鉄筋コンクリートはりのせん断終局強度に及ぼすせん断補強量およびコンクリート強度の影響に関する実験研究

【

論 　 文 】

UDC ；624

．

072

．

7

．

012 ；539

．

386 日本建築学会構造系論文報告集 第 373 号

・

昭和 62 年3月

鉄

_筋

コ

ン

ク

リ

ー

ト

は り

の せ

ん

断終

_局強度

に

_及

ぼ す せ ん

_断補強

量

　　　　　

お よ び

コ

ン

ク

リ

ー

ト

強度

の

_影

_響

に

_関

す

る

_{実 験 研 究}

正 会 員 正 会 員 正 会

員

正 会 員

黒

小

光

熊

正

林

木

谷

清

克

史

仁

治

＊

巳

＊＊

朗

＊＊ ＊ 士 ＊＊ ＊ ＊ 丿巳、

　 §

1．

序

　

本

研 究で

使 用

する せん

断 補 強 筋

は

_{異 形}

PC

_{鋼 棒}

で

，

13000kg

／

cm2

_以

上の

降 伏 耐 力 を有

す る もの であ る。

鉄

筋

コ ン ク

リ

ー

トはり

，

_柱

の せ ん

断 補 強 筋

と して

使 用

した 研

究

は， 主 に

，

黒

正

・

福 原

ら 1ト 5》 ， 六

車

ら a）

A’

9）

_，

_に

_よ

っ て

行

わ れ

，

これ

ら

の

研 究 成 果

に

基

づい た

設

計

指 針

1°）_が

_示

さ れて い る

。

設 計 指 針

に お いて は

，

異 形

PC

鋼 棒

の

短

期

許 容 引 張 応 力 度

は

6

　

OOO

　

kg

_／

cmZ

_，

_{短 期 許 容}

せ ん

断力

を

算 定 す

る

場 合

の せ ん

断補

強 筋 量 （

Pw

）

の

上 限

は

0．

6

％ と さ れて いる が_，

近

年

，

異 形

PC

鋼 棒 を

せ ん 断 補 強 筋 と して

使 用

する こ との

有 効

性 が 広 く

認

め ら れ1L）

−

t4） ， その

大

き な

引 張 強 度 を

， さ ら に

高度利

用

で

き

る

設 計 法

の

開

発 が

望

ま れて い る

。

　

設 計指

針

に お い て

，

許 容 応

力

度

6000kg

／

cm2_，

_補

_{強 筋}

量の

_{上 限}

0

．

6

_{％ と}

_{し て}いる 理

由

は

次

の

よ う

に

考

え ら れ る。 す な わ ち

，

普 通 強 度

せ ん

断補

強 筋

を

用

い た

場 合

と 同 じ せ ん

断

補

強 量 （

Pw ’

、

、

σy

）

を

得

る た め に

異 形

PC

鋼棒

を

用

い れ ば

，

せ ん

断 補

強 筋

量

（

ρw

）

が

少

な く て す み

，

せ ん

断補

強 筋

の

間 隔 を 同

じ に す れ

ば 断 面 積 を小

さ くでき るこ とに な る

。

断 面 積

が

小

さ く な る と

，

同

じ

大

き さの

_引

_{張 力}

を

負 担

し た

と

きに

_伸

び 量 が

大

き く な り，

部 材 全

体

の

変

形

量 が

大

き く なっ て

，

せん

断

圧

縮

破 壊

が

起

こ り や す く な る と 思 わ れ

，

せん

断 破 壊

に

対

す る

安 全 性

を

考 慮

し た

結

果

と

考

え ら れ る。

し

た

が

っ て， コンク リ

ー

ト強 度 を大

き く し て せ ん

断

圧

縮 破 壊 を遅

ら せ ること がで きれ ば

，

異

形

PC

鋼

棒

の

大

き な

引

張 強 度

はさ らに高

度 利 用

で き るものと

思

われ る。

　

ま た

，

鉄 筋

コ ン ク

リ

ー

ト

構

造

計

算 規 準

］5 ｝_{に お} け る

，

は り の

許容

せ ん

断 力 式

で

_Pw

の

_{上 限}

を

1

．

2

％ と して い る 理

由

は_，

1

．

2

％ 以 上 とし た

時

の

施

工 上の

_{困 難}

さ と

1

．

2

％

程 度

ま で し か

_補

_{強 効 果}

の

_確

か め ら れ ている

資料

が ない こ と， お よび

Pw

を そ れ

以 上 大

き く して

も

，

そ れに

比

例

し たせ

ん 断終

局

強

度

の

上

昇

が

期待

で き ない こ

と

によ る

と思

わ れる

。

異 形

PC

鋼

棒

を せ ん

断

補

強 筋

とし て

用

い た 既

往

の

実 験

16）_で

_も

，

Pw

（

ま たは

Pw

’

w σ y

）

の

大

きい

と

ころ で は

，

せ ん

断 終 局 強 度

は

頭 打

ち と な る

傾 向

が

見

られ る

が

， これ は せ

ん 断補 強 筋

が その

_強度

を

十 分

に

発 揮

し ない う ち に

，

せ ん

_断

圧

縮破

壊

が

起

き

，

終 局 強 度 が 決 ま

っ てい る た

め と考

え ら れ る

。

し た がっ て

，

コ ン ク

リ

ー

トの

_{強 度}

を

大

き く

し て せ ん

断 圧

縮破壊

を

遅

ら せ れ ば_， さ らに

，

せ ん

断

補 強 筋

はその

_効

_果

を

発 揮 す

る

も

の

と思

わ れ る

。

　

