【論 文
1
UDC ：624幽
073 ：624．
012．
45 ：624．
042 日本建築学 会 構 造系論文 報告 集 第 389 号・
昭和 63 年7 月せ
ん
断破
壊
す
る
正 方形 中空
ス
ラ
ブ
の
荷 重 変 形 曲線
に
つい
て
直交異 方性 鉄 筋
コ ンク リー
トス ラ ブの荷 重 変形 特性
に関
する実
験
お よ び解
析 的研 究
（
Part
3
）
正 会 員 正 会 員森 村
藤 谷
義
毅
＊信
＊ ＊ §1．
序 論 周 辺拘 束は りを もつ 直交 異 方 性 鉄 筋コ ンク リー
ト （以 後RC
と称す） 正 方 形ス ラ ブ 〔充 実ス ラ ブ・
中空ス ラ ブを さ す）の耐 力は，
曲 げ 以 外に面 内 圧 縮 力・
せ ん断力 および周 辺 拘 束は りの影 響を受け る た め， 解析的に荷 重 変 形 曲 線を厳 密に追跡す るこ とは非 常に困 難で ある。
し たがっ て，
筆 者 等は厳密解で な く大胆 な仮 定 を用い た簡 便な方 法で 直交異方 性正 方 形RC ス ラ ブの荷 重 変 形 曲 線を近 似 的に求め るこ と を 目的に研 究3）4）を行 っ てき た。 その結 果，
筆者等は前 報4｝ で， 曲 げ破 壊する周 辺 固 定 直交異方 性正 方 形RC
ス ラブ を対 称に曲 げ と面 内 圧 縮 力を考慮し，
二段階の変形 仮 定 を仮 想 仕 事 式に適 用して 誘 導 した荷 重 変 形 曲線 式を提案し た。 その提案式は， ス ラ ブ周 辺 拘 束はり の影 響に よっ て若干差異を生 ずるが， 実 験か ら得た荷重 変形曲線と比較的よ く近 似す る傾 向 を 示すこと がわ かっ た。
し か し，
曲 げ破 壊し た直交異方性RC
ス ラ ブの中で中 空 部 周 辺に ス パ イラル形のせ ん断 補 強 筋 を 中 空 方 向に施し た中空ス ラブ5．
4cm 厚の供 試 体 は， 実験値の荷 重 変 形 曲線よ り提案式か ら求めた荷 重 変 形曲線の方が最 大耐力時で荷 重・
変 形 と も大き く な る傾 向を示 し た。
この原 因 として は 「中 空ス ラブは，
断 面内 に中 空 部が一
方向に一
列に並ん であい て い る ため，
ス ラ ブ変形 状 態の進 行に伴っ て中 空 部 周 辺に応 力 集中が起こ り，
その た めに， その部 分がひび割れ を生じ，
そ れ がス ラブ 耐力お よ び中央た わ み量 等に影 響を与え た」と考え ら れ る。 ま た一
方， せ ん断 補 強 を施 さない中 空ス ラブの 供 試体は すべ てせ ん断破 壊し， 早 期に耐 力 を失 う傾向を 示 した。 こ の た め，
上 述の ことは， 中 空ス ラブ が充 実ス ラブに比べてせ ん断 力の影響を強く受け ると考えられ，
そ の荷重変形曲線を求め るには提 案 式にせ ん断の影 響を 考 慮に入 れて導く 必要が ある ことを示 唆し て い る。 その 日本建 築 学会 中 国・
九州 支 部 研究 報告1｝（1987年3月）と 日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集21 （1987 年 10 月 ｝に掲 載。
本 論 文は，
そ れ ら を ま と め た も の で あ る。
， 近 畿 大 学 講 師 紳 広 島 大 学 助 教 授・
工 博 〔昭 和 62年10月27日原 稿 受理） よ うなこ と か ら，
正方 形RC
中空ス ラ ブの解析 方 法と して，
せ ん断 補 強を施さ ない場合の 正 方 形RC
中 空ス ラブの荷 重変形曲線を求め ること は，
非 常に重 要なこと であ る。そこ で， 本 論 文は両 端 固 定
一
方 向 性 RC 中 空ス ラブ の せん断 耐 力 判 定 式を誘 導し，
その判 定 式を前 報の直 交 異 方 性正方 形 RC ス ラブの荷 重 変 形 曲 線 式に適 用して，
せ ん断 補 強を施さ ない場 合の正方 形 RC 中 空ス ラ ブの 荷重 変形曲線を求め，
せ ん断破壊 し た実 験 値の正 方 形 RC 中空ス ラブの荷重変形曲線と 比較 検討 し た。
§2．
解析に用い る仮 定 本論文は，
せ ん断 破 壊を考慮し た直交異 方性正 方 形 RC ス ラブの荷 重 変 形 曲 線 解 析を行う た め，一
方向 性 RC 中 空ス ラ ブの特 性 を 正 方 形 RC ス ラブのX
お よびY
方 向に偶 数 n個の細 長い帯ス ラブ （以後置換部 材と 称す）に分割した置換部 材に適 用する。
そ の一
方 向 性RC
中 空ス ラ ブと 図一
1に示す置 換 部 材お よ び部 材の解 析 的な取り扱い につ い ては，
次の仮 定に よ るものと す る。
1） コ ン ク リー
トと鉄 筋は完全弾塑性 体と み な し，
そ の応 力 度一
ひずみ度曲線は， 図一
2に示 すと お りと す る。
僭
」
【
騒
V しロ
．
り
−
，
v
！Lx
」＿＿
2＿＿
」しxEL
th （i） X 方向 置 換師 財 図 【b）Y万向 置 換 部 材 図 図
一
1 置 喚 部 材お よ び部材 状態 図 Ecゴ
潔
1
・・
e）s ；癇
呷
曦、
．1
諮
方 （ 曲 げ ひ び 割 れ 荷 重 以 復 餌 ・ i・
mei
＞N／
M｝
Mt【
（助 曲 げ ひ び 田 れ 荷 璽 以 俵 M【
r・
曲 げ ひ σ 闘 れ モー
メ ン ト 匡団 嗣zaHbl CC）X・
Y 方 向の
廓 梶 賦 聾 図 （a） コ ンク リ閥
卜 （b） 鉄 筋 図一
2 応 力 度一
ひずみ度 曲 線一
88
一
NII-Electronic Library Service
2） 置 換 部 材 断 面は
，
部 材あ弾・
塑性
域で の変 形に対1して も平面が 保持され る ものとす る。 3｝ コ ン クリ
