台湾の新型高強度鉄筋コンクリート（New RC）とは

1背景

台湾では高層建築が増え、従来の強度のコンクリートと鉄筋では、下層階の柱断面が大きくなり、鉄筋も過密になって、利用できる空間や施工品質に影響が出ます。2010 年代から、国家地震工学研究センター（NCREE）と学界が「台湾新型高強度鉄筋コンクリート（New RC）」の研究を進め、より高強度の材料でこの問題の解決を図っています [9]。

2材料

New RC は、高強度コンクリートと高強度鉄筋を組み合わせたものです。主筋には SD685 級、横方向鉄筋には SD785 級を用い、コンクリート強度も従来の設計で一般的な範囲を大きく上回ります [9, 10]。材料強度が高まることで、同じ荷重をより小さな断面と少ない鉄筋量で負担できます。

3設計上の違い

高強度コンクリートは圧縮挙動がより脆く、一般強度のコンクリートで較正された従来の設計パラメータをそのまま使うことはできません。拘束鉄筋の必要量や、高軸力下での柱の靭性についても、改めて検討する必要があります [15, 16]。そのため New RC には独自の設計提案と修正パラメータがあり [10]、断面解析ツールもそれに従って計算しなければなりません。

4研究資料

国家地震工学研究センターには New RC の専用ページがあり、設計指針、実験、研究成果がまとめられています [9]。関連する研究は、国際的な学術誌にも継続して発表されています [15, 16]。

5StructFlow での対応

StructFlow の計算コアは New RC の研究成果に基づき、教授による検証を受けています。柱、壁、円形柱の強度計算は New RC の修正パラメータに従って行われ、鉄筋の等級には New RC の高強度鉄筋をそのまま選べます。

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
5. 內政部（Ministry of the Interior, Taiwan）. (2023). 建築物混凝土結構設計規範（Design Specifications for Concrete Structures of Buildings），112 年 8 月 10 日修正發布，113 年 1 月 1 日生效. nlma.gov.tw
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
9. National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE). 台灣新型高強度鋼筋混凝土（Taiwan New RC）專區. ncree.niar.org.tw/service/newrc
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

関連記事