本 研 究

で は， コンク リ

ー

ト強 度 を大 き

く す ることに よ り

，

せん

断 終 局 強 度

が

上 昇

する こと

，

お よ び せ ん

断 補 強

筋

が その

強

度

を 十

分

に

発 揮

して せ

ん 断

終

局

強 度

に至 る

範

囲

がコ ンク

リ

ー

ト

強 度

の

増

加

と と

も

に

大

き く な ること を

実 験

に

よ

っ て

究 明

す るこ と を

主

な

研 究 目的

と す る

。

さ ら に

，

せ ん

断 補

強

量 とコンク

リ

ー

ト強 度

が

変化

し た と き の せ

ん 断 力伝 達 を

簡単

な トラス モ

デ

ル

を用

いて

_検討

する。

　§

2．

実

験概

要

　2

．

1　試

験 体

お よ び

使 用 材 料

　

試 験

体

一

覧

を

Table

　

l

に

示 す

。

パ ラメ

ー

タ

ー

は せ ん

断

丁able　

l



Properties

　of 　test　specimens

　

゜ _{東京工業 大 学}

　

教 授

・

工

博

　

騨 _{東 京工業 大 学}

　

助 手

・

工博 牌 疇 _{東 京} 工業 大学

　

大学 院 生 艸 ＊ “ _{東 京} 工業 大 学

　

大学 院 生 　 　 （昭和61年7月10日原 稿 受 理

1

Concrebヒ明am

．

　

of

　

sheo 隔o

．

Serle5Sp已Gi囗巳嗣 Strengt ｛kg4  2 匿einforce

照

∋

nt 　　　 【副 〔隔勾 　 　 σ 〔k

咢

ノ

 

・ 冫 ｛

騾

ぎ〕 B

−

2了0

・

0 0 0

．

000

．

0 B

−

210

−

5

，

0 5

．

oo

，

3141360042

．

7 1 　

　

2

　

　

3 　

　

4 　

　

58

−

210B

−

21卜 7

．

4208 7

．

4D

．

444145DO54

．

4 B

−

2亅〇

−

9

．

2 9

，

2D

，

ア1扉 14300101

．

7 B

−

210

−

11

．

O 11

．

o1

．

OOD14600146

，

0 B

−

350

−

0 D O

．

D0O

，

0 B

−

350

−

4

．

1 奪

．

To

．

147 宦420020

，

9 B

−

360

−

5

．

1 5

、

1o

．

z271450032

．

9 　5 　7 　3 　9 り 111z B

曹

36D 日

一

360

−

6

．

O383 6

．

00

．

3141350042

．

7 B

−

360

曹

7

．

4 7

．

40

、

4441450064

．

4 B

曹

360

−

9

．

2 9

，

20

．

711 τ4300101

，

7 B

−

360

・

11

．

0 11

．

0LOOO1 妬00 τ460 B

−

570

−

0 0 o

．

oo0

．

0 B

−

570

−

4

．

1 4

．

1 口

．

1471420020

．

9 B

−

57住 6

．

o5496

．

0O

．

3141350042

．

7 131415161718 B

−

570B

₋

570

−

7

，

4 7

．

40

．

4441450054

．

4 B

−

570

・

9

．

2 9

．

20

．

71114300101

，

7 8

−

570

甼

■1

．

0 11

．

01

．

O  哲6001460

一 83 一

Fig

．

1　Detail

　of　reinforceme 皿t _Fig

．

₂

　

Loading

　appafatus

TabSe

　

2

　

Mechanical

　_properties　of　concrete

5erfeS 　C σ B 〔kgκm2レ 　C蓐_B 〔

・

10つ 【

．

1。蓴

蹲

） 　匸σt （kg！匸m2｝ B

冒

21020823152

．

0920

．

5 B

“

35038323252

．

5929

．

9 B

−

57054926 島o2

．

7333

．

2

＋

splittlng 　ten5〒1e　strenqth

Table3

　Mechanical

　

pToperties

　ef　reinforcing 　steeL　

ba

【s 5t肥1Bar5 σ’ 〔kglcmり 　5σm頓x 〔kgノ  り 　　　sE （

・

1びk9ノ  2〕 Elong臼tio帥 　　1制 D2281409130L7510

．

1 4

．

Tφ 14200152002

，

0ア 14

．

1 5

．

1φ 145001490Q2

．

o醇 12

．

O 6

，

恥 13600150DO2

．

D510

，

0 7

．

4φ 14500 τ54002

，

1210

，

2 9

，

2φ 14300151002

．

12 9

，

0 11

．

Gφ 14500154002

．

1510

．

2

雪

　0

．

2二　proof　stresS

NOtetion 　S

σ

y　is　repl己ced　byψy　可冂　case　of shear 　reinfePtement

補 強筋

の

_径

と

コ ンク

リ

ー

ト強 度

で あ る

。

試 験 体

の

形 状

・

寸

法 な らび に

配 筋

を

Fig．

1

に

示

す

。

試 験 部 分

の

断 面

は

b

×

D

＝

18

　cm ×

40

　cm

_，

せ ん

断

スパ ン

比

は a

／

D

≡

1

．

5

，

主 筋

は

引 張 側

，

圧 縮 側

と

も

5−D22

の

2

段 配 筋

で

全 試 験

体 共

通である

。

曲 げ 降 伏

が

先

行

し ない よ うにするた め

，

主 筋

は

焼

き 入 れを

行

っ て

降

伏 耐 力 を

高

めた

。

引張 主

筋

比

は

3．

2

％

で

や や 大

きい が

，

e

関

数 法

に よっ て

求 め

た

曲

げ

降 伏 時

の コ ン ク リ

ー

ト圧

縮

縁 応 力 度

はコ ンク

リ

ー

トの 圧

縮強度

以 下

で あ る。 せ ん 断 補 強

筋

は

4

．

1

φ

を

除

き

，

す べ て

異

形

PC

鋼 棒

であ る。 せ ん

断補

強 筋

は すべて

10cm

　 　 　 unit：rnm

　 　 　