ー
トの曲 げ引張応力 度および平 均せ ん断応 力 度は
，
コ ン ク リー
ト4週圧縮 強 度 F。の 10分 の1
と す る。・
4 ） 部材の せ ん断破 壊する箇 所は，
せ ん断 応 力が最 大 で負側 曲 げモー
メ ン トの零 付 近に起こ る もの とす る。］．
1』
1・
5） 置換部材 相互 は個々 のはりと し て挙 動するもの と，
する。，
ttt
I
・
L 6） 部 材の ね じ り変形は無視す る。’
7）1
置 換 部 材の拘束条
件は，
』
完
全 固定と》
る。
8） 解 析に関 する中 空 部 は よこ穴系が円 形そ の ま，ま
を
，
たて穴系は円 形と等断 面積 に置 換し た正 方 形と して取り扱 う。§3
ご
両端
固 定一
方 向性 RC中
空ス ラブのせ ん断 耐 力 式の誘 導週 辺固 定 正 方形
RC
中空ス ラブを鹵一ゴ
の よろ
に，
中 空 方 向お．
よ ぴ中空 方向と直交な方 向に分 割し，
，
それぞれ を 両 端 固 定一
方 向 性RC
中窒
ス ラズを考些
ると図一
3 〔・） ・ （b
）の よ、
うに却
る・
t
’
・ の守
で滷
一
3の ・ と を よ・穴系1 図T ・（
b．
）
：
のr
と を，
t
・，
・（tt
”系．
RC 中 空・ ラ ブ と名づ ける。
こ の よ，
うに正 方 形RC
中空ス ラブは 二 方 向 性で ある た め，
よこ穴 系と たて穴系の一
方 向 性 RC 中 空ス ラブの そ れ ぞれ の特性を持ち合わ せて い．
る と”
：．
考えられる。 し たがっ て， 本章で は後章で論 ずる 正方 形RC
中 空ス ラブの せ ん断 耐 力を伴 定する ために両 端 固定一
方 向 性 RC 中空ス ラブの せ ん断 耐 力 式 をよこ穴 系と た て穴系に分 けて誘 導 する。 t ／ oo oo ooo e （a｝ よこ穴 系RC 中 空ス ラブ （X方 向 置換 部 材）「
（b）’
hて穴 系RC 中 空 スラ ブ （Y方 向 置 換 部 棚．
P P P 9図 a b c d e L／4 L ／ 4 L／4 L ／4し
一
く b％
cl M図 a Ce）応 力 図 dtt
’ e （d ｝せ ん断変形 図 図一
3 RC 中空気「
ラ』
ブ図 c な お，
こ こ に誘 導す る せん 断 耐 力 式は，一
方 向性RC
中空ス ラブの実 験に合 わせ る た め，
図L3 （c）に示 した 三点 均 等 載 荷と し て求める。．
その た め，
その 式の 適 用 範 囲は9点 均 等 載荷に よ る正 方 形RC
中空 ス ラブに 限る ものとするe唱
’”
3−
1 両端固定よこ穴 系一
方 向性RC
中 空ス ラ ブのせ ん断 耐 力 式の誘導図
一
3（a）の よこ穴系RC
中空ス ラブは，中
空部が長 手 方 向に対し て直 角な方 向に一
列に並 んであい て い る た め，
中空 部 周 辺 部で破 壊 を生 じ，早
期に耐 力を失っ て し まう傾 向がある。
，
そ こ で， よ こ穴 系RC
中 空ス ラ ブ を格 子ば りモ デル で示した図一
3（d）の中で せ ん断 応 力 状 態の厳 しい部分 と曲げ応 力の厳しい部 分 を図一
4の よ うに取り出し，
破 壊す る と考えら れ る箇 所を次に示す （1 ）〜
（4 ）の よう に仮 定 し，
そ れに基づい て せ ん断 耐 力 式を誘 導す る。
（1
＞A −A
切 断 面 上に生 ずる曲 げモー
メ ン ト に’
よって a
−
a’
位置に曲 げひ び割
れが発生 し， そ れ によっ て ウェ ブ付け根 部分 が破壊す る場 合
』
（2 ）B −B
切 断 面 上に生 ずる曲 げモー
メ ン ト と面内 圧 縮 力に よっ て a−
a’
位 置に曲 げ びび割れ が発 生 し，
それに よっ て フ ラン ジ付け根部分が破壊す る 場 合（
3
）ウェ ブの
一
番細い C−
C 切 断 面 上に生 ずう
せ ん 断 力によっ て，b−
c’
部 分が破 壊 する場 合 I’
コ
（
4
）7
，ラン7
の’
1
1
．
．
細
L｝’
D−
P塑
断
面 上に生 ずる せ トコ’
ん断 力によっ て，d−
e 部 分が破 壊す る場 合な お， 〔
’
1 ）’
と （2 ）の破壊条
件は，
α一
a’
位 置め曲 げ 応 力 度 が，
（3
｝と （4
＞の 破 壊 条．
件は，
わcc’
6
’
とde
ゴd
’
面の平 均 せ ん 断 応 力度がコ ン ク リご ト 強 度 凡 の 10分の ユに達 し た と き と する。”
1
1
） 準備計 算D −D
切 断 面と BLB 切 断 面のdd ’
，αα’
位置か ら図心 まで の距 離 yty’
を 求め，
ス ラブ厚H
た対す る比で表 したのが，
．
ξ，
ξ’
とする と次 式で与え られる。
、
、
・一 翌 一 （1一
η鵠
苹
1
）（髪
皇
講
睾
41
）…・
・一
・一
皆
一
・ ・一
・／鵯
鴇 將
1
藷
二・dl
・1
D9 ／281
D’
9／2、
・
．
14），
（2）』
辷1
プ 、L・
．
Q Q A M N．
D 巳 （3｝ 1D，
MN．
CQ”
c 阯 H9 ノ
罵
ノ2 図一
4 中 空蔀周辺ひび割れ位置 図■
一
89
一
N工 工一
Eleotronio LibraryA
“
i：
ta”
扉 D ρ o／2．
qCel B匚‘sv D1 ←＿＿
E＿
→ dt e・
e OA 鬪ノ2 tdi 壽 y．
J燮
駄
＿置
｝
L
．
＿
oコ
匹 L 蜘 図一
5 中 空部応力状態図｝
二 ‘ 山 t’ t 7
尸
昌 図一
6 中 空部つ り舎い状態図…………一 ・
…・
一 …・
・
……・
・
こ こ で，
η＝h
／H ，Pt
＝ at／BH ，
dl＝d
，／H ，
κ ：ヤン グ係 数 比 （Es
／Ec
＞，
B
