a
‑10自
……γ ……….. ~.~
‑15
‑20
1400
計 測 位 置 m
図‑6.2.14鉛 直 変 位 ( シ リ ー ズE、 IV) 2800 20
15 9 10
組 ミ 当
個 ‑5
s i
‑10
‑15
‑20
.........・・・・・・・・・..・・...............・.・・.......a ......... .. ...・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ー・ーー・・・・ー
1400
計 測 位 置 m
図‑6.2.13 鉛 直 変 位 ( シ リ ー ズ I、ill) 2800
(3)接 合 部 ず れ ‑ 開 き 変 位 関 係
ト ラ ス 部 材 と 床 版 部 材 の 接 合 部 に お い て 、 シ リ ー ズ II (横締め P= 0 )の卜ラ ス 部 材 ( 圧 縮 、 引 張 ) と 床 版 部 材 の 相 対 変 位 の 関 係 を 図 ‑6.2.15に 示 す。
あ る 荷 重 状 態 ( 載 荷 荷 重LOAD=165kN)を こ え る と 、 圧 縮 部 材 側 の 接 合 部 の 水 平 変 位 が 、 引 張 部 材 側 接 合 部 に 比 べ て 大 き く な る 。 こ れ は 、 ト ラ ス 部 材 と 床 版 部 材 の 接 合 面 の 摩 擦 が 切 れ て ト ラ ス 部 材 側 が 回 転 変 形 を は じ め る か ら で あ る 。 ま た 、 水 平 変 位 は 圧 縮 部 材 側 がLOAD=160kNを こ え る と 急 激 に 大 き く な る 。 こ れ は
ト ラ ス 部 材 と 床 版 部 材 の 充 填 部 に ひ び わ れ が 発 生 し 、 接 合 が 切 れ る た め で あ る 。 さ ら に 、 引 張 ト ラ ス 部 材 側 で はLOAD=320kNを こ え た と こ ろ で 卜 ラ ス 部 材 と 床 版 部 材 の 充 填 部 で 圧 壊 す る た め 急 激 に 変 形 す る 。
~---ö シリーズ .1
. 1
Q‑‑‑()…シリーズ E
ハU
00
‑ 181 一
6. 3プ レ キ ャ ス ト 部 材 の せ ん 断 伝 達 機 構 の 研 究 は じ め に
6 . 3 . 1
イ ン サ ー ト ・ ボ ル
6 . 2
節 の プ レ キ ャ ス 卜 部 材 の 接 合 部 の 載 荷 試 験 に よ っ て 、十 分 な 耐 力 を 有 す る 効 果 卜 を 用 い た 直 接 せ ん 断 力 を 伝 達 す る 接 合 構 造6)9)が、
隣 接 す る ト ラ ス 部 材 の 継 そ こ で こ こ で は 、
的 な 構 造 で あ る こ と が 確 認 さ れ た。
い く つ か の パ ラ メ ー タ ー を 組 目 部 の せ ん 断 力 の 伝 達 機 構 を 明 確 に す る た め に 、
載 荷 試 験 は 鉛 直 荷 重 の 一 軸 せ ん 断 力 を 作 用 み 合 せ た 供 試 体 で 載 荷 試 験 を 行 う 。
さ せ て 行 う 。 供 試 体 は 2つ の プ レ キ ャ ス ト ブ ロ ッ ク の 聞 に ボ ル ト を 配 置 し て 、 遊 間 を 高 強 度 モ ル タ ル で 充 填 し て 接 合 し た 継 目 部 の み と す る 。 パ ラ メ ー タ ー と
‑ ‑ ‑ ‑
~一一一
部 材
;損1'点 ③ :
‑‑‑‑‑‑‑‑ーー一一一ーァ一一一一「
k N
300
し て は 、 継 目 部 の せ ん 断 力 伝 達 耐 力 に 影 響 を お よ ぼ す ボ ル ト 頭 部 の 座 金 、 打 継 面 コ ン ク リ ー ト の 処 理 形 状 、 補 強 鉄 筋 量 お よ び 打 継 面 の 角 度 を 考 え る 。 パ ラ メ
継 目 部 の せ ん 断 伝 達 状 況 を 調 査 研 究 し 、 せ ん ー タ ー を 変 え て 載 荷 試 験 を 行 い 、
断 耐 力 式 の 提 案9)1 0 ) お よ び 接 合 部 の 補 強 法 や 設 計 法 に つ い て 検 討 す る 。 引 張 部 材
測 点 ④
200
載 荷 荷 重
ハ川UハU
司自EA
6 . 3 . 2
実 験 概 要 2.0実 験 条 件
︑I ' '
1i rr︑︑
m
nH
版 部 材 部 材 の 相 対 変 位 1.
