鉄筋コンクリート（RC）梁柱接合部の耐震挙動予測のためのストラット・アンド・タイモデル

科学分野:

• 構造工学
• 耐震工学
• 材料科学

背景:

• 梁柱接合部は、鉄筋コンクリート（RC）構造物の重要な構成要素であり、地震荷重下で複雑な力学的挙動を示します。
• 接合部せん断応力度-ひずみ関係の正確なモデリングは、RC構造物の耐震性能の信頼性の高い有限要素解析（FEA）にとって不可欠です。

研究 の 目的:

• 内蔵RC梁柱接合部のせん断応力度-ひずみ関係を予測するための革新的なストラット・アンド・タイモデル（STM）を開発および検証すること。
• 提案されたSTMの精度と有効性を、実験データおよび既存モデルとの比較によって評価すること。

主な方法:

• 6つの内蔵RC梁柱接合部 specimen を周期的な荷重下で試験し、せん断変形と破壊パターンを観察しました。
• 変形特性とひび割れパターンの実験的観察に基づいて、新しいSTMを定式化しました。
• STMの予測は、23のRC内蔵梁柱接合部の公表された実験結果に対して検証され、Zhao-Yangモデルと比較されました。
• STMはOpenSeesソフトウェアを使用したFEAに統合され、荷重-変位ヒステリシスと接合部せん断変形を解析しました。

主要な成果:

• 提案されたSTMは、既存のモデルと比較して、実験的な接合部せん断応力およびひずみエンベロープ曲線とのより良い一致を示しました。
• STMは、Zhao-Yangモデルと比較して、ピークせん断応力の平均絶対誤差（MAE）を大幅に減らし、決定係数（R²）を増加させました。
• STMを使用したFEAの結果は、実験的な荷重-変位ヒステリシス曲線と接合部せん断変形を正確に再現し、その適用性を確認しました。

結論:

• 開発されたSTMは、RC梁柱接合部のせん断応力度-ひずみ関係の非常に正確な予測を提供します。
• 提案されたSTMは、FEAにおける接合部コア挙動のモデリングを改善することにより、RC構造物の耐震解析を強化します。
• 本研究は、構造工学シミュレーションにおけるSTMの実用的な適用性と有効性を検証します。