（，（，
［コー300×12 11．4 380 453 84 23
⊂ト300×16 15．5 399 463 86 21 ダイアフラム 11．7 284 442 64 30
し150×12 11．3 299 451 66 26 はりF くt＝11） 10．6 339 482 70 28 はりF（t＝13） 12．3 338 469 72 26 はりW（t＝7） 6．6 394 509 77 24 はりW くt＝8） 7．8 346 473 73 26
溶接組立ティ くt＝28）27．7 342 520 66 29
特殊スプリットティ1）＿ 363 541 67 31 ワンサイドボルト10．0 11902）1260 94 5．3
（注記）り ミルシートの億，2）0．2％オフセットの億
接接合部詳細は，先の阪神大震災を受け見直された溶接施工法に従った。すなわち，通
しダイアフラムの柱からの出は25mmと長くし（従来ならば1／2縮尺であるので15mm程 度），スカラップは2つの円弧ではりルート部がよりスムーズとなる改良型とした。
使用した特殊スプリットティはⅩW250S（ボルト8本タイプで実験では外側の4本を使 用）である。これは実際にははりと工場で溶接された後工事現場に搬入され，柱とボル
ト接合されることになる。この溶接は，はりフランジとは突き合わせ溶接，またはりウェ ブの一部（長さ約140mm程度）とは両面隅肉溶接される。試験体もこれと同様な溶接と した。なお，トルシア型ワンサイド高カボルトはF8T相当，4−M24とした。
鋼材の材種は，はりはSS400，鋼管は冷開成形材のSTXR400，特殊スプリットティは
SM4卯相当である。また，溶接組立ティはSM490Aとした。表5．3．2にこれら鋼材の機械
的性質を示す。
なお，柱とはりを接合するワンサイド高カボルトの一部にひずみゲージを貼付し，試
験体組立時と実験時につき，そのひずみ状況を確認することとしたが，試験体製作時の
ひずみ偉から，ボルトには設計ボルト張力が導入されてい ることを確認した。
5．3．3 実験方法 −153−
5．3．3 実験方法
（1）加力方法
加力は，写真5．3．1に示すように，鋼製の加カフレームに試験体を設置し，はり先端部 を油圧ジャッキで押引き加力することとした。また，加カサイクルは図5．3．3に示すよう に，はり先端部の変形角を基準に漸増交番繰り返し加力とした。また，これら全ての試 験体に閲し柱軸力（N）を作用させたが，その借は図5．3．1の村象骨組の1／2縮尺モデルに 村し，N＝0．3Ny（Ny：柱の軸降伏耐力）となる値とし，各試験体同一の軸力とした。従っ て，各試験体の軸力比はその柱に断面積に応じて変化し，N＝0．18NyまたはN＝0．23Nyと
なっている。なお，実験中，はり端部と中央部ではりの面外変形を拘束した。
（2）計測方法
試験体の変形，各部のひずみについて行った。変形及びひずみは，電気式変位計，ひ
ずみゲージによ って測定した。
写真5．3．1実験状況
−154一 第5章 ワンサイド高カボルトを用いた角形鋼管柱とはり接合部および部分骨組の弾塑性性状
図5．3．4に，接合部の変位測定法を示す。パネルのせん断変形は，パネルの対角線方向 の変位測定値を基に求め，接合部の局部変形ははりフランジ軸芯位置での，柱中心軸位 置と接合金物位置（距離230mm）の変形差を基に求めた。なお，パネルに関しては，本 試験体の様に，ノーダイアフラムでしかもスプリットティが接合される場合，その境界 が暖昧であり明確には定義するには至っていないのが現状であり，本研究でも今後の課 題と考える。従って，ここでは，従来通り，柱はり接合部で，はり上下フランジで囲ま れる柱部分をパネルとした。
R＝ p＝
ヱ己雲2
図5．3．3 加カスケジュール
図5．3．4 変位計測方法
5．3．4 実験結果 −155−
5．3．4 実験結果
（1）実験経過
各試験体の実験終了後の状況を写真5．3．2〜5．3．6に示す。各試験体の実験経過は以下の 通り。
a．F16試験体
初期のサイクルはほぼ弾性的挙動を示す。2サイクル目に入ると，はり変形角R＝
0．01rad．（R＝8／L，8：はり端部変形，L：はり長さ）近傍で，ひずみゲージ測定値の
一部が降伏ひずみを超え，荷重一変形関係もわずかながら非線形挙動を呈す。3サイクル
目は同じ変形角を与えたが，負サイクルのピーク時で特殊スプリットティと柱に約1mm
のすき間が認められた。続いて，変形角R＝0．02rad．の4サイクル目に入ると，はりの柱
との接合部近傍のはりフランジ部表面のペンキにしわが認められた。負サイクルではこれよりも損傷は進み，ペンキのしわが多くなると供に，ピーク時ではフランジ側面に若 干の局部座屈が認められ，特殊スプリットティと柱のすき間は約1．5mmと大きくなった。
但し，荷重一変形関係は紡錘形を示した05サイクル（R＝0・03叫）では，ウェブにも
ペンキにしわが発生し，すき間は4mmに達した。このサイクルでボルトのひずみは3500〝程度を示し，荷重一変形関係上の低荷重域でスリップ現象が認められるようになった。