Fig

．

3

　

Measuring

　system

間 隔

の

角

ス パ

イ

ラ ル と し た。

　

コ ン ク

リ

ー

トの圧

縮 強度

は

210，360，570kg

／

cm2 の

3

種 類 を 目 標

とした が

，10c1n

φ

X20 　cm の

円 柱 供 試 体

の

強 度

は

Table

　

2

の と お りで あっ た。

使

用

した

鉄 筋

の

力

学

的

性

質 を

TabLe

　

3

に

示 す

。

　

2．2

　加

力

お よ び

測 定 方 法

　

加

力

お よ

び 測 定 方 法 を

Fig

．

2

お よ

び

Fig．

3

に

示 す

。

左

右

の

柱 型

に

等

し い

荷 重

P

を

加

え

，

中 央

の

試 験 部 分

が

逆

対

称

モ

ー

メ ン ト

状

態 と な る よ うに し

，一

方 向単 調

載荷

を

行

っ て

破 壊

に

至

ら し め た。 な お，

最 大 荷 重

に

達

し たの

ち

，

数 回

の

片 振

り

繰 返

し

載 荷

を

行

っ て

実 験 を終 了

し た。

　

左 右

の

柱 型

に は ゲ

ー

ジ ホル

ダ

ー

をと りっ け

，Fig．

3

に

示

す

試 験 体 中 央

の

変 位

計 

お よ び

 

によっ て

測 定

し た

相

対 変 位

δi

，

δ，の

平 均

を

相

対 変 形

δ

と

し た。 な お

，

 

一

 

の

_変

位 計

は

左 右

の

柱

型の回

転

量 を測 定

する ための もの 6 　 　 5

（

匚 o ご O ら 12   　 　 　 B

−

21o

−

1ロn ！

／

フ

・ 巨引

昌

説

、 ／ 遜

べ

〜

濠

…・

。＿

一＿

．

　　

B

；

穿

_譜

B

−

210series 　 6 ？

9s

σ 4

　　　

∠

丶

調

’

_{騾 盛}

　　　

r／／

　

丶

一

s。

−

7

・

4

：

黶

…

《

−

1 　 　 　 　B

−

360genes 　 　 10　　　20　　　30　　　tO5060 　 　 　

8

（皿ml Fig

．

4

　

Q 一

δcurves 　d　B

−

210

　series

　 　 10　　　20　　　3D　　　ao　　　5Q　　　60 　 　 　 6（mm ）

Fig

．

5

　

Q 一

δcurves 　of　

B

−

360　series

5

　

4

（

仁

2

）

O302D1 　 　 ハ

　　

厂

＼

_／

邑

ll

誌

1

塁

　 　 　 570

−

T

．

4 　 　 　 　

’

　 　 　 5ro

−

6D

、

flf

へ

＼

丶 ＼ ＼ と　

，

　　　　　　 ヒh

．

．

・／

＼

論 尸

一

ミ

ミ

ミ

　 　 570

−

D 　 　 　 　B

−

5705erie5 　 　 10 　　 　烈｝　　 　30　 　　 40 　 　　 50 　　 　　0 　 　 　 　SCmm ） Fig

_．

₆

_{Q 一}

δcurves 　of　

B

−

570

　series

で

あ

るが

，

最 大 耐 力

に至 る まで

回

転

量の

差

は ほ と ん

ど

な く，

上

記

の δ、 とδ，はほ ぼ

等

しい

値

を

示

し た。

　材 端部 主 筋

と

せ

ん

断

補 強 筋

に は ひ

ず

み

ゲ

ー

ジ を 貼 布

し

，

ひ

ず

み 測

定

を

行

っ た

。

　

§

3．

実 験

結

果

お よ

び

検 討

　

3，1

せ ん

断

力

と

相

対 変 形

の

関 係

　

せ ん

断 力

Q

と

相 対変

形 δの 関

係 を

Fig．

4

− Fig，

6

に

示 す

． た だ し，

最

大耐力後

に

片 振

り

繰

返 し

載 荷 を

行

っ た

部 分

につ いて は

包

絡線

で

あ

る

。

せ ん

断 補 強 筋

のない

試 験

体

はい

ず

れ も δ＝

5mm

前 後

で

急 激

に

耐 力 を 失

い

破 壊

に

至

っ た。 せ ん

断補強

量

が

大

きい

試 験

体

ほど

最

大 耐 力

が

大

き く

，

そ の

時

の

_変

_形

量 も

大

き く なっ ている が，

最 大 耐 力

後

の

_耐

力 低 下の割 合 が

大

き く なっ てい る

。

し か し

，

大 変

形 時

に おいて は

，

せ ん

断補強

筋

が ない もの

を除

き， せ ん

断

補

強 量

に

関

係

な く

保 持

せ ん

断 力

は

同程 度

と

なっ てい る。こ の こと は

，

せ ん

断 補 強

量 が

多

い ほ どコアコ ンク リ

ー

ト

と

主 筋

に

対 す

る

拘

束

が

大

き く な り，

最大耐 力

お よ

び

最

大

耐

力 時

変

形 が 大

き く なっ て，

破 壊 時 ま

でに

部 材

に

蓄

え ら れ るひ

ず

みエ ネル

ギ

ー

が

大

き く な り， これ

が

せ ん

断 破

壊 時

に

瞬 間 的

に

開 放

さ れ る た め と

思

わ れ る が， せ ん

断破

壊 後

の

安 定

し たつ り

合

い

_系

におい ては

，

せ ん

断補強

筋

が まっ た く な い

場 合

を

除

き

，

せん

断 補

強

筋

量の差に よ ら

ず

，

同 程 度

の せ

ん 断 力伝 達 能 力 を有

して いること を

示

して い る

。

　

