拘束型重ね継手によるプレキャスト部材接合部の構造性能の評価に関する研究

イイヅカ, ユタカ; 飯塚, 豊

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拘束型重ね継手によるプレキャスト部材接合部の構造性能の評価に関する研究

https://maebashi-it.repo.nii.ac.jp/records/442

名前 / ファイル	ライセンス	アクション
R4学位論文（飯塚豊） (19.6 MB)

Item type

学位論文 / Thesis or Dissertation_02(1)

公開日

2023-03-26

和題

タイトル

拘束型重ね継手によるプレキャスト部材接合部の構造性能の評価に関する研究

言語

jpn

キーワード

主題

重ね継手

キーワード

主題

継手

キーワード

主題

スパイラル鉄筋

キーワード

主題

プレキャストコンクリート

キーワード

主題

Lap Joint

キーワード

主題

Joint

キーワード

主題

Spiral Reinforcement

キーワード

主題

Precast Concrete

資源タイプ

資源タイプ識別子

http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec

資源タイプ

thesis

著者

飯塚, 豊

著者(ヨミ)

イイヅカ, ユタカ

抄録

内容記述タイプ

Abstract

内容記述

建設現場におけるコンクリート工の生産性向上が課題となっており，現場打ちコンクリート構造物のプレキャスト化が推進されている．プレキャスト化による工期短縮は，周辺交通への影響や安全に対するリスク低減，現場での建設機械の稼働日数の減少による CO2排出量の削減など，社会環境へ与える影響は大きいといえる．しかし，それを数値化できる具体的な評価指標が明確化されていないこともあり，ボックスカルバートや擁壁類において，特に大型構造物のプレキャスト化が進んでいない．そのため，設計段階において経済性以外のメリットを適正に評価できる指標の策定について， i-Construction委員会では短期的な検討事項とされており，その指標が早期に示され運用されることが望まれる．また，大型構造物のプレキャスト化を推進するためには，必ず発生する接合部の確実な接合工法と，一般に割高といわれるプレキャスト部材のコスト改善が求められる．これまでもプレキャスト部材の接合工法は実用化されているが，継手部材のコスト改善と継手施工の合理化に検討の余地があった．
そこで，従来から採用されている鉄筋継手において，最も経済的で特殊な施工技能が不要な重ね継手に着目し，プレキャスト部材同士を接合できる鉄筋継手に応用することを考えた．重ね継手の応力伝達機構を応用した本継手は，突き合せた主鉄筋に対し，主鉄筋と重ね合わせる添筋を内部に配置したスパイラル鉄筋により重ね合わせ部を拘束し，継手周囲の充填材にはモルタルを採用した．モルタルを用いることでスパイラル鉄筋のピッチを密にして拘束効果を高め，一般の重ね継手に対し重ね長さを 1/4程度まで短縮させた拘束型重ね継手である．継手を構成する鋼材を異形棒鋼のみとすることでコストを抑え，接合時の締付工と施工技能を不要とすることで継手施工の合理化を図った．
本研究では，拘束型重ね継手に関する種々の実験的検討を行い，プレキャスト部材接合部の構造性能を評価したそして，その結果をもとにプレキャスト部材の設計法と施工法を提案し，継手施工の合理化を評価した．本研究の内容を要約すると以下のとおりである．
（１）従来から採用されているプレキャスト部材接合用の鉄筋継手について事例をまとめ，さらに重ね継手を応用した接合工法に関する既住の研究について紹介し，経済性，施工性および安全性について改善の余地があることを述べた．また，スパイラル鉄筋の拘束効果に関する既往の研究より，拘束鉄筋の端部閉合の有無による影響は，1リング分であることを紹介した．
（２）拘束型重ね継手単体の引張性能を評価し，継手の基本構成を決定するため，重ね長さ，スパイラル鉄筋のピッチに着目して実施した，継手単体の引張試験について述べた．継手の種類は，対象とする主鉄筋を D13から D25の 5タイプとした．その結果，D13は重ね長さを主鉄筋径のは重ね長さを主鉄筋径の8倍，倍，D16，，D19，，D22，，およびおよびD25はは9倍とし，倍とし，スパイラル鉄筋の補強筋比をスパイラル鉄筋の補強筋比を6.2%とすることで，とすることで，SD345の鉄筋継手の性能を発揮すの鉄筋継手の性能を発揮することがわかった．ることがわかった．
