1.はじめに 今回,研究対象とした原子炉は,日本で初めて発電を行った動力試験炉(JPDR)で,長時間,低照射率で照射されたコンクリート構造物である。そこで,本研究は,放射線を照射された生体遮蔽コンクリートが中性子およびγ線の発熱によってコンクリートの水和特性と微細構造がどのような影響を受けているかを把握するためにJPDRと同様の温度条件下におけるモデルコンクリート試験体を新たに作製して、それらの挙動について比較検討することによって生体遮蔽コンクリートの物理・化学的変化から発電炉の寿命を予測する場合の有用な知見を得ることを目的として行ったものである。2.生体遮蔽コンクリートの概要 生体遮蔽コンクリートはRC造で、厚さ13mmの鋼製ライナーが炉心側内表面に内張りされ、内外表面の中間には中継ぎライナーが配置され、外表面にはエポキシ系の塗装が施されている。生体遮蔽コンクリートの概要,設計条件と調合を、本文2章とFig. 1, Table 1に示す。3. 試験概要 生体遮蔽コンクリート(実験1)および放射線照射による温度の影響を想定したモデル試験体(実験2)の水和特性と微細構造に関する試験項目と内容をTable 2示す。生体遮蔽コンクリートの水和特性と微細構造の挙動は,放射線照射量の影響をみるために部材厚さ等の条件を同一として、炉心との位置関係による影響を確認するために平面対称で測定した。試料の採取位置は、Fig.1のように放射線照射量が最も多い炉心近房と照射量が少ない炉心から離れた位置、さらに放射線の照射を極力受けない位置のものとした。Fig.3に測定する試料の採取手順を示す。温度の影響を想定したモデル試験体は,JPDRの建設当時とできるだけ同一の材料と調合とした。モデル試験体は,原子炉からの放射線照射による熱エネルギーを長期に受けたコンクリートの挙動を再現するために、Fig.4に温度の影響を想定した養生条件で行った。モデル試験体は、遮蔽コンクリートが打込み厚さの大きいコンクリートであることから,炉心側ライナーに近いところおよびコンクリート中心部で水分の移動が制限されることを想定して,銅板筒型枠(厚さ0.3mm,外径15mm,内高30mm)による完全密閉を施すものをシール有りとし,熱が伝導されて室温に接する部分を想定してシール無しと設定した。想定した温度は、打込み時の水和反応に伴う発熱と運転時の放射線の照射に伴う発熱を考慮して、60℃とした。これらの計算方法は文献3)の3.3に,解析結果の要約は,本文の「4章」に示した。4. 試験方法 (1) 生体遮蔽コンクリート 1) 走査型電子顕微鏡観察(SEM) SEMの観察は,コンクリートの粗粉砕試料(乾燥状態)からモルタル部分(3〜5 mm^3)を採取して真空乾燥した後に,その試料を割裂した破断面に金を真空蒸着して行った。測定は微小部走査型電子顕微鏡によって1試料につき2視野とし,倍率は500,1000,3000,10000倍で行った。2) X線回折 X線回折は45μm以下に微粉砕(乾燥状態)したモルタル部分(約1g)をガラス板に均一になるように詰めて,回折角(2θ)を測定し(室温 : 20〜25℃), Bragg'sの条件式に代入して格子面間隔を求め,JCPDSカードにより同定した。 3) 結合水量及び示差熱分析 結合水量は45μm以下に微粉砕したモルタル部分を約5g採取し,40℃で24時間乾燥させた後に電気炉により,105℃,400℃,650℃及び950℃で各1時間,650℃の減少率より105℃減少率を減じて算出した。DTAの結果をみると,炭酸塩の分解に対応する600〜700℃の減量はほとんど見られないので,試料の炭酸化はほとんどないものと考えて,結合水量算定上の上限温度を650℃とした。結合水量の計算 減少率(%)=(試験前の質量-試験後の質量)/試験前の質量×100 結合水(%)=650℃減少率-105℃減少率 示差熱分析(DTA)曲線は,45μm以下の微粉砕試料を約10mg採取して,示差熱分析装置を用いて昇温速度を10℃/min(室温 : 20〜25℃),温度950℃までαアルミナを標準試料として測定した。 示差熱分析の計算 Ca(OH)_2 (%)=440〜500℃の脱水による減量率/O.243^<*1)> *1) : 0.243= H_2 o/Ca(OH)_2 吸熱ピーク面積比の算定は,3,3.3,(1),3)に示した。4) 細孔径分布(ポロシティ) 細孔量はコンクリートの粗粉砕試料からモルタル部分を約30g採取して,エタノールに入れ超音波洗浄をした後105℃で30分間乾燥し,水銀圧入式のポロシメータを用いて水銀圧力0.9〜2000kg/cm^2で細孔径を6〜9500nmの範囲で測定した。(2) 温度の影響を想定したモデル試験体 水和特性と微細構造の試験は,Fig.3に準じて3.2(2)のコンクリートから骨材を取り除いた微粉砕試料(乳バチによる)を調製して,3.3.(1),1)〜4)と同様の方法でSEM観察,X線回折,結合水量,熱分析および細孔径分布などについて行った。5. まとめ 試験結果およびその考察から、次のような知見を得た。a. SEM観察の結果,針状結晶は炉心側試料の方が外側に比べて発達の度合いが大きい。それは、モデル試験体のエトリンガイトとC-S-Hの針状結晶と同じであった。b. 結合水量は,炉心側の方が外側に比べて約5%大きいが,モデル試験体では6.5%程度大きくなり,JPDRの分析結果と同じ傾向を示した。c. X線回析による水和生成物は,モデル試験体のときモノサルフェート,Ca(OH)_2のピークが強く検出されており,JPDRの分析結果と一致していた。d. 細孔径分布は,炉心側の方が外側より小さい細孔径が多く存在しており,この傾向はモデル試験体のシール有り(炉心側を想定)の場合とよく一致していた。e. モデル試験体の水和特性と微細構造は,生体遮蔽コンクリートの結果と特に変化を生じていないという試験結果を補足しているデータの一つであると考えられる。