：スラブ幅と す る。 次に，
図一
5（a），
（b
）か らD −D
お よ びDt−Dt
切断面 上に分 布する曲 げ応 力 度 分 布によるdd ’
位 置か ら合力 位 置0点まで の距 離をy
”
とし，
ス ラブ厚 H に対す る 比 で表 し た のが ξ”
とする とバ リニ オン の定 理よ り次 式で 与えら れ る。
た だし，
D−
D お よびD −D ’
切断面上の曲 げ 応力 度は 図に示 し た 台 形 分 布 と して与 え る。
r
一
誓
（1一
η）（η十2）十12（K −
1）P
，（1−
2dlX1一
η一
2d…） 61（1一
η）〔1十η）十4 （K−
1）P，（1−
2dl ）一 ……・
………・
一 …………・
そ こ で，
ウェ ブC −C
切 断面に作用す る せ ん断 力 をQw
と考え る と，
フ ランジD −D
切断 面とD ’
−D
’ 切 断 両 に作 用す る曲 げ引 張 応 力 度 分 布の合 力 差は，
つ り合いか らQw
に等し く な り， 合 力 位 置0点に作 用 する。 このQ
曜を図一6
の0
点のつ り合い条 件 式から求 める と次式 と な る。
Q
・一
，＋皇
ξ〃Q ………・
……・
…・
・
・
・
・
・
……・
…
な お，
面 内 圧 縮 力 （N
／2）の影 響は無 視で きる ため， 図一6
か ら除いた。
こ こで，
β＝
ρ／H ，
ρ ：中 空 部 中 心か ら中空部 中心 までの距離であ る。
2） ケー
ス （1 ＞の誘 導A −A
切断 面に働く曲 げモー
メ ン ト，M は 式か ら、
M
＝ 涯Q
膨〃4＝ 霹「βηHQ ／4（η＋2ξ”
）………・
・
…
ゆ え に
，
aa ’ 位 置の曲 げ引 張 応 力 度a。’
ab は次式で与 え ら れ る。
u・… ＝ ＝ 、，，＋、多
舞
，／，晶
一 ・
……・
・
…
こ こ で， α α
’
位 置の 曲げ応 力 度 式 がF
。／10
に達 し たとき，
耐 力 γ凧 にな る と考え る と．
求め る ケー
ス （1）一
90
一
・
・
…・
一 …一
r四＝
15
涯 3） ケー
ス （2
）の誘 導B −B
切 断 面 上の図 心 位 置 y’
に関 する曲 げモー
メ ン ト eM は，
せ ん断 力Q
／2
と面 内 圧 縮 力N
／2およびQ
の偏 心に よる作 用に よっ て次 式で与え ら れる。Vvi2
’
η（η＋2ξつ＋4β（2ξ’
−
2ξ”
一
η＋η／涯）｝HQ ．M ＝
の耐 力 y四 は，
次式で与えられ る。2（η→
−2
ξ”）（β一
V奪「η／2
）eBHEc＋
4
1J………・
ゆ え に，
αα’
位置の 曲げ引張 応力度c。’
abは次 式と な る。 ua’
砺＝ ψQ
〆BH
＋paNIBII…・
・
…一 …………・
……
こ こ で， ψ と p は次 式に よる。
3ξ
’
｛ヤ猛「η（η＋2
ξつ＋4β（2ξ’−
2 ξ” ＋ η＋η／Vゼ）｝ ψ＝ 8（η十2ξ”）12
ξ一
2ξ’
十 η一
η／V餐「｝Hハr8
γ（η十2
ξつ3ξ
’
（2ξ一
2ξ’
十 η一
η／Vゼ ）ワ
＝
4γ な お， γ は
γ
ニ
ξ’十〔0．
5−
v至ジη／4一
ξ．）s一
ト3（K −
1）P
匚｛O．
5−
V偐一
η／4一
ξ’
− d1
）i 次に， 軸 方 向 力 （N ／2−
Qv
）に よ る ad 位 置の圧縮 応 力 度αa’
σ e は c。’
・，
。＝・
−
P’
Q
／BH
＋di
’
NIBH
……一 …・
・
……・
…
こ こ で，
g’
とψ’
は 次 式で与 え る。
，2
β ψ＝ ψ’
「
1一
η〃互）＋2（κ一
1）P。 （η十2ξつt
（1一
η／v〆才）十2（海一
1）Pt
｝1
ゆえ に， 求め るB −B
切断 面 上の aa「
位置の引 張 応 力 度は a。’
σ、＝ 。a・
σb−
c。・
σ c……・
………・
……一 ・
一・
・
一 ・
・
一
よっ て，
式がF
。／10に達 し た と き耐力 ．w
，に な る と考え る と， 求め る ケー
ス （2 ）の 耐 力 r隅 は 次 式で 与え ら れ るe 21Fc／10−
（P− di
’
｝N
／BHIBH
・
……・
……・
…
γ隅＝
（ψ＋ 〆） 4 ） ケー
ス （3 ）の誘 導 ひC
切 断 面 上に作 用 して いる せ ん断 力は，
Q
で ある か ら，
切 断 面上 に分 布す る平 均せ ん断 応 力 度 τw は次 式 で与えられる。
・・一
ω一
，〕（，解
獅 。・
・
…・
・
…一 …………・
……
こ こで， Tw がF
。／10に達 したと き 耐 力 r鵬 にな る と 考え ると，
求め る ケー
ス 〔3 ）の耐 力rWs は次 式と な る。
Q9
一
η）（η＋2 ξつBHFc
…・
・
…・
……・
・
…・
…一
vWs＝
5β 5＞ ケー
ス （4 ＞の誘 導NII-Electronic Library Service
D −D
切断面 上に作 用している せ ん断 力はQ
／2で ある か ら，
そ れに よっ て生ずるD−D
切 断 面上の平 均せ ん断 応力度τs は次 式で与え
られる。・
・「
、．
嘉
。。・・
…・
…・
・
1・
・
…
：・
………・
☆
……
こ こ で
，
TF がF
。／10
に達 し た とぎ
耐 力 y凧 になると 考え る と，
求 あるケー
ス （4）の耐力vW4 は次 式と なるe ” v・‘一
（ト η碧
畢
………
L・
…・
…・
…・
・
……・
……・
…
以 上の こと か ら
，
よこ穴系RC
中空ス ラブ
の せ ん断 耐 力は，
上述し た レ％一
，凧 の 中で一
番 小さ い 値のせ ん 断耐 力値で決 定す る。3
−
2たて穴 系
RC
中空ス ラ』
ブの せ ん断
耐 力 式の誘導 図一
2の た て穴系RC ．