3

．

2

破 壊

モ

ー

ド

　 全 試 験 体

と

も主 筋

の

降 伏

は

確 認

さ れ

ず

，

せ ん

断 破 壊

し た

。PhotoA

に

最 終 破 壊 状 況 を 示

す

。

　

ま

ず

，

左 右

の

材 端 部

にはいっ た

曲

げ せ ん

断

ひび

割

れ は

，

Fig．

7

の よ うに

主 筋

に

沿 う

ひび

割

れへ _と

_{進 展 す}

_る 。 こ の

時

，

主 筋

に は ダ ボせ ん

断 力

が

作 用

し

，

ひび

割

れ は

主 筋

に

沿

っ て

伸

び よ う

と

する

。

こ の

主 筋

に

沿 う

ひび

割

れ の

開

口

を

お さ え る た めのせ

ん断 補 強 筋 が

少

ない

場 合

には，

主 筋

の

ダ

ボ せ ん 断 力によ り

主 筋

に沿っ て コ ン ク リ

ー

トの

割

り

裂

き が

生

じ，

付 着力

も

低

下

して， ひ

び

割

れ が

大

き く

開

口

Ph

σto

．

1

　Crack

　

_patterns

　at　shear 　

failure

Fig

．

7

　

Crack

　_pattern

_（

1

_）

Fig

．

8

　

Crack

　

pattern

　

〔2）

し

，

せ ん

断 補 強 筋

が

降 伏

して

終 局

に

至

る

も

の

と

思

わ れ る。

　

一

方

， せ ん

断 補 強 筋 量

が

多

い

場 合

には，

主

筋

に

沿 う

ひ び

割

れの

開

口 が お さ え ら れ る た め，

Fig．

8

のよ うに

材 端

の

圧 縮 隅 角 部 を結

ぶ

Table

　

4　Experimental　

and



caluculated



ultimate



shear



strength

四〇

．

Ser乖esSpec1 囎 門 ｛

罅

，

擶

・

τ_凵e 其P

，

‘kgノ  2｝ 　5τ_ullkg ！cmり 　sτ_u2 〔k／cmり 　　 τ 闇ン ｛k！cm2 ｝ B

−

210

−

0O

．

0 黜1

．

521

，

71B

．

318

．

3 B

−

210

−

5

．

042

．

724

．

646

．

o35

．

953

．

1 1 　

　

2 　

　

3 　

　

4 　

　

5B

冒

2108

−

210

−

7

．

464

．

428

．

553

．

139

．

955

．

8122

．

0 B

−

210

−

9

．

2101

．

732

．

851

．

345

．

560

．

4 B

−

210

−

1】

．

0146

，

036357

，

850

．

965

．

9 B

・

360

甼

00

、

017

．

632

．

925

．

526

．

5 B

−

350

−

4

．

120

．

930

．

857

．

538

．

947

．

4 B

｝

360

。

5

．

132

．

935

．

566

．

342

．

059

，

4 　5 　789101112 8

−

360B

−

36D

・

6

．

o42 」 37

，

369

．

744

．

269

．

2127

．

0 B

−

36卜 7

．

464

．

437

．

570

．

048

．

274

．

！ B

−

360

−

9

，

2101

．

746

．

987

．

653

．

a78

．

8 B

−

350

・

！1

．

O146

．

o52

．

097

．

159

，

284

．

3 B

甲

570

冒

00

．

019

．

436

．

234334

，

3 B

−

570

−

4

．

120

．

930

．

657

．

146

．

ア 55

．

2 B

−

5708

−

570

−

6

．

042 」 42

．

579

．

452

．

077 』 ₁₃₀

_．

₀ 131415151718 B

−

570

−

7

．

454

．

449

．

592

．

456

．

09 】

．

5 8

冒

5ア0

−

9

．

210L756

．

0104

．

561

．

596

，

2 B

冒

570

−

1LO 蓴45

．

o6 日

．

5113

．

066

．

7101

．

7

que

乂P　　Maxdmum　shear　ferce　in　e翼perlment 「UexpA_{りer3ge 　Shear 　stress 　at　閥 x1MUtn 　sh巳ar　for}

匚e　in　experiment sτ_{凵1　　　Ultdmate　5}

語ar　strength　by　Areknwa

’

s　τ_ロmeen　fo

  1邑

5τ_u2

：　Ult1  も巳　Sheer　strength　by　Fukuhara　l　s　fo剛 1a

　 　 　

sτ 陰2

　

匳

　

岡1刷_‘stTロ

　

9

　

5c τ_u ⊃

　　 　

stτ ・

・

0

・

12

・

ヒu

・

k_卩｛lse・F・）ノ（閂！

pa

・O

・

12_）… Pげ ・ σ y （・

・

11

　 　 　

scTu



＝



0

．

124

●

隔

・

腎σy

　

＋



824

鹽

Pc



争



0

．

14

・

Fc_研 τ

閥y

　

　

：

　

Shear

　