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The compressive strength, the amount of Ca(OH)_2 and the pore structure of the concrete which contained large amount of fly ash as a part of fine aggregate were investigated experimentally to provide useful information on the establishment of the rational mix designing for high volume fly ash concrete. The experimental results showed that the compressive strength of the concrete increased in early age as well as in long term age with the increase of the content of fly ash which filled the voids between particles and prevented Ca(OH)_2 from big crystallization. The compressive strength of the oncrete was highly correlated with the cement-to-water ratio in the age of 28 days, on the contrary with the binder-to-water ratio in the age of 1 year. The increase of the compressive strength of the concrete in long term age, which was caused by pozzolanic reaction, was considered to result from the reduction of the amount of Ca(OH)_2 rather than the reduction of the pore volume

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We investigated the failure types of 50mm thick structural steel plates (SN490) including a weld bead line by conducting tensile tests. The testing temperature, -40℃, was selected in order to simulate the high strain rate. When the weld line made a right angle with the tensile axis, a usual ductile fracture occurred. On the other hand, when a bead line was parallel to the tension axis, brittle fracture occurred. Having a slit in the backing strip in the latter condition, the fracture stress was reduced to a yield strength level. The brittle fracture stress in the slit specimen was estimated by a simple fracture mechanics approach based on the measured fracture toughness K_<IC> (50MPa m^<1/2>), the initial crack size (6.4mm) as determined from SEM observation, and the estimate of residual stress along the weld line.

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The applicability of "Impacting Excitation Apparatus" to measurement of floor impact sound generated by walking was investigated in case of the floor covered with soft finishing material. At first, excitation forces applied by walking and the apparatus were investigated. Secondly, the floor impact sounds were measured in actual houses. As the results, it was confirmed that the forces and the sounds would be changed by the effect of soft finishing material, the frequency characteristics of the force of heel landing could be almost substituted by the apparatus, and the sounds generated by walking and the apparatus were almost the same.

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The contact thermal sensation caused by foot or buttocks contacted with floor is one of the evaluation index for the floor heating. This paper deals with the evaluation method of the thermal sensation for the floor heating. The thermal sensation of testing floors with ten types of floorcovering and four floor temperatures was evaluated by bare foot, slippered foot and buttocks. The contacting surface temperature between an artificial foot and floor was measured. The test results are as follows ; (1) The relation between floor temperature and thermal sensation is approximately on a straight line each floorcovering, and these lines crossed at foor temperature of 32℃ to 34℃. (2) The contacting surface temperature of artificial foot shows the same tendency as that of human foot. (3) The relation between floor temperature and contacting surface temperature is approximately on a straight line each floorcovering, and these lines crossed at floor temperature of 32℃ to 34℃. (4) The contacting surface temperature can estimate the thermal sensation of floor heating. (5) The comfortable range of sensation is 1.6℃ to 3.2℃ of contacting surface temperature.