中空ス ラブは中 空 部が長 手 方 向 に並ん で あいてい る た め， 1型 ば り の一
種と考え ら れ る6 こ の種の断 面は， ウェ ブ部分 がス ラブ幅に比べて非常に 細いた め， せ ん断ス パ シ比および斜張 力 等の影 響を受け』
や す く， その部 分で せ ん断破壊を生じ，早
期に耐 力を失 う傾 向 が ある。
．
そこ で， たて穴系RC
中 空ス ラブは せ ん断 応．
力が最 大の位置で，
せ ん断スバ
ン比 お よび斜張力等の影 響を受 けてせ ん断破 壊を生 じ7四 および7鵬 に な ると考えて た て穴系のせ ん断 耐 力 式を誘 導 する。1
）斜張力に よ る せ ん断 耐 力式の誘 導 これ は
，
せ ん断ス パ ン比に関係な く，
せん断応力が最 大で， 曲げモー
メン ト零の位置で斜張 力．
σtがコ ンク1丿一
ト強 度Fc
の 10分の1
に達 し た と き， せ ん断 破壊す る もの と 考える とせん断 応 力Q
は次 式の よ うに誘 導で き る5）。 at一券
柳
・・1
∴ ：1
…一
：・
一 ・
…・
一 ・
・
・… こ こで，．
σ，
＝NIA 、
τ7QSg ／Jgr
b
を代入 してQ
につ い てまと める とQ
一
（
Fc10）
： ＋｛
器
ll−
∵
：
…a・
…一 一
／
一
……一
：…一
＠ ゆえ に，
求める た て穴 系RC
中 空ス’
ラブの斜 張力に よる せ ん断 耐 力 。臥 は次 式で表される。
，砿
＝
2Q− ・
一
∵・
…・
…・
・
1…
！……・
…・
……・
・
L− ・
，
・
・
た だ し
，
Ig：全 断 面 有 効の中立
軸に対する断 面二 次 モー
メン ト，b
〒B
（1−
『），
A
；断 面 積，
Sg
：中
立 軸に 対す る断 面一
次毛一．
メ・
ゾ トで あ る’
。
2 ） せ ん断ス パン比の影 響に よ る せ ん断 耐 力 式の誘導せん断 応 力 最 大の 位 置で，
ぜ
ん断ス パ ン比の影 響に よっ て たて穴 系RC
中 空ス ラ・
ブの ウェ ブ部分 がせ ん断 破 壊 を 生じるときのせん断応力度 ru は，
RC
は りの終 局せん断 耐 力算定 式6） （大 野・
荒 川式）に軸圧縮応力度 の効 果 を 累 加し た広 沢式7〕 で表
され
る と考えるとMIQd
≧4の場合、
τ。・
＝
O．
0295k
。h
。（180
＋F
。）＋2．
7Vplnt
＋0ユ σ。…
MIQd 〈4の場 合τ暫
＝
ku
彦p（180十F
‘）ゆ．
12
ノ（〃／Qd
十〇．
IZ）｝＋2
．
7V麻
1
＋0．
1σ。…一・
・
…
∴……．
………・
…
こ こ に，
σ。＝
ハ1／（BH −
aBh ），
Pω ：補 強 筋比fsy
：降 伏 強 度， a＝Sh
／L
でla は たて穴 系で
ある た め0
＜a〈 1め 値 と．
す る。
ただ じ，S
：穴個 数，
h ：中 空 丈，L
：ス パン長さで あ る。
ゆえに，
』
せん断応力Q
＝
τu（1− ．
a）B
（7d
／8）よつ て
，・
求め る たて穴系RC
中 空ス ラ ブの巷
ん 断耐 力 r既 は，・
次式で表さ れ る。
・W
・＝
2Q………・
…・
…………・
………・
………・
以 上の こと’
か ら，
たて穴 系RC
中 空ス ラ ブの せ ん 断 耐力は，．
上述 し’
た ア四 とr琳 の大な る方の せん断 耐 力 値で決 定 する。’
こ．
れ は，
γ厩
が せん断耐 力 値の下 限 値に な る た め である。
§4．
両 端 固 定一
方向性 RC 中空ス ラ ブの 計 算 値 と実 験 値の比 較 検討§3
，
で述べた
計 算 値の精 度を調べ る た め，
以 下に述べ る実 験に おける結果と比較検 討 する・
。・
な お，
実 験 内 容の 群 細につ いて は，
’
文献 （8
）を参 照の こと。
4−
1、
実験 概要，
1） 実験方法
，
1
図
一
7（a｝，
（b
）に 示 す よ うに
供試 体は，
幅21cm ， 長 さ 1m で両 端に 125×150．
の 断 面 を もつ は りを設け た もの である。 中 空 部は長 手 方 向に 4個あ け た もの （たて穴
d
・
系 RC 中 空ス ラ ブ〉 と 短 辺 方 向に5cm
間 隔で20
個あ け た もの （よこ穴 系RC
中 空ス ラ ブ）を 作 製 し た。
配 筋 1ま，
各シ リー
ズによっ て異な り， 図一
7の （c＞〜
（g ） に示す と お り で あ る6 そ の と き使 用し
た材 料の 力学 的 性 質につ いて は，
表一
1’
に示し た。実験方 法は図
一
8の鋼 製 拘 束フ レー
ム に供 試体を 入・
れTt 鋼製抱
束フ レー
ム と供試 体 両 端の す き間に超石膏を中
L
ヨ
Ce）厭膩 体 図『
齢
亙
薑
（c ）シリー
ズ 1韲
（d｝シリー
ズL
［1堊
くe｝シリー
ズ HI蠡
〔【）シ リー
ズ1”璽
（巴） シリー
ズV．
図一
7 供試 体お よ び配 筋 図一
91
一
N工 工一
Eledtronio Library表
一
1 材 料の力 学 的 性 質 を桝 の力学的性質
鉄筋
の力学的性 質
シ リ 「 ス ラ ブ供試
像名
メ ト セメント ：砂
量 比 篭‘舛 強度
Fc
εノCゴ ヤンヅ係 数
Eck
‘ノC ズ鉄
筋
径 ●鉄
筋
比
％降伏
強度
fcy8
！cmZ
ヤ
冫グ係 数
Es
駁8
！C
鵬z15
よ
こ穴
18
φ，
26
φ2
五：2
．
5297
．
34
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．
0
．
342860
．
36
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5
よ
こ穴
22
φ，