Stress

　

at

　

bendfng　yield

対角線

上

の ひび

_割

れが

_新

た に

生

じ_，

_終局

に

至

る

も

の と

思

わ れ る

。Photo．

1

で は，　

Fig．

7

と

Fig．

8

の ひ

び 割

れ パ

タ

ー

ン の

違

い は

B −

360

シ リ

ー

ズの

場 合

に はっ き り し て お り， せ ん

断補 強筋径

が

6

φ

と

7

．

4

φ を

境

に し て

変化

し て い る

。

　3

、

3　

せ ん

断終

局

強度

と せ ん

断補強

量の

関

係

　

せ ん

断 終 局 強 度

の

実

験

値

お よ び

計

算 値

一

覧

を

Table

　

4

に

，

せ ん

断終

局

強 度 （

切

と せ ん

断 補 強

量

（

Pw

’

way

）

の

関

係

を

Fig．

9

〜Fig．11

に

示

す。　

Pw

’

w σyの

増加

と と もに τu

は 上

昇

して い く が

，

ρw

’

t。σvが 大 き く な る

程

，

τu の 上

昇

す

る

割 合

が

小 さ

く なっ て いる。

　

荒 川

τ

。

mean

式

17）を

適 用

し て み ると

，

せん

断 補 強 筋

の ない

試 験 体

を

除

け ば_，

実 験 値

は そ れ よ り

も

か な り

大

き な

値

に

な

っ て

お

り，

荒 川

Tu　mean

式

は

相 当

に

安 全 側

の

評

価

を

与

え る ことが わ か る

。

福 原

の

実 験 式

IS）_と

_{比 較}

_すると

_，

B −

ZIO

シ

リ

ー

ズで は

全

体 的

によい

_{適合 性}

が み

ら

れ る が

，

B −

360

，

B −570

シ リ

ー

ズ

で は

Pw

・

w σy の

大

き な

範 囲

で

実

験 値

の ほ う が

Pw

’

w σy の

増 加

に

対

す る τu の上

昇 割 合

が

大

き く なっ てい る。 しか し

，

コンク

リ

ー

ト強 度 が 大 き

い

場

合

に は

安

全

側

の

_評価

を

与

え る とい

う

ことで

，

実 用 的

に は 十 分 で あ る といえ る

。

　3

．

4

せ ん

断補強筋

のひ

ず

み

分 布

　

Fig．

13− Fig．15

は

Fig．

12

に

示

す

位

置

にひ

ず

み

ゲ

ー

ジ

を貼 布

し て

測 定

し た

各

試

験体

の

_{最 大 耐 力 時}

にお け る せ ん

断補 強筋

の ひ

ず

み

分

布

で あ る。

　

本実 験

に

使

用

し た せ ん

断補

強 筋

に は

，

4

．

1

_{φを 除}

き

，

ら せ ん

状

の

溝

が あり

，

その

溝

を

避 け

て

斜

めに ひ

ず

み

ゲ

ー

ジ を

貼 布

し た た め

，

これ と

同 じ状 態

に ひ

ず

み

ゲ

ー

ジ を貼

布

し て

引

張

試験

を

行

っ た。

引 張 試 験 結 果 を

Table

　

5

に

，

応

力 度

・

ひずみ

度 曲 線

の

一

例

を

Fig

．

16

に

示

す

。

　

Table

〔

 

り

b5

コ

p 黜 犁鯉

一

圏 皿 壁q

−一

一

一

一

一

＿＿

舶

 

鳳

℃tcrmula 匚駅 rlm

 

ヒ砿 rev

）

LtS 　● 　 　 　 ims

　

q岬

［

f

 

1

」

［q B

−

2105erie5

〔

四

鬘

9

●

＿

聰 工譜【距豆 呈1

一

鯉 田

一

星鯉

一

一

＿

＿

一

一

一

・

＿

＿

9．

＿

，

　●

● 　 imenta　

− 　

　

4

【

酬 1愛5 ● 　 　 Fu

枷口

．

5 　「

α

制

1

α

　 　 Amh

’

s じd

”

mOfi　tomluta

B

−

360sdries

−

（

 

_、

₀₁

9

劉

．

G4

　 　 　 tO 　　tO 　　eo 　 　oo 　　　　 　　ロ

　 　 　 　

Rゾ高 〔

ngfi

  ） Fig

_．

　

g



τu

−

plp

・

丗

σ 墅 relations　of　

B

−

210

　 　 　 senes

　 　 　 　 Le 　　oo 　　 H　　　　co 　　　an 　　tO　　leo

　 　 　 　

恥高 ｛kg’  ｝ Fig

．

10



τ

”

〜

pw

・

was 　relations 　of　

B

−

360 　 　 　 senes

Ymr

　

Stress

　

qtbenOlng

　

y 回d

　 　 　 porirmto ［

　　　　

res

凵

Us

Fde

］

haraS　lormu［

皀

　 　 　 trakawa

’

5  lttm　for

刷

」

1

ロ

B

冒

570se

冂es

　 　 　 　 4o　 　 　 　　

　 　 　

R

’

wo （k9化   ）

Fig

．

₁₁

駈

一

p

ガ

凹

吻 relations 　of 　B

−

570

　 　 　 senes

Q

↓

　

I

　

　

r

F9

，

「

7

　

　

「

　

　

「

　

卩

’

「

　

　

」

　「

　

「

　

卩

」

1

　

　

l

　

　

l

　

I

　

F7

「

　

　

卩

　

　

卩

　

　

卩

　

9

　

「

8

　

　

，

　

「

　

「

　

「

PI

　

　

F

　

　

「

　

9

　

「

　「 「

　

　

9

　

　

「

　

1

　

」

_層

「

　

　

■

　

　

」

　

　

「

　

「

　

1 」

8

　

　

齟

　