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The design wind load for the structural frame of a circular flat roof has been investigated, based on the dynamic-respose analysis both in the time and in the freqency domain. In the analyes, the wind-tunnel data of simultaneous pressure measurements at some hundred points are used. The results indicate that the equivalent static pressure, which reproduces the maximum response of the roof, can be evaluated by using a gust loading factor approach. Empirical formulas for the distribution of equivalent design pressure coefficient on the roof are provided.

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In this study, the questionnaire survey on seismic damage of household property in the Hyogo-ken Nanbu Earthquake was performed. The results show that the damage area of household property spreads more widely than that of building, and that the damage ratios and patterns are different for the respective types of household property. Based on the result of the survey combined with the seismic intensity of the area, we proposed vulnerability functions that present the relation between seismic intensity and damage ratio of household property. These functions are useful for quantitative evaluation of household property damage.

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Detection of discontinuities in response of building on earthquake by using the jerk sensor combined with a vibratory gyroscope and a cantilever is reported in this paper. It is reported by authors that the discontinuities generated from the elastic region to plastic region in the observed response of structure is detected by the wavelet analysis of it. As the wavelet analysis requires the numerical computing process, it can not be used on-line monitoring. However, it is sometimes requested to detect the discontinuities to reflect the information to the feed back control. In this paper, the jerk sensor combined with the vibratory gyroscope and the cantilever is proposed to detect the discontinuities in signal on-line. The effectiveness of this sensor is proven through experiments.

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A method to evaluate interstory stiffness and damping based on ambient vibration measurements is presented. The method was applied to two steel buildings, both of which were damaged during the strong earthquake motion of the 1995 Hyogoken-Nanbu earthquake. Through comparison before and after repairs, the following results were obtained. (1) Damages to beam-to-column connections in a moment frame structure caused reduction of interstory stiffness by 20 to 30 percent. (2) Fracture of bracing members in a braced frame structure caused reduction of interstory stiffness by about 50 percent. The obtained results can be utilized as a standard reference for developments of damage detection methodology.

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This paper discusses possibility of increasing ultimate aseismic safety of steel buildings by utilizing PC curtain walls which have been non-structural members. Elastic-plastic seismic responses of the structures with and without walls are analyzed, and the results are compared to show aseismic effects of the walls. Moreover, allowable seismic accelerations of the structures are estimated on the assumption that they correspond to the beginning of strain-hardening of plastic hinges, and it is shown that the accelerations may be increased from less than about 800 cm/s^2 (without walls) to more than about 1000 cm/s^2 (with walls).

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In formulating an analysis with finite displacements for space trussed structures, the equation of equilibrium based on the Lagrangian coordinates is generally used but the method of this analysis is comparatively complicated. In this paper, we formulated the method of stress analysis with finite displacements for space trussed structures by applying the incremental equation of equilibrium based on the Eulerian coordinates and thus the procedure of this analysis is not only comparatively simplified but convenient for practical use.

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Although cables are most popular as material, steel rods are also used as tensile members in tension structures for long time in history. In this paper, required quality for the tension strings and their connections are discussed by defining tension structures as structural-system hierarchy composed of various levels of elements. Their required quality items are chosen through historical review including bridges and glass wall structures, and through their hierarchical studies using parabolic tension elements defined as sub-systems. Several type of connections for high-strength tension rods are proposed and selected for satisfying these requirements, followed by application for practical projects.

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It is recently cited that the required performance regarding function, safety, aesthetics with a balance of economy in consideration of manufacturing and construction should be indicated to the architect, the owner and the user etc.. With respect to a system truss as well, it is also necessary to indicate the required performance. This paper takes up span, form, rotational mechanism, aesthetics for the items which determine the performance of joints for a system truss, and attempts the comprehensive evaluation of joints from an economical viewpoint. These items of the required performance are enable the structural designer to evaluate the performance of the structure, to make free design.

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Applying Fourier series in a direction to a thin elastic plate, we may obtain basic ordinary differential equations for a static problem. When the equations are solved analytically, we can obtain not only solutions of static boundary-value problems but also a shape function of the plate that satisfies the basic equations. Introducing orthotropic material properties into the plate, we get the stiffness matrix and the shape function corresponding to the matrix. Adopting the shape function, we construct the consistent mass matrix of the plate. Applying the stiffness and the mass matrices to various folded plate structures composed of the plates, we demonstrate the characteristic feature of the procedure.