32
φ2551
：3
．
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．
6
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．
15
，
6
マ2630
。
1
τ零106
4
よ
こ穴
15
φ，
22
ψ251
：3
．
51go
．
54
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．
15
．
462630
．
17
塞106
5
一
よ こ穴
22
φ、
32
φ401
：3
．
o211
，
82
露1055
．
15
．
3
了3286
．
903106
4
よ こ 穴15
φ，
22
ψ461
：2
．
5350
．
2531055
．
15
．
463280
．
908105
よこ穴
32
φ，38
φ1
：3
．
215
．
85
零1059
．
0
．
902063
．
56
零106
6
、
て穴32
φ4100i33
．
0215
．
85
竃1059
．
0
，
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．
66
零106
て 穴
32
φ．
38
φ301
：3
．
222
．
393
童059
．
0
．
go2063
．
668108
よ こ 穴34
φ、
42
φ40
五：3
．
0246
．
66
零1059
．
0
．
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．
9
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」 て 穴34
ψ201
：3
。
0222
．
8981059
．
o
，
7
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．
9
了8105 て 穴42
φ20
正：3
．
0246
．
8931059
．
o
．
了了2206
．
9
了零105
5
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φ，
32
φ401
：3
．
0292
．
61
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．
0
．
613021
。
249109
V
よ
こ穴
32
φ、
38
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；3
．
02
了6
．
59
拿1059
』．
go2909
．
9
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6
』 て穴
32
φ21
：3
．
02
了6
．
59
零1059
，
0
，
902909
．
973106
、 て穴
8
φOo2
i
：3
．
0228
．
52
富1059
．
0
．
902909
．
9
了零105
表一2
よこ穴系耐 力比計 算 値
一
算値
破墺
形式
供試体
せ
ん断
耐力
値」
1
以 ｝YWIYWZ YW3iYW4嬲
騨
験
値騨
算5
26
φ11810
玉
6
了1
1239
了13131
［
203512801
．
30
fl
こfla
1mq
8
．
φ．
13383
｝
48
ユ0
｝
29
了5
1407
了1228519601
．
16
曲
げ 曲 げ5
32
φ 了23
519
1
玉79
・
11555
1740
了05
0
．
74
1fla
｝fla
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11427
11695
1231220011478
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．
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flalfla
22
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｝
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｛
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了45o
．
94
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4m15
φ2335
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16
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120271086815
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ユ571
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．
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1
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15
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．
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fla
｝
fla
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φ1
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12