　

「

　

　

「

　

「

　「

　

卩

」

　

　

I

　

　

F

　

「

　

「

「

1

　

　F

_「

卩

「

」

1

↑

Q

　　 　　　

20

　

40

　

60

　

80

　

100

　

120X

（

cm

）

　　 　　　 　　

Pbsition

　of　strain 　

g

α

ge

Fig

．

12

　

Position

　of　strain　

gage

　en　shear　reinfercement

（

3

£

」 ヴ の

　　 　　　 　

B

−

210series

磯

総

　 　 　 置〕　　40　　60　　eo　　100　　I

　　　　　　　

P

◎

sition

　

X

_¢

_m

_）

Fig

．

13

　

Strain

　

distribution

　of　shear　Ieinforcement 　of　

B

−

210

　 　 　 sertes

貸

旨

豆

の 2

　 　 　 　

B

−

360series

纛

　 　 　 20　　40　　60　　80　　100　 120

　　　　　　　

R

》

sitien

　

X

_（

cm

_）

Fig

．

14

　

Strain

　

distributien

　of　shear 　reinforcement 　of　B

−

360

　 　 　 ser 旦es

B

。

570series

　 　 　 20　　40　　60　　80　　

100

　 120

　　　　　　　

R

⊃s

辻

ion

　

X

（

ヒ

m

）

Fig

．

15

　

Strain

　

distribution

　of　shear　reinfolcement 　of　

B

−

570

　 　 　 ser旦es

3

に

示

した

降 伏 耐 力 （

wσy

）を

， こ こで

行

っ た

引

張 試

験 結

果

の

弾 性 係 数 （

sE

’

｝

で

除

し た もの

を

み か け の

降伏

ひ

ず

み

（

。ε

の

とし

，

e ε。

’

に

よ

り

最 大 耐 力 時

の せん

断 補 強 筋

の

降 伏

の

_判定

を

行

っ た。

　

B −

210

シ リ

ー

ズで は

，

い

_ず

れの

_{試 験 体 も}

せ

ん 断 補 強

筋

の

降 伏

が

確 認

さ れ な かっ た

。B −360

シ リ

ー

ズ

では

，

B −

360

−

4

．

1，B −360−5、1，

　

B −360−

6

．

0

は せ ん

断補 強筋

が

降 伏

し_， それ よ りせ ん

断補 強

量の

_多

い

B −360−

7

．

4

，

B

−

360

−

9

．

2

，

B

−

360

−

11

．

0

は せ ん

断 補 強 筋

の

降 伏

が

確

認 さ

Table

　

5



Tension

　test【esults 　o正shea τreinfercement SteelBar　　σ

，

　wy （kg！c団2_｝

　

　

　　

sド （・1びkg1  2_｝

　

sε y

，

（x10 而 ） 4

．

1φ 14200 2

．

09 6800 5

．

1φ 14500 2

．

13 6800 6

．

0φ 13600 2

．

39 5700 ア

．

4φ 145002

，

54 5700 9

．

2_φ 143002

．

38 6000 n

．

0φ 146002

，

56 5700 ★0

．

2鑑　proof 　stress ぐ

鬘

1

旦

）

炳

　　

r

齟

：

／

1 　 鼻o 切   Φ 」 お

，

乞

ノ

1

グ

…

_…

ノ

_…

_Stress

_く

_3tr

_α

_in

_（】urves 55E

’

i

、

ε

_；

7

．

4

¢ 0

．

o1

．

　 　1

，

　　　1

Strq

｝n （％）

Fig

．

_16　Stress

−

strain 　curves 　of 　shea 【 reinforcement _（7

．

4

_φ）

れ な かっ た。

B

−

570

シ リ

ー

ズ で は，　

B−570−4．1，

　

B −570

−6．0

は せ ん

断 補 強 筋

が

降 伏

し，

B −570−

7

．

4

も 降 伏 寸 前

で あっ たが_， それ よ り せ ん

断

補

強 量

の

多

い

B

−

570

−

9

．

2

_，

B

−

570

−

11

．

O

は せ

ん 断 補 強

筋

の

降伏

が

確

認

さ れ なか っ た

。

す

な わ

ち

， せ

ん 断 補 強 量

の

小

さい

範 囲

で は，

異 形

PC

鋼 棒

の

大

きな

_引

_張

_強度

が

十 分

に

発 揮 され

て

終

局

強

度

に

至

り

，

せ

ん断 補 強 量

が あ る

値

を

越

え る と

，

コ ンク

リ

ー

ト

の せ ん

断 圧 縮 破 壊 が 先 行

し

，

異 形

PC

鋼

棒

が

余 力 を残

し た ま ま

終

局

強

度

に

至

っ てい ること が わ か る

。

本 実 験 結 果

で は_， こ の よ う な

補 強 効 果

の

境 界 値

は_ρw

’

way の

値

に し て

，B −

210

シ

リ

ー

ズでは

既

往

の

_実

験 結 果

と

考

え

合

わせ て

43kg

／

cm2

以 下

，　

B −

360

シ リ

ー

ズ

で は

約

50

　

kg

／

cm2

前

後

，

B

−

₅₇₀

_{シ リ}

ー

_{ズ で は}

_約

₆₀

　

kg

_／

cm2

_前後

で

あ

る と

判 断

で き る

。

　§

4．

せ ん

断力伝達

に

関 す

る

考 察

　

4，

1

簡 易

ト ラ ス モ デル

　

実 験

によっ て

得

ら れ た

結

果

を

Fig．

17

に

示

す

簡 易

トラ ス モ デ ル

_を用

いて

_検

_討

す る。

節 点

A

，

B

，

　