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During the Hyogo-Ken Nanbu Earthquake in 1995, as many as a hundred thousand wooden houses were collapsed and the heavy death toll due to the collapse of houses reached ninety percent. In this study, for a wood framed house in the stricken area, micro-tremors were measured on the second floor and on its nearby ground surface. Using these measured results in earthquake response analyses, static hysteresis loop of the resisting shear walls, rigidity and strength of the house were determined by assuming a degrading tri-linear constitutive equation. An analytical response to the earthquake is obtained employing the acceleration recorded at the Kobe Observatory as input. The results obtained by the response analyses give clear explanation to the actual condition of slightly damaged house.

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1. はじめ 一般に構造物のコンクリート強度は、シリンダー実験のそれとは異なっている。曲げとせん断を受ける梁支点のコンクリート強度は、シリンダー強度に比べ、大幅に上回る場合がある事が報告されている。この事は、拘束状態が異なっているからだと一般に説明されている。拘束問題を多軸応力状態での構成関係で把握されるかは疑問であるが、コンクリートの多軸応力での構成関係を基にして、圧縮強度が拘束条件にどのような影響を受けるかを調べることでその影響を把握する必要がある。特に、圧縮を受ける径高さ比の異なる角柱は、拘束条件が圧縮強度に及ぼす影響を表わすことで、その問題を簡単に把握される一例と考えられる。本研究は、径高さ比の異なるコンクリート角柱の3次元非線形有限要素モデルにより、実際のコンクリート構造部材の中で拘束条件および応力集中の変化がコンクリートの圧縮強度に及ぼす影響に関して検討することを目的とする。高さ20cm、15cm、10cm、5cmの10cm×10cmの正方形断面を有するコンクリート角柱に対して解析による検討を行う。2. コンクリートの弾性-歪み硬化塑性モデル 破壊までのコンクリート材料は弾性-歪み硬化塑性材料と仮定し、降伏面および載荷関数をDrucker-Prager基準に基づき定式化している。Drucker-Prager基準による破壊面、初期降伏面、塑性ポテンシャル関数はそれぞれ式(2)〜(6)のように与えられる。塑性論に従って歪み増分は、弾性歪み増分と式(7)の流れ則で定義される塑性歪み増分との和で定式化される。最終的に、弾性-歪み硬化塑性材料の応力-歪み関係は式(10)で求められ、塑性剛性テンソルは式(11.a)となり、硬化パラメータは式(11.b)と式(11.c)により求められる。3. 引っ張り側のひび割れと歪み軟化モデル 引っ張り側コンクリート材料は分散ひび割れモデルと考え、線形弾性-歪み軟化材料と考えている。3次元でのひび割れ発生は、図2のように主応力に対して直交方向の平面に生じると仮定する直交ひび割れモデルと考え、3軸応力状態でのひび割れの限界値は式(12)と仮定する。ひび割れ後、引っ張り側のコンクリートは、図3のように総歪み増分はコンクリート歪み増分とひび割れ歪み増分との和で、式(13)〜式(15)と仮定する。ひび割れ面でのせん断伝達メカニズムは、式(16)のように線形的にせん断係数が低下すると仮定する。4. コンクリート角柱の有限要素モデル 図3に示すような8節点八面立体要素を用いて、第2および第3章で述べた仮定を基にコンクリート材料の3次元非線形有限要素解析プログラムNFERCを開発した。解析対象は10cm×10cmの正方形断面を有する高さ20cm、15cm、10cm、5cmの角柱で、荷重と構造体の対称性を考え、供試体の1/8の対称部分だけ解析を行っている。供試体の要素分割はそれぞれ図4に示すとおりである。コンクリート載荷面と載荷鋼板は完全フリーと完全付着の二つで、載荷面の付着条件を考慮している。コンクリート材料値は、圧縮強度を32.2MPa、引っ張り強度を3.22MPa、ヤング係数を31700MPa、ポアソン比を0.22と考え、応力-歪み曲線は文献10で示されているものを使用し、圧縮強度の25%までは線形弾性と仮定する。5. 結果考察 図7には、本研究で定式化されたコンクリート材料のモデルにより、3軸応力での応力-歪み関係を示しているが、試験に比べ解析により得られた応力の最大値が少し小さくなっている。これは式(3)および式(4)に用いられた2軸応力強度による降伏面が過少評価されたからである。表1に示すように、各供試体の代表的な節点で計算された相似角が60°に近づくことは、円形三角形であるコンクリートの破壊面がDrucker-Prager基準と相似角が60°で一致することを考えると、1軸圧縮強度解析のモデルとして3軸応力下でのDrucker-Prager基準は妥当性を示していることを証明する。図8によると、載荷面が完全フリーの場合、高さが異なることとは関係なく圧縮強度が一定であるが、載荷面が完全固定の場合、高さが短くなると圧縮強度が高くなっている。図9では、その結果が実験と良く一致していることを表わしている。載荷面が完全フリーの場合、ひび割れは発生していないが、図10は、載荷面が完全固定の場企ての外側面でのひび割れ分布を表わしている。中央断面の外側面からひび割れが発生し、外側面に沿って徐々に載荷面側に向け伸びている。図11は、載荷面が完全固定の場合の載荷面での主応力分布を表わしている。高さ20から10cmの場合、外側面で応力が集中しているが、高さ5cmの場合、外側面より中央部分で応力が集中している。載荷面が完全フリーの場合、全てが一軸応力状態を表わしたが、図12のように、載荷面が完全固定の場合、応力状態は、径高さ比の影響を受け異なっているし、高さ20cmの場合、載荷面側では三軸応力状態となっているが、中央面側ではほぼ一輪応力状態となっており、二つの応力状態で明らかに区分することができる。しかし、高さが短くなると段々三軸応力状態の領域が増え、高さ5cmの場合、載荷面から中央面までほぼ三輪応力状態となっている。図13は、載荷面が完全固定の場合、内部面での塑性硬化率を表わしている。高さが20cmの場合、載荷面側では高応力状態であまり塑性硬化が進んでいないが、中央面倒では中心から塑性歪み硬化が進んで、圧縮破壊の限界領域になっている。載荷面側と中央面側でのその差は大きくなっているが、高さが短い場合、その差は小さくなっている。ひび割れの発生、主応力分布、塑性歪み-硬化分布から考えると、角柱の破壊は中央断面の外から横方向の膨張によるひび割れが進展すると共に中央面からの塑性歪み硬化が進み、文献12と13の試験に示されているような円錐型に破壊することが判断される。6. まとめ 径高さ比が異なるコンクリート角柱の3次元有限要素解析を行い以下の知見が得られた。1) 載荷面が付着されていない場合、ほぼ一軸応力状態で、径高さ比は圧縮強度変化に影響を及ばないが、付着されている場合、高さが短くなることにより、角柱の圧縮強度が高くなり、三軸応力状態が広げられている。その事は、拘束条件が圧縮強度に影響を及ぼすことが確かであるのを証明する。2) 高さ20cm、15cm、10cmの場合、供試体の応力状態は哉荷面での3軸応力状態と中央面での1軸応力状態の二つの領域に区分される。3) 角柱は、中央断面の外側からの膨張によるひび割れと共に中央面側での塑性歪み硬化の進展により、試験に示されているように、円錐型の破壊になりことが予測される。

