UHPC 被覆による既存柱の補強：研究の要点と評価方法

1UHPC とは

超高性能コンクリート（UHPC）は圧縮強度が非常に高く、繊維により引張強度と変形能力にも優れています。構造工学での応用と設計手法は、近年も発展を続けています [12]。

2既存柱の補強への利用

既存柱を UHPC の層で被覆すると、拘束とせん断強度が高まり、靭性が改善します。実大実験では、高軸力下での耐震性能が検討されています [13]。また、せん断が不足する柱に対する、現場打ちとプレキャストの UHPC 外殻の補強効果も比較されています [14]。

3設計段階での評価方法

補強前後のモーメント–曲率曲線を見れば、終局曲率と曲率靭性の変化が直接わかり、被覆厚さや補強案を選ぶ根拠になります。StructFlow の UHPC 被覆モデルはこの分野の研究に対応しており、無補強の断面と並べて比較できます。

参考文献

1. Mander, J. B., Priestley, M. J. N., & Park, R. (1988). Theoretical stress-strain model for confined concrete. Journal of Structural Engineering, 114(8), 1804–1826. doi:10.1061/(ASCE)0733-9445(1988)114:8(1804)
2. Popovics, S. (1973). A numerical approach to the complete stress-strain curve of concrete. Cement and Concrete Research, 3(5), 583–599. doi:10.1016/0008-8846(73)90096-3
3. Whitney, C. S. (1937). Design of reinforced concrete members under flexure or combined flexure and direct compression. ACI Journal Proceedings, 33(3), 483–498. doi:10.14359/8429
4. ACI Committee 318. (2019). Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-19) and Commentary (ACI 318R-19). American Concrete Institute. doi:10.14359/51716937
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6. 內政部（Ministry of the Interior, Taiwan）. (2023). 建築物基礎構造設計規範（Design Specifications for Foundations of Buildings），112 年 6 月 20 日修正發布，113 年 1 月 1 日生效. nlma.gov.tw
7. Mononobe, N., & Matsuo, H. (1929). On the determination of earth pressure during earthquakes. Proceedings of the World Engineering Congress, Vol. 9, Tokyo, 177–185.
8. Sutherland, I. E., & Hodgman, G. W. (1974). Reentrant polygon clipping. Communications of the ACM, 17(1), 32–42. doi:10.1145/360767.360802
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10. Chiu, C.-K., Hung, C.-C., Lin, K.-C., Liu, K.-Y., Lee, H.-J., Cheng, M.-Y., et al. (2019). Design Guideline for Building of High-Strength Reinforced Concrete Structures (Draft), NCREE-19-001. National Center for Research on Earthquake Engineering.
11. Hung, C.-C., & Li, S.-H. (2013). Three-dimensional model for analysis of high performance fiber reinforced cement-based composites. Composites Part B: Engineering, 45(1), 1441–1447. doi:10.1016/j.compositesb.2012.08.004
12. Hung, C.-C., El-Tawil, S., & Chao, S.-H. (2021). A review of developments and challenges for UHPC in structural engineering: Behavior, analysis, and design. Journal of Structural Engineering, 147(9), 03121001. doi:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0003073
13. Shao, Y., Kuo, C.-W., & Hung, C.-C. (2021). Seismic performance of full-scale UHPC-jacket-strengthened RC columns under high axial loads. Engineering Structures, 243, 112657. doi:10.1016/j.engstruct.2021.112657
14. Hung, C.-C., Kuo, C.-W., & Shao, Y. (2021). Cast-in-place and prefabricated UHPC jackets for retrofitting shear-deficient RC columns with different axial load levels. Journal of Building Engineering, 44, 103305. doi:10.1016/j.jobe.2021.103305
15. Ou, Y.-C., Alrasyid, H., Haber, Z. B., & Lee, H.-J. (2015). Cyclic behavior of precast high-strength reinforced concrete columns. ACI Structural Journal, 112(6), 839–850. doi:10.14359/51687911
16. Shen, W.-C., & Hwang, S.-J. (2023). Confinement reinforcement of high-strength reinforced concrete tied columns under high axial load. ACI Structural Journal, 120(3), 145–155. doi:10.14359/51738505

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