C

，　

D

で

構 成

E

G

　

G

rAoNn

拍

F

Bunit

： oo

・ 剛 げ 「

　

　

　

　

‘ 曜 停 「 5 ・

_10Q

1200

Fig

．

17

　A　_proposed　truss　model

さ れ るコ ンク リ

ー

ト

ト

ラス は

，

せ ん

断圧 縮 破

填

に

至

る

過

程 と

し て，

圧 縮 隅 角 部 を結

ぶ

対 角 線

上 に はい る ひ び

割

れ を

表

すための

も

の で_，

C

−

D

要 素

にあ る 応 力

（

ま た は ひ

ず

み

）

が生

じ た ら

破 壊

に

至

る と

考

え る。

節 点

A ，E

，　

B

，

G

お よ

び節 点

B ，F ，

　

A ，

　

H

_を

結

_{ぶ ト ラ}ス

，

さ ら にこれ らの トラス

_要素

の

中 間 点

に

ピ

ン

接 合

してい る せ ん

断 補 強

筋

は， は り

機 構 を構 成 す

る

も

の であ り，

主筋

の圧

縮 降

伏

，

引 張 降 伏

お

よ

び せ ん

断 補 強 筋

の

降伏

を

表

現

す る

。

　

本

ト ラス モ

デ

ル に お い て

，

先

に

降 伏

が

生

じ る せ ん

断 補

強筋

の

位置

は

節

点

E

，

F

の

位 置

，

す

な わ ち

，

　

E

−B

要

素

，

F −A

_{要 素}

が

材

軸 と

な

す 角 度

に

よ

っ て

決

ま る。

実 験結

果

を

示

す

Fig

．

13

− Fig．15

で は

部 材 中央

よ り も

，

材 軸 上

，

左 右

に

よ

っ た

部

分

のせ ん

断補強 筋

の ひ

ず

みが

大

き いが， ひ

ず

み ゲ

ー

ジ を

貼 布

し た

位

置 を

ひ

び

割

れ が

横 切

っ たか

ど

うか の

影 響

が 大 きい

。

_{本 論}

で はできる だ け

要 素 数

の

少

な い

単純

なモ デル に して

評

価

を

簡

単

にする ため，

部 材 中 央

のせ ん

断

補強筋

が

先

に

降伏

す る よ う に し ている

が

，

実 験

結 果

の

傾 向

を

説 明

で き る 可 能 性 を 調べ る ための モ デ ル と して は

十 分

であ る と

考

え る

。

　

な お

，

被

りコ ンク

リ

ー

トを含 む 主 筋 を 表 す

A −E

要素

お よ び

B

−

F

要

素

とコ ン ク リ

ー

ト ト ラス の

A

−

C

要

素

，B

−

_D

_{要 素}

_の

_間

_{に は}

_，Fig．

₁₉

に

示

す

境 界 要 素

を

考

えるもの

と す

る

。

　 4

．

2　

各 要 素

の

剛性

の

決

定

　

本 ト

ラス モ デル の

_{各要 素}

の

剛

性

は_，

理 論 的

あ るいは

実

験 結 果

に

基

づ く

数

値

と し て

，

一

般 性 を も

っ て

与

え ら れ る べ き である。 しか し

，

本 論に おい て は

，

は り の せん

断

実

験 結 果 を解 析 的

に

説 明

でき る

可

能 性 を調

べ る

意 味

か ら

，

各 要 素

の

剛 性

に は か な り

極

端

な

大 き さ

の

数 値 を与

え るこ と とし たが

，

数 殖 計 算

上，

暫 定 的

に

以 下

に

示

す よ うな

方

針

で

決 定

し た。

　A

−E

，

B −F

要 素

：

圧 縮 側

主筋

を

表

す。

軸 方向剛性

は，

鉄 筋 と被

りコン ク

リ

ー

ト

を

考

慮

し た

等価

剛

性

と し た

。

曲

げ 剛

性

につ い て は_，

主 筋

に

沿

うひび 割 れの 開口 を

考

え る た め， やはり

鉄 筋

と

被

りコ ンク リ

ー

_トを

_考

_慮

_{し た}

_等価

_剛

性

と し た

。

　 E −G

，

F

−

_H

_{要 素}

_：

_{引 張 側}

_主

_筋

_を

_表

_す

_。

_{軸 方}

_向

_剛

_性

は_，

周 囲

の コン ク

リ

ー

ト

の

影 響

で

主 筋

だ けの剛

性

よ り も

多

少

大

き く な る はずであるが

，

こ こで は

，

圧 縮 側 主 筋

に

あ

わ せ

，

被

りコ ン ク リ

ー

トを

考 慮

した

等 価 軸 方 向 剛性

とし た。

曲

げ

剛 性

につ いて は，

極 端

な

値 と

して

無 限 大

とし た。

　

せ ん

断 補 強 筋

：コ ン ク

リ

ー

ト

との

付 着

は

考

え

ず

，

鉄 筋

だ けの

_{軸方 向}

剛

性

と し た

。

　

C −D

要

素

：

_材

端

の

圧 縮 隅 角 部

を

結

ぶ

対 角 線

に

直

交 す る

方 向

の

応 力 分 布

を

，

有 限 要 素 法 解 析

にお け る

弾

性 解

と して

Fig

．

18

の よ うに

求

め た

。

こ の

分 布

に お ける

最 大 引

張

応 力

が

一

様

に

分 布

す る ような

等

価

的

な 長 さ

を計 算

する と

，

約

80cm

と な り， こ れ よ りは り

幅 を考

え て

，

　