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；
19
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．
11
1
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1
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1
．
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．
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1
・15
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，
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1
了59
1225
1
1
．
43
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」15
φ4383
3865i3146
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1
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1325
− −
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138
φ
1
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i
6
了4
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．
638
φ
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1
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11
．
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32
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．
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．
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0
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，
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eb
ー
ー
；
ー
，
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1
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，
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1
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1
．
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、
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1
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，
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32
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1
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．
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了186
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．
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fla
，
fla
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了268
了2662
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．
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｝
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2
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了25881590
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1
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1
，
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‘
」鈩eblりeb
6m32
φ11246
11413
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13479
13993950
1
．
3
ユ ueb 凵eb32
φ1231
1362
20G
了｝
329
了3865118
了1
．
04
L3ebl凵eb
92 一
NII-Electronic Library Service 表
一3
たて穴 系 耐 力 比単位
：kg
計、算 値 ・
．
算 値
■ 1 ？ A覧
，供試 体．
、
．
1．
TWI ↑W2
曲げ
駛．
値
ex卩W
験
値破壊
．
形
式42
φ2219144643
了019101
．
16
ん 断．
742
φ22171452
』
436523500
．
94
ん 断 醗．
φ3
900
．
9
ん34
φ286r2122
’
44
了331000
，
92
ん断
駆−
38
φ23
了5
、
・
1526
・
341
・
02300
．
1
．
03
・ ん断
638
φ20451430345921500
，
95
ん
断
32
φ36
了5218431513140
．
1
．
00
曲げ
32
φ3251192
了315132501
．
00
ん断
38
》26911606322228350
．
95
ん断
V38
6m32
29151
了11322031750
：92
’
ん断
榎
418
・．
2289
・
3
了了3
・
35001
．
08
曲げ
32
398720963
了9
了．
130501
．
24
げ
供 鼠 体 RPP・
拘 乗フ レー
ム 図一
8拘束ラレ
ー
ムお よ び載 荷状態 図1
1，
1 流し込み，
t
面 内圧縮 力を鋼 製 拘 束フ レー
ム に伝 達さ せ る よ う に したざ
荷重は三点均等 載荷を採 用い 漸 増載荷で 最終 耐 力 まで加え たb・・
．
．
』
．
・
2
） 実験 結果…
’
11・
・
い 1ttト
上 述の「
よ うに して実 験 を 行b．
た結果，
せ ん断 破 壊 時め 各 供 試 体 め 最 大耐力は， よこ穴 系’
・
贐
たて穴 系に分 けて表一
2 ， 表 一3
に示し た。
ま た ， せ ん断 破 壊し た供 試 体の 代 表 的な よ うサは図一
9（a），
（b
），
（c） に 示し た。
特に， よこ穴 系の場合 デ 破 壊 傾 向の違い によっ て 図一
9（a）の 破 壊面をフ ランジ破 壊 げ ， 図一9
（b
）の破壊面をウェ ブ破壊．
（web ）’
と呼び，
表 中右端欄に実験結果の破 壊 面を記し た。 図 二 10
，
図一
1’
1は 図一
3（c）で示 し た 最 大 せ ん断 応力Q
をBHFc
で割っ たQIBHFc
と中空径h
を・
ス ラブ 厚H
で割っ た η（h
／H
）．
との 関 係お よび 面 内圧 縮 力・
Ar
をBHF 。
で割っ たG
。〆FL との関係をプロ ッ ト印 （実 験 値〉・
と曲
線 （計算 値 ）で示 した6
’
の である。
こ こ一
（1，
・
b
。⊇
N
／BH
と置 ぐ。 た だL
；
「
∫ 図一
10の計 算 値の曲 線は，
供 試 体 数の 多い ス ラブ 厚5cm と6cm，．
図一
11 は．
ス1ラブ厚 5 cm 22di
，
32φを取り上げ破 壊 面の違い に よ る 式 式を用い て計算
P
・
幗
に示し た も ので．
あや
・ 計 算に用い た供 試 体は，
図二 1σが シ リー
ズll
の ス ラブ犀
5ごm22 φ6え
リー
デIV
の 不ラ ブ厚 6cm32
φNo．
1
を，
．
図711 は洲
ニ
ズll
．
然
表と・
1レ
て選ん だ・ 1 ／．．
．
4
−
2計 算 値ど実 験 値の比 較 検 討
よこ
穴
系せん 断 耐 力 値ほ
§3で誘導
した破
壊 面A
−A
〜D −
D の違い による，
‘，
式 を用い，
た て穴 系 せ ん断 耐 力 式は，
式で算
定した。、匂
れを
表一2，
表一
3中に併 記した 。 表一
2b 右 端禰
に、
は，
計 算値に よ る 破 壊 面 を実 験恒
横に記し たD−
．
また，
表中の 曲げ耐力は，
文 献 （7）よ’
り算 定し た。
1．
た だ し
，
．
よこ穴系．
RC
中空 幺ラブの 曲 げ耐力 算 定に 用いた中 立 軸は∴薗内圧縮力 に』
よっ て フ ラン ジ部 分を越 え る 場合が ある。
こ こ で は，
・
越え な い場 合 を 考え て いる O OOOOOOOOOOOOOOO OOI
ヒ
唱
〔s）よ こ穴 系せ ん断破壊 （フ ランジ破 壌 ） ’．
一 一コ
’
コ
（b》よ こ穴Mせ ん 断 破 琅 （ウエブ破 壇 ）’
@
一
，
り
「 図
一
…9
一方向性RC 中空ス ラ ブ の 破 状 態 図．」・ 1
．
ド ^BHF e． 凾』 o． e．
Io
．Ot ： ．iQ
ン百 c0 ．O
・Oo ．04
、 ． D030 ，02 tr ．3
0，5
D1
．
o
．8 図一10
，Q
／BHE
一・η関係図 o，Ol o 中空畢32 屯：T（
11）
∫蔓フラン ジ 破 壗 、「
．
、
● 中 空径22 φ 一 一 一 （ 6 ）式
の ウ エプ
破 壊、 ，
・
22 φ ノ ，
r − − r−
＝T− 一 一 ． 一 一 一 一 一 一一 一 一「 厂22e ●●
引
ト．b ・・r ，”・吃 ・
＿
D＿＿
＿a
＿
＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ 32 ’ φ ’ ．32
』
φ
，
5
°
・イF
。O．
05
1
噛
O，15
0
．2図 一
11
QIBHFc
一
σ。
／Fc
関係図
卜
． 一幽
tt ．』． 、』
D1！
・ マた
め
，越 える恐れのある 中立軸の取 り 扱い
に
つ いて ば ；ト
一12 の 上フランジ
部 分 下端
蔀で
スtt
ップ
す るも’のと
し て算定
した6
「 ’ ’”
@
・1
．）よこ
穴系’
RC
中空
ス．ブ ブの比較検討＝ t
表
一2
と 図 一10
， 図 一：・1
ユがら