0
7J'Jて
タζ
ハU
八川
U
{ 立 平
引張)と 7J<
トラス部材(圧縮、
図
‑ 6 . 2 . 1 5
ボルト本数 杓川面積比 かさ面積 打継面 補強鉄筋比 打継面角度 供試体名 ボルト径
N P(%) Abc(CUf) 形状 q(%) 。(0 ) T ‑ 0 8 2. 4
。
T ‑ 1 4 1.2
T ‑ 2 6 1.8 2. 19
。
T ‑ 3 8 2. 4
平 滑 T ‑ 4 4 1.6
M12
。
T ‑ 5 6 T ‑ 6
T ‑ 7 10. 39 6. 5 8 2. 4
T ‑ 8
。
T ‑ 9 凹 凸 4. 3
T ‑10
。
22. 5T ‑11 45
表 6. 3. 1実 験 条 件 ま と め
6 . 2 . 5
I
Jに よ る 載
神J模 二 重の 応 力 伝 達 機 構 を 有 す る プ レ キ ャ ス 卜 部 材 の 接 合 部 の
次 の こ と が 明 ら か に な っ た。 荷試験の結果、
直 接 せ ん 断 接 合 を 併 用
①横 締 め p
c
鋼 棒 の プ レ ス ト レ ス に よ る 摩 擦 接 合 に 、 し た 構 造 は 接 合 部 に ほ と ん ど 変 状 を 生 じ な い。② 接 合 部 の 横 締 め PC鋼 棒 の プ レ ス ト レ ス が 半 減 し た 場 合 CO.3Pu)で も 、 摩 プ レ ス ト レ ス が 全 て 消 滅 し た 場 合 (P=0)で も 直 接 擦 接 合 は 有 効 で あ る。また、
せ ん 断 接 合 が 十 分 な 耐 力 を 有 す る。
③ ト ラ ス 部 材 軸 線 の 交 点 の 位 置 を 床 版 の 下 側 に ず ら す こ と に よ っ て 、 有 効 に し 、 軸 線 の 交 点 の しカ
に 働 く 接 合 面 が 広 く な り 応 力 の 伝 達 が 無 理 な く 行 え る。
設 計 上 考 慮 す る 必 要 が あ る。 ず れ に よ っ て 、 部 材 に 曲 げ 応 力 が 発 生 す る の で 、
④ 接 合 部 の 施 工 方 法 に つ い て は 、 供 試 体 を 製 作 す る こ と に よ り そ の 施 工 精 度 が 確 認 さ れ 、 実 構 造 物 へ の 適 用 が 十 分 可 能 で あ る こ と が 実 証 で き た。
実 験 条 件 を 表‑6.3. 1に 示 す。継 目 部 の せ ん 断 伝 達 耐 力 に 影 響 を お よ ぼ す ノ ミ ラ メ ー タ ー と し て 、
① ボ ル ト 頭 部 の 座 金 の 有 無 ( か さ 面 積 )
② 打 継 面 コ ン ク リ ー 卜 の 処 理 ( 凹 凸 の 有 無 )
③ ボ ル ト 直 角 方 向 の 補 強 鉄 筋 の 量
④ 載 荷 軸 方 向 と 打 継 面 の 角 度 ( 垂 直 応 力 ) を 考 え る。ボ ル ト 面 積 比 pは せ ん 断 面 に 対 す る ボ ル ト 総 面 積 と コ ン ク リ ー ト 面 積 と の 比 (%、) か さ 面 積AbCは ボ ル ト 断 面 積Ab以 外 の ボ ル ト 頭 部 、 あ る い は ボ ル ト 頭 部 に 設 置 し た 座 金 に よ る コ ン ク リ ー 卜 に 有 効 作 用 す る 面 積 (cnf)である。
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、プ リ
図‑6.3.1供 試 体 の 形 状 および寸法 (T‑3)
( 2 )
供 試 体1
) 供 試 体 の 形 状 お よ び 寸 法供 試 体 の 形 状 お よ び 寸 法 を 図 ‑6.3. 1に 示 す。継 目 部 は250x 125mm、二 つ の プ レ キ ャ ス ト ブ ロ ッ ク の 間 に ボ ル ト を 配 置 し 、 遊 間 に 高 強 度 モ ル タ ル を 注 入 す る
2)使 用 材 料
① コ ン ク リ ー卜
