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高強度コンクリートを用いたRC長柱の火災時座屈耐力

加藤 雅樹*1・道越 真太郎*1・馬場 重彰*1

高強度コンクリートを用いたRC長柱が火災を受けた場合,部材表層のコンクリートの温度が断面中央に比べ早期に上昇するため,部材の曲げ剛性,すなわち座屈耐力が大きく低下する。よって,RC長柱への導入軸力が常温時において長期許容応力以下であっても,火災時は座屈耐力が圧縮耐力を下回り,早期に座屈破壊が生じる可能性がある。
本報では,火災を受けたRC長柱の座屈耐力の評価方法を検討し,算定例について示した。算定結果によると,火災時は部材全体の曲げ剛性の低下が大きいため,RC長柱の座屈長さ/径が比較的小さい範囲であっても,座屈耐力が圧縮耐力を下回る場合がある。今後,RC長柱の載荷加熱実験を行い,本解析手法の妥当性を検証する予定である。

キーワード:  温度勾配,曲げ剛性,耐火時間,熱伝導解析,熱応力解析

*1 技術センター 建築技術研究所 防災研究室

Fire Buckling Strength of Slender RC Columns Using High Strength Concrete

Masaki KATO*1, Shintaro MICHIKOSHI*1 and Shigeaki BABA*1

During a fire, the slender RC columns using high-strength concrete have a big drop of a bending stiffness, in other words, a buckling load. Therefore, even if axial force to the slender RC columns are less than long-term permissible stress at room temperature, a buckling load is less than a compression load during a fire, and buckling failure may occur in early stage.
In this report, the evaluation method of the buckling load of the slender RC columns is examined and a calculation example is showed. According to the calculation result, a buckling load may be less than a compression load, because a drop of the bending stiffness is big during a fire even if the buckling length of the slender RC columns / diameter is within a relatively small range. In future, the fire resistance tests of the slender RC columns are conducted, and validity of this evaluation method is inspected.

Keywords:  thermal gradient, bending stiffness, fire resistance time, heat conduction analysis, thermal stress analysis

*1 Disaster Prevention Research Section, Building Engineering Research Institute, Technology Center