次あ
ご とが わ かb だ 。』幽 （1
） 計 算値 ど実 験 値の
せん断耐力ぱ，曲 げ破 壊レた
X
ラブ厚
m 18φ とス ラブ厚4・cni 15 φ を 除けば，’ ほ 一＝
］
h H （e｝よこ穴 系 中 空 郤 廚 面 図 〔b）よこ穴 系 中空 部一
矚面図 図一12
よこ穴 系 中 立 軸の最 大位置 図 ぽ ±30％の範 囲で近 似す ること が わ かっ た。 ＊印の ス ラブ厚4cm 15φは，
実 験 値で はせ ん断 破壊し た が，
計 算 値で は せ ん断 耐 力よ り曲 げ耐 力の方が小さ くでる傾向 を示 した。 その原 因について は， 現在の ところ不 明であ る。
（2） 図一
10のQ
／BHFc と η の関 係 図か ら，
ス ラブ 厚H
に関 係なく計 算 値 と実 験 値のQ
／BHF
：。一
η曲線の 傾 向は，
と も に ηが大き く な れ ばQ
／BHF 。
が 減少する 傾向を 示 し た。
こ の ことか ら， よこ穴系中 空ス ラブの せん断 耐 力は，
破 壊 面の違い に か か わ らず ηの影 響を か な り強 く受 け る こ と が わ かっ た。
（3 ）実 験値のせ ん断耐 力時の破 壊 傾 向は，
表一
2の 右 端 欄か ら計算値の せ ん断耐 力時の破壊 面による破 壊 傾 向 と非 常に よ く合う傾 向を示し た。 特に，
ス ラブ厚の薄 い 4cm の破壊 面はフ ラン ジ破 壊，
スラ ブ厚の厚い6cm
，7cm
の破 壊面は ウェ ブ破 壊で せ ん断 耐 力に至っ た。
そ こで， その 中 間にあ るス ラブ厚 5cm にっ い て 22φ， 32 φの破 壊面に よ るQ
／BHFc
と a。／Fc
の 関 係 を 図一
11に 示し た。
そ の図か ら，
計 算 値の 22φのQIBHFc
は，
a“／Fc が 小さい と ケー
ス （1）の破 壊 面で， 大きいと ケー
ス （2 ＞ の破 壊 面で決まり，
32 φのQ
／BHFc
は，
σ。／F
。の大き さにかかわ らずケー
ス （2）の破 壊 面で決ま るこ と を さ して い る。 それに対 して，
実 験 値の 22φのQ
／BHE
。 は， a。／Fc
がO．
06− O．
21
の範 囲に おい て，32
φのQ
／BHEe
は
，
o。／Fc
が O．
02〜
O．
05の範 囲に お い て， ほ ぼ一
定の 値 を 示 し た。 そこ で，
計 算 値の曲 線 と実 験 値の プロ ッ ト点を比較す ると，
破 壊 面による破 壊 傾 向も含めて せ ん断 耐 力は，
よ く合 う傾 向 を示 し た。
以上述べ た （1），
（2 ）， （3
）の こ と か ら，
正方形RC
中空ス ラブの X 方 向置換 部 材の せ ん 断 耐 力判定 式 と して，
，
，
式は，
適 当で あると考え る。
2） た て穴 系RC
中 空スラブの比較 検 討 表一
3か ら，
次の こと が わ か っ た。
な お，
図一
3（c） の曲 げモー
メ ン トの反曲点が実験 時の拘 束フ レー
ム の拘 束 度 合い およびRC
中 空ス ラブの破 壊位置等か らab 部 分 中 央 部に な ると
考えて計 算を行っ た。一
94
一
（1） ス ラ ブ厚 6cm と 7cm の た て穴 系RC
中 空ス ラブの せ ん断 耐 力 値と曲 げ耐 力値の計 算 結果は，
実 験 結 果と比 較 する と，
比 較 的 よく合 う傾 向 を 示し た。 こ の計 算結果か ら 三点均 等 載 荷に よ る たて穴 系RC
中 空ス ラ ブのせ ん断耐力は せ ん断ス パ ン比の影 響より斜張 力によ る影 響が強い こ と が わ かっ た。 （2
） 計算結果か ら推定さ れ る破壊 形 式 （せ ん断 破 壊 か曲 げ破 壊）は，
実 験 結 果の 破 壊傾向と よい一
致を示し た。 以 上 述べ た （1
），
（2
）の こと か ら，
，
，
式は 正方形RC
中空ス ラブの y 方向置 換 部 材の せ ん断 耐 力 判 定 式と して適 当である と考え る。 §5
．
せ ん断破壊 を 考 慮 し た正 方 形RC
中 空スラブの 荷 重 変 形 曲 線の取 り扱い 図一
1は，
正 方 形RC 中 空ス ラブを 幅 L／n の細 長い は り に置換し た置 換ス ラブを表して い る。 こ の置 換ス ラ ブはX
方 向 がよこ穴系の置 換部 材で，Y
方向が たて穴 系の置換部 材で構成され てい る。 前 報の変形 仮 定よ り，
こ の置 換ス ラ ブは， 曲 げひび割れ荷 重 以 後ス ラブ中 央た わ み量が増 すご とに剛 域がス ラ ブ中 央 線 より対 角 線に向 か っ て図一
13 （a）， （b
）， （c）の ように広がっ て行くと考 えて い る た め剛 域 以 外の部 分は，i
置 換 部 材の位 置に よっ て せん断スパン比および面 内 圧 縮 力が異な る。
そこで， それ らの影 響に よっ て せ ん断破壊す る正方形RC
中空ス ラブの 荷重変形 曲線は， 図一14
の よ う な曲 げ変形状態で進行し な が ら，
各 部材を§3．
で述べ た せ ん断 耐 力 判 定 式を用い て下式の よ うに判定し， 判定条 件 F D l ・圉
G E F A H G柵
：
F G E H G 曲 げひ び割れ隠 重 時の剛域快 態 図 図一
13 D 【 F B A D1 B丿
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ゼ rk H 巳 （‘） 剛 壊の量 終 到 遣 状 態 図 置換 部 材の状 態およ び剛 域の進 行 状 態 図 図一
14 スラブ変形状態図 HNII-Electronic Library Service を満 足す る部 材は せ ん断破 壊し た もの と考え