本 実 験 で は 、 プ レ キ ャ ス ト ブ ロ ッ ク お よ び 継 目 部 に 高 流 動 の モ ル タ ル を 使 用 した。モ ル タ ル の 設 計 基 準 強 度 は80MPaで 、 配 合 を 表 ‑6.3.2に 示 す。な お 、 モ ル タ ル 用 ス ラ ン プ コ ー ン に よ る フ ロ ー 値 は290mmで あ っ た。
表‑6.3.2モ ル タ ル の 配 合 (f . c=80MPa P=CtFX)
︑1
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(kg C / m3 ) 750
FX (kg /
r r r )
(kg /S 計)
1125
HWRA (kg / m3 )
18
2 2
FX: 高 充 填 コ ン ク リ ー ト 用 混 和 材
② イ ン サー ト ・ ボ ル ト お よ び 凹 凸 面
ず れ 止 め と し て 実 験 に 使 用 し た ボ ル ト は 、 い ず れ も ゆ 12mm (M 12)で ね じ 切 り 長さ 70mmの も の を 用 い た 。 イ ン サ ー ト ・ ボ ル ト の 形 状 お よ び 寸 法 を 図‑6.3. 2に 示 す 。 ま た 、 台 形 の 凹 凸 を 設 け た 打 継 面 の 形 状 お よ び 寸 法 を 図‑6.3.3に示す。
‑ 184 ‑
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1 2 (mm)図 6.3.2イ ン サ ー ト ・ ボ ル ト の 形 状 お よ び 寸 法
図‑‑6. 3. 3打 継 面 の 形 状 お よ び 寸 法 (凹凸部)
3)製 作
型 枠 に イ ン サ ー ト お よ び 補 強 用 の 鉄 筋 を 配 置 し 、 高 流 動 の モ ル タ ル を 打 ち 込 ん だ 。 各 々 の ブ ロ ッ ク は 、 打 設 後 翌 日 に 脱 型 し 、 イ ン サ ー ト に ボ ル ト を ね じ 込 ん だ 後 、 継 目 部 に ブ ロ ッ ク と 同 強 度 の モ ル タ ル を 充 填 し た 。 イ ン サ ー ト を あ ら か じ め 埋 め 込 ん で お く こ の 方 法 に よ る こ と で 、 ボ ル ト が 断 面 に 突 出 し な い た め 小 口 型 枠 の 施 工 が 容 易 に で き た 。
(3) 載 荷 試 験
載 荷 試 験 は 、 図
‑ 6 .3 . 4
に 示 す 静 的 一 軸 せ ん 断 載 荷 法 で 行 った。 こ の 場 合 、 継 目 部 に お け る 軸 方 向 の 相 対 せ ん 断 ず れ と 軸 に 対 し て 直 角 方 向 の 開 き の 変 位 を 、 供 試 体 の 表 裏 に 計 4カ 所 に 設 置 し た 変 位計(測定範囲30mm、 感 度 1/1000mm )により測定した。 図 ‑6.3.4載 荷 試 験 方 法
6.3.3試 験 結 果 お よ び 考 察
試 験 結 果 の 概 要 を 次 頁 の 表 ‑6.3.3に 示 す。
‑ 185 ‑
開 き が 生 じ た。最 大 荷 重 を 過 ぎ て か ら 耐 力 は 急 低 下 し 、 継 目 部 に 大 き な 斜 め ひ び わ れ が 現 れ 始 め る と 、 開 き は 急 激 に 進 行 し ボ ル ト は 大 き く 引 き 抜 け た。 この 供 試 体 の せ ん 断 抵 抗 機 構 は 、 ボ ル ト の ダ ウ エ ル (スタ ッド)的効果のみと考えら
2)供 試 体 T‑3
こ れ ら の 供 試 体 で は 、
T ‑ 0
に 比 べ る と 最 大 荷 重 を 過 ぎ て か ら 全 体 的 に ゆ っ く り し た 耐 力 低 下 を 示 し た。 こ の と き 、 ボ ル卜はゆ っく り 引 き 抜 け た 様 子 で 終 局 に 至 った。 こ の こ と か ら せ ん 断 力 の 伝 達 機 構