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The object of this research is to develop an evaluation method for the relationship between shear force and deformation of shear walls. In this paper, an evaluation method for the relationship between shear stress and shear strain of shear panels is written. The summary of this method is following ; 1. The method is based on the truss theory. 2. The tension stiffening characteristic is considered. 3. Concrete compressive strength is reduced after cracking. 4. An unique evaluation method of the principal stress axis after cracking was originally developed. The analytical results by this method oresponded well to the past experimental results.

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In this study, the collapse mode and the plastic deformation capacity of 590N/mm^2 high strength steel beam with scallops connected to box column is investigated by the monotonic loading test and the numerical analysis. And the stress transfer quantity from beam web to column is investigated too. It is clear that this quantity is influenced by column plate thickness greatly and not depend on the web thickness. As a result, if this quantity is small, beam collapses with fracture. Particularly, beam that has thick web plate is easy to collapse with fracture, and the plastic deformation capacity becomes small.

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This paper describes the effects of material properties on the plastic deformation capacity of steel members. Now, mechanical properties of steel materials aren't reflected enough on the member design. So in this study, mechanical properties used to estimate the plastic deformation capacity of steel members are reexamined. As a result, it is pointed out that the stress in vicinity of yield point and the tangent modulus in the plastic region are important factor for decision of the plastic deformation capacity of steel members. Finally, estimate of plastic deformation capacity at the present are compared with estimate of plastic deformation capacity at the proposal in this study.

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This paper studied the structural capacity of connections to concrete filled circular tubes (CFT) subjected to tension or compression. A flange joint connection, a flat gusset plate connection, or a cruciform gusset plate connection is commonly used in axial force members of hollow sections. In the connections with gusset plates, the connection length of the plate which are inserted and welded into the slots of tube end would be one of the main parameters to ensure the full strength and deformability of CFT member. The paper described (1) the outline of an experiment of these three types of connections with variety of connection lengths as well as diameter-to-thickness ratios of tubes ; and (2) discussed the requirements for the connection details in each type.

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