次の6サイクル目（R＝0．04rad．）では，フランジ部のペンキのしわは長さ30cmの範囲に 及び，特殊スプリットティとはりウェブの接合部にも若干ペンキにしわが認められた。
ピーク時のフランジ局部座屈の彼の高さは約15mm程度であった。最終の7サイクル目で
は更に損傷が進み，R＝0．06rad．で最大耐力を呈した。しかし，以後のR＝0．08rad．まで の荷重低下は小さかった。最大変形時でのフランジ局部座屈長さは35mm，波高さは約
25mm，また特殊スプリットティと柱のすき間は12mmに達していた（写真5．3．2参照）。
b．F16T試験体
初期のl〜4サイクルは，ピーク荷重が若干低いもののF16試験体とほぼ同様な挙動を
示した。続いて，5サイクル（R＝0．03rad．）目では，引張倒の溶接組立ティウェブ部分
（はりフランジ面に対応）及びはりルート部にもそれと平行にべンキにしわが発生し，は
りフランジはわずかながら局部座屈した。また荷重の増加はほとんど認められなくなっ
た。次の6サイクル目（R＝0．錮rad．）では，前のサイクルでペンキにしわが発生したは
−156一 第5章 ワンサイド高カボルトを用いた角形鋼管柱とはり接合部および部分骨組の弾塑性性状
りルート部にクラックが生じた。そのクラックは変形の増加と供に進展し，ピーク時で は3〜5cm迄に達した。またそれに応じて，フランジの局部座屈の増大及び新たなウェ
ブの局部座屈も発生した。これら現象は最終の7サイクル目で更に拡大し，R＝0．糾rad．
近傍で最大耐力に達し，以後荷重は急速に低下した。実験終了時の，はりルート部のク ラック長さは100mmにも達していた（写真5．3．3参照）。
c．F16LH試験体
初期の1〜3サイクルを除き，前の2つの試験体とは若干異なった。すなわち，はりに はほとんど損傷が生じず，荷重一変形関係はF16試験体等でわずかに観察された低荷重域 でのスリップ現象が顕著となった。最終の7サイクル目のR＝0．鋸rad．近傍で，柱左右の 引張倒ボルトがそれぞれ1本破断し最大耐力を示し，以後急激に荷重低下して実験を終了
した。なお，特殊スプリットティと柱のすき間は，ボルト破断前の6サイクルピーク時で も約9〜12mmと大きな値を示した（写真5．3．4参照）。
d．F12A12試験体
全体的な挙動はF16試験体とほぼ同様である。但し，アングルが鋼管全面を覆っておら ず，アングル同士のすき間で変形が集中したためか鋼管の面外の変形量が若干大きく，荷 重一変形関係での低荷重域でのスリップ量が大きかった。また，この試験体ははり崩壊 型として設計したにも拘わらず，最終7サイクル目のR＝0．07ad．近傍で引張倒のボルト が破断した（写真5．3．5参照）。
e．F12D試験体
初期の1〜3サイクル目まではほとんど変化は認められなかった。次の4サイクル目に 入り，はりフランジ端部の内側及びスカラップ部のペンキにしわが発生した。5サイクル
目に入ると，はりフランジとエンドタブの切れ目のペンキにしわが発生し，フランジ端
部もわずかではあるが局部座屈が発生した。なお，この間の荷重一変形関係は典型的な
紡錘形を示した。続いて6サイクル目に入ると，先のサイクルでペンキにしわが生じたはりとエンドタブ部でクラックが生じ，ピーク時には20mm程度に成長していた。更に，こ のクラックは最終の7サイクル目に入っても成長し続け，ついにR＝0．鋸ad．近傍でその 長さがはり幅の半分にも達し，最大耐力を呈した後荷重は急激に低下した（写真5．3．6参
照）。
■ −′ ≠｝・ヽヽ
−160一 第5章 ワンサイド高カボルトを用いた角形鋼管柱とはり接合部および部分骨組の弾塑性性状
（2）荷重一変形関係
各試験体の，はり先端での荷重（左右2本のはり先端荷重の平均値）と変形（左右2本 のはり先端鉛直変位の平均値）の関係（以下，荷重一変形関係）を図5．3．6（1）〜5．3．6
（5）に，またこれら荷重一変形関係の包路線を各々降伏時の荷重（epy）と変形（e8y）で 無次元化して図5．3．7に示す。なお，表5．3．3に実験より得られた剛性，諸耐力を一覧にし て示す。また，表中の実験値と計算値は以下のようにして求めたものである。
（実験値）
初期剛性：ボルト離間荷重の1／2近傍を目安として，得られた荷重一変形関係において，
はり先端荷重（P）＝30kNとなる時の割線剛性を採用。
ボ担卜離間荷重：荷重−ボルトのひずみ関係において，ボルトのひずみが急増する点。
但し，ボルト4本の平均値。
降伏碍垂：荷重一変形関係において，最大荷重時の変形のl／2となる点における接線と 初期剛性の交点から垂線を降ろし荷重一変形関係と交わる点の荷重。
（計算値）
撃墜即性：柱とはりは曲げとせん断変形，パネルはせん断変形を考慮した。また，柱 の断面性能は，4隅のアール部分も考慮した。
草生卜離間荷重：図5．3．5に示すように，標準ボルト張力及び文献9，10，11を基にて
こ反力を考慮して下式で計算した（鋼管フランジの曲げ耐力は無視）。
BEP＝αrn≠×
・・・（5．3．1）軋 r α
図5．3．5 ボルト離間荷重計算モデル