を 考 え て み る と 、 ま ず 継 目 部 が せ ん 断 力 B を 受 け る と 継 目 部 に 斜 め ひ び わ れ が 生 じ 、 [ そ れ に よ っ て ブ ロ ッ ク は 離 れ よ う と す る 。
を 大 き く す る こ と で 、 せ ん 断 耐 力 は 増 加 さ せ る こ と が で き る と 考 え ら れ る 。 3)供 試 体 T‑6
図
‑ 6 . 3 . 8
は、前 項 の こ と を 考 慮 し て 、 ボ ル ト 頭 部 に 座 金 を 設 置 し 、 モ ル タ ル に 作 用 す る か さ 面 積 を 大 き く し た 供 試 体 (T‑ 6)を 示 す。こ の 破 壊 性 状 は せ ん 面 の ひ び わ れ 発 生 後 、 ボ ル ト に 荷 重 が 作 用 し 始 め、ボ ル ト が ゆ っ く り 変 形 し な が ら せ ん 断 ず れ が 進 行 し 大 き な 斜 め ひ び わ れ が 多 数 現 れ 、 ボ ル ト 聞 の モ ル タ ル の せ ん 断 破 壊 に よ っ て 終 局 に 至 っ た 。 T‑6の供試体は、 T‑O、T‑3の 供 試 体 に 比 べ て、 最 大 荷 重 を 過 ぎ て か ら の 荷 重 低 下 が 少 な く 、 一定 荷 重 を 長 く 保 持 し な が ら せ ん 断 ず れ が 進 行 し、開 き は 一 度 大 き く 開 い た 後 で も 変 位 が 進 行 し な が ら 荷 重 は 増 加した。 こ の よ う に 座 金 を 設 置 し て か さ 面 積 を 大 き く す る こ と に よ り 、 耐 力 増 加 と と も に 靭 性 を 有 す る こ と が わ か る 。ま た 、 せ ん 断 強 度 と ボ ル ト 一 本 当 り の か さ 面 積 の 関 係 を 図 ‑6.3. 9に 示 す。 表‑
6 . 3 . 3
試 験 結 果コン?リート強度 (MPa) 最大せん せん断応力 r(MPa) 垂直応力。.n (MPa)
供試体名 断荷重
初期ひ 斜めひ 最 大 初期ひ 斜めひ 最 大 V(kN) びわれ びわれ びわれ びわれ
T ‑ 0 83.1 5. 7 90. 2 O. 94 2. 41 2. 89 T ‑ 1 63. 7 1. 57 2.04
69. 0 5. 2
T ‑ 2 85. 3 2. 26 2. 73 T ‑ 3 74.0 4. 6 98. 0 1. 35 2. 57 3.14 T ‑ 4 72. 5 2.31 3. 05
73. 5 4. 7
。 。 。
T ‑ 5 109.8 1. 86 4. 62 T ‑ 6 152. 9 2. 43 3. 75 4. 89
80. 3 4. 9
T ‑ 7 209. 7 2. 29 4. 08 6. 71 T ‑ 8 198.0 2. 82 3. 70 6. 33
75. 3 3. 9
T ‑ 9 250. 9 2. 98 3.17 8. 07
T ‑ 10 306. 0 4. 87 4. 93 9. 79 2.02 2. 04 4. 06 83. 1 5. 7
T ‑ 11 625. 7 7. 98 20. 02 7.98 20. 02
一 一一ー一一一
れる。
そ の と き 図
‑ 6 . 3 . 7
に 示 す よ う に 、 ボ ル ト の 引 張 力 に よ り ボ ル ト 聞 に 圧 縮 ス 卜 ラ ッ 卜 が 形 成 さ れ 、 こ の 圧 縮 ス ト ラ ッ ト に よ り せ ん 断 力 が ス ム ー ズ に 伝 達 さ れ る 。そ こでA→ B→ Cの よ う に 圧 縮 ス ト ラ ッ ト (1)かさ面積による影響か さ 面 積 に よ る 効 果 と し て 、 せ ん 断 荷 重 と せ ん 断 ず れ の 関 係 を 図 ‑
6 . 3 . 5
に、 せ ん 断 荷 重 と 開 き の 関 係 を 図 ‑6. 3. 6に 示 す。300 200
一一T‑6
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一一T‑6 150ト.，~ .. ，'.~.:， T ‑:. 0 "......
