial stress ratio. Ten specimens having different shear margin were prepared for the static loading test. The results from three monotonic loading cases and seven cyclic loading cases were summarized as follows:・Cyclic load has the little effect on strength, however, this causes ductility degradation.・Ductility can be improved by the increase of the ratio of shear strength to flexural strength.From these observations, the safety factor is not required as far as the state of pre-yielding is assumed in design. Finally, a simple formula to evaluate the degree of reduction for shear strength in post-yielding state was derived about each occasion of monotonic and cyclic loading. This formula can play the substitute role on the traditional safety factor which was a constant irrespective of deformation level.

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