（３）実実用化する最小サイズ用化する最小サイズ((D13タイプタイプ))と最大サイズと最大サイズ((D25タイプタイプ))の継手を用いての継手を用いて，，部部材の中央で接合したはりに曲げ載荷を行い，一体成形の部材と同等の曲げ性能を有材の中央で接合したはりに曲げ載荷を行い，一体成形の部材と同等の曲げ性能を有するかするか評価評価するために実施した，はりの曲げ実験について述べた．するために実施した，はりの曲げ実験について述べた．継手は，継手は，SD345の鉄筋継手の性能を発揮の鉄筋継手の性能を発揮する継手をする継手を用いた．用いた．その結果，その結果，継手を用いて接合した部材継手を用いて接合した部材の曲げ耐力，剛性の曲げ耐力，剛性，，変位性状変位性状，およびひずみ性状，およびひずみ性状は，いずれのタイプも一体成形のは，いずれのタイプも一体成形の部材と同等であることがわかった．部材と同等であることがわかった．
（４）曲げ実験と同じ曲げ実験と同じD13およびおよびD25タイプの継手を用いて，せん断スパンの中央で接合タイプの継手を用いて，せん断スパンの中央で接合したはりにせん断載荷を行い，一体成形の部材と同等のせん断性能を有するかしたはりにせん断載荷を行い，一体成形の部材と同等のせん断性能を有するか評価評価するために実施したするために実施した，，はりのせん断実験について述べた．はりのせん断実験について述べた．その結果，その結果，D13タイプはタイプは曲げ耐力がせん断耐力を上回る設計ができず曲げ破壊したが，接合部にせん断力が曲げ耐力がせん断耐力を上回る設計ができず曲げ破壊したが，接合部にせん断力が作用しても，一体成形の部材と同等の構造性能であることがわかった．作用しても，一体成形の部材と同等の構造性能であることがわかった．また，また，D25タタイプのせん断イプのせん断耐力耐力，，変位性状変位性状，およびひずみ性状，およびひずみ性状はは，，一体成形の部材と同等一体成形の部材と同等であるであることがわかった．ことがわかった．
（５）はり実験と同じはり実験と同じD13およびおよびD25タイプのタイプの継手を用いて接合した実物大壁試験体に継手を用いて接合した実物大壁試験体に正負繰り返し載荷を行い，一体成形の部材と同等のじん性を有するか評価するため正負繰り返し載荷を行い，一体成形の部材と同等のじん性を有するか評価するために実施した，壁試験体の曲げじん性実験について述べた．試験体は，ボックスカルに実施した，壁試験体の曲げじん性実験について述べた．試験体は，ボックスカルバートの底版と側版の接合部を再現した壁試験体であり，壁部材厚と断面幅を実物バートの底版と側版の接合部を再現した壁試験体であり，壁部材厚と断面幅を実物大とした．継手を同一断面に配置し，接合部は塑性ヒンジ区間に設けないことを前大とした．継手を同一断面に配置し，接合部は塑性ヒンジ区間に設けないことを前提とした．また，本継手の性能に大きく影響する継手開口部のモルタル充填性状に提とした．また，本継手の性能に大きく影響する継手開口部のモルタル充填性状について，実施工と同様に施工した試験体の接合部を載荷実験後にスライスし，モルついて，実施工と同様に施工した試験体の接合部を載荷実験後にスライスし，モルタルの充填性状と継手の健全性を確タルの充填性状と継手の健全性を確認した．その結果，継手を用いて接合した部材認した．その結果，継手を用いて接合した部材のの最大荷重とじん性率は，最大荷重とじん性率は，いずれのタイプもいずれのタイプも一体成形の部材と同等であることがわ一体成形の部材と同等であることがわかった．また，かった．また，モルタルは十分な充填性状を得られており，載荷実験後のモルタルは十分な充填性状を得られており，載荷実験後の継手の健継手の健全性全性もも確認できた確認できた．．
（６）拘束型重ね継手を用いた拘束型重ね継手を用いたプレキャストプレキャスト部材部材の設計法と施工法について，継手単体のの設計法と施工法について，継手単体の引張試験と実物大壁試験体を作製したときの結果をもとに整理し述べた．引張試験と実物大壁試験体を作製したときの結果をもとに整理し述べた．D13からからD25のいずれのタイプものいずれのタイプも重ね長さを重ね長さを主鉄筋径の主鉄筋径の10倍と倍とし，継手施工の誤差を管理すし，継手施工の誤差を管理することで，ることで，実験実験でで確認した重ね長さを担保できること確認した重ね長さを担保できることを示したを示した．．またまた，，継手施工継手施工のの合理化の評価として，ボックスカルバートを例とした合理化の評価として，ボックスカルバートを例とした本継手と本継手と従来のカプラー式継従来のカプラー式継手との比較では，プレキャスト部材の材料費で約手との比較では，プレキャスト部材の材料費で約20%，，施工費で約施工費で約10%，，施工日数施工日数で約で約13%の改善が図れるの改善が図れる可能性があること可能性があることがわかった．がわかった．
（７）本研究において得られた結論を示し，実用化に向けた課題について整理した．本研究において得られた結論を示し，実用化に向けた課題について整理した．

学位名

博士(工学)

学位授与機関

学位授与機関名

前橋工科大学

学位授与年月日

2023-03-24

学位授与番号

22303　甲第34号

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2023-06-20 14:09:13.654805

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