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図 ‑
6 . 3 . 5
せ ん 断 荷 重 と せ ん 断4.0 5.0 2.5
聞 き 畳 間
図 ‑
6 . 3 . 6
せ ん 断 荷 重 と 開 き ず れ 関 係 図1 )供試体T‑O
T‑Oの 供 試 体 は ボ ル ト の 頭 部 ( か さ 面 積 ) が 無 い タ イ プ で あ る。打 継 面 に 沿 っ 関 係 図
て ひ び わ れ が 発 生 す る と 同 時 に 、 ブ ロ ッ ク と 継 目 部 の せ ん 断 面 に 早 い 時 期 か ら
せん断力
A
C
せん断力
図 ‑
6 . 3 . 7
せ ん 断 力 伝 達 機ヨ巴 ム淘巳
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①(oi ①
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200 250 r‑ 250
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10.39
ボルトかさ面積 A bc (OJ!) ハHV nHV ︽HV
phiu
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1.0 2.0 3.0
せん断ずれ mm
4.0 図‑6.3.9セ ン 断 強 度 と ボ ル ト の か さ
面 積 関 係 図
ー.̲.ー竺イー‑ユ:‑::‑...T.:.....8 ' ..
ー，.，.‑'̲'‑ ュ
.'" ーー・・T‑6
1.0 0.2 0.4 0.6
開き量 rnm
0.8
図‑6. 3. 11せ ん 断 荷 重 と せ ん 断 ずれ関係￨文
文I‑6. 3. 12せ ん 断 荷 重 と 開 き 関 係 図
図‑6.3.8供 試 体 の 形 状 お よ び 寸 法 (T‑6)
こ れ ら の 供 試 体 は 全 て 打 継 面 に 付 着 が な く 、 T‑0は ダ ウ ェ ル ( ス タ ッ ド ) 的 効 果 の み に 支 配 さ て い る の に 対 し 、 T‑3、
6
は ダ ウ ェ ル 効 果 に ボ ル ト の か さ 面 積 効 果 が 累 加 さ れ た と 考 え ら れ る 。こ の よ う に せ ん 断 強 度 は ボ ル ト の か さ 面 積 に 比 例し て 増 加 す る こ と が わ か る 。
(2) 打 継 面 の 処 理 に よ る 影 響 ( 供 試 体
T ‑ 8 )
図‑6. 3. 10は 、 初 期 ひ び わ れ の 発 生 荷 重 を 上 げ る こ と と 、 ブ ロ ッ ク と 継 目 部 の 一 体 化 を 的 と し て 、 打 継 面 を 凹 凸 面 に し た 供 試 体 (T
‑8)を 示 す 。 ま た 、 打 継 面 の 効 果 と し て せ ん 断 荷 重 と せ ん 断 ず れ の 関 係 を 図 ‑6.3. 11に、 せ ん 断 荷 重 と 開 き の 関 係 を 図‑6.3.12に 示 す。 凹凸の効果は、 T‑6に 比 し て 初 期 ひ び わ れ の 発 生 荷 重 、 最 大 荷 重 の 増 加 で 確 認 さ れ た 。
ま た 、 荷 重 せ ん 断 ず れ 曲 線 の 傾 き は 大 き く な 図‑6.3.10供試体の形状および り、岡jI性 が 大 き い こ と を 示 し て い る 。こ の 理 寸 法
( T ‑ 8 )
由 は 開 き 状 況 か ら も 判 断 で き る よ う 打 継 面 を 凹 凸 に す る こ と に よ り 、 プ レ キ ャ ス ト ブ ロ ッ ク と 継 目 部 の 噛 み 合 い に よ る せ ん 断 摩 擦 抵 抗 の 増 加 が 有 効 に 働 き 、 打 継 面 の 付 着 強 度 が 増 加 す る た め に 、 ブ ロ ッ ク と 継 目 部 の せ ん 断 ず れ れ は 抑 制
され、 一体 化 し た と 考 え ら れ る 。
︒ ︒
00 1tム
(3) 補 強 筋 に よ る 影 響 ( 供 試 体T‑7、T‑9) 図 ‑6. 3. 13は 、 継 目 部 の せ ん 断 補 強 と し て 、 ボ ル ト に 対 し て 直 角 方 向 ( 載 荷 軸 方 向 ) に 補 強 鉄 筋 を 設 置 し た 供 試 体(T‑9)を 示 す。また、
補 強 筋 の 効 果 と し て 、 継 目 部 が 直 面 ( 無 処 理 ) の 場 合 の せ ん 断 荷 重 と せ ん 断 ず れ の 関 係 を 図
‑6.3.14に 、 せ ん 断 荷 重 と 開 き の 関 係 を 図 ‑ 6.3. 15に 示 す。継 目 部 が 、 凹 凸 面 の 場 合 の 結 果 を 図 ‑6.3.16、 図 ‑6. 3. 17に 示 す。 こ の 破 壊 性 状 は 、 ブ ロ ッ ク 内 の イ ン サ ー ト 近 傍 の 圧 壊 に よ り 破 壊 し た 状 態 と な っ た。 こ れ は 、 ボ