C

−D

一

₈₈

一

Fig

．

18　DistTibution

　Qf　tensile　stress

Table

　

6

　

1nput

　

data

　

in

　truss　model

ele爬 nt 　　　E （tonκm

ヒ

｝ A （cmり 1 〔cmつ A

−

E

，

B

−

F2100

，

040

．

0300

．

0 E

冒

3　

，

F

−

H2100

．

040

．

0QQ A

−

C　

，

B

−

D 250

．

O200

，

0oo C

−

B　 　D

一

八

　

　

　，

260

．

0200

．

00

．

0 C

−

D 260

，

01400

．

00

．

O E

−

B

．

F

−

A 260

．

0200

．

00

．

G shearreinforc   en ヒ 2000

．

0

宜

0

．

0 ★　：　variable

翠

H

癬

凵

掛

umlt

　

mm

要 素

の

_{断 面 積}

は

約

1

　400　cm2 と し た

。

　A

−

C

，A −D ，

　

A −F ，

　

B −D ，

　

B −C

，　

B −E

要 素

：

次

に，

大

き な

仮定

では あ る が

，

これ らの

_{要 素}

の

_断

面 積 が

すべ て

同

じで あ る と 仮 定 す る

。

初 期 状 態

を

考

え て_，

境

界

要 素

の バ

_{ネ剛 性}

を

無 限

大

と

し主 筋

に 沿 う ひ

び 割

れ が

開

か ない

状

態

に し た

本

モデルの せ ん

断 力 と相 対 変 形

の

関 係

に

お け

る

初期

剛

性

と

，

実 験 結 果

の せ ん

断 力

と

相 対 変 形

の

関 係

にお け る

初曲

げ ひ

び

割

れ

荷

重

（

計

算

値

）

時 割 線 剛 性 とが

， ほ ぼ

等

し く な る よ うにす るこ

と

に

よ

り，

断 面 積 を決 定 す

る と

，

約

200

　cm2 と なっ た。

　 B

−

360

シ

リ

ー

ズ に

対

して

決 定

し た

諸 定

数

を

，Table

　

6

に

示 す

。

　 4

．

3　

境 界 要

素

の

特性

　

Fig．

19

に

示 す 境 界 要 素

の

鉛 直 方

向

バ

_ネ

は

有 限 要

素 法

に おける ク ラ ッ ク リンク と

同

じ

考

え

方

の もの であ る

。

本

論

に お い て は

，

終 局

状

態

を

考

えて

，

_{簡 単}

の た め，

Fig．

20

に

示 す よ う

に

，

圧 縮 力

を

受

け る

場 合

に は

剛

で

引

張 力

は

負 担

し ないと

仮

定

す る

。

本来

は，

破 線

で

示

し た よ うに

，

主 筋

の

ダボ 作 用

に よる

割

り

裂

きに

対

し て

抵 抗

す る コ ンク リ

ー

トの

引 張 剛 性

Kv

が

鉛 直 方 向

バ

_ネ

の

剛 性

と な り，

鉛 直方 向

バ

ネ

は

引張 力 を負 担 す

る が

，

主 筋

に

沿

っ た

：

竃

・

：

亙 璽 莖

：

王

：

…

　　　

＿一

L1

・。

」

一

・・ト

Lritlt

，＿

↑

匚 oL

一

切 匚 Φ 卜

，

₁

’

　

鹽

〆 V ぎ Dlsp［qcem  

」

　

羅

∈

8

‘

↑

匚 o

「

曽

帆 匚 Φ ド

KHD13Plqcement

匚 o

．

一

m の Φ

」

⊂ ou

↓

Fig

_．

_{20　Characteristics}

　of　

boun

−

　

Fig

．

21

　 　 　 dary

　element 　

in

　VertiCal 　 　 　

direction

Characteiistics

　

of



beundary

element 　

in

　

horizontal

direction

？

go28 。

）

σ 70 　 60504030002 　 1 Yle【dlngσr shear 　reinforceffvevnt

　

　

　

／

／

で

＼

・ ／ …

へ

’

辮

・

竈

一

’

　　　　 Expermen ヒal 　 　 　 reniLts

　 　

B −

360series

　 　 2Q　　40　　6Q　　80　　100　　120 　　140 　　160

　　　　　　

恥

高

（

kglcm2

）

Fig

．

22

　

Analytical

　results　

by

　tluss　model 　and

　 　 　

experi 皿en忙al



results ひ

び

割

れ が

生

じ た

後

は

，

主

筋

の

ダボ

作

用

に

抵抗

す る の は せん 断 補 強 筋であ り，鉛 直 方 向バ ネ は 引

張

力 を

負

担 せ

ず

，

単

に

主

筋

に

_沿

う ひ

び

割

れ

幅

を

表

現

す る た めの

_も

の と

考

え て い る

。

　

水

平

方 向

の長 さのないバ ネ は

，

有

限 要

素

法

にお け る ボ ン ド リンク と

同

じ もの で あ り

，

主 筋

とコ ンク

リ

ー

ト

の

_付

着

を

表

す もの で

，Fig．

21

に

示

す

特 性

を

持

つ

。

ただ し

，

鉛 直方 向

バ

_ネ

に

伸

び が

生

じ

，

主 筋

に

沿

っ た ひび

割

れ が

開

いてい る

部 分

では

，

極 端

では

あ

る が

，

付 着 力

は

失

わ れて いる もの と

考

え

，

付 着 剛 性 （

K

，

）

は

零

と

す

る

。

　

4

．

4

数 値 計 算 上

の

境

界

条 件

　

節 点

A

，

H

は ピン

支 持

する

。

節 点

G

，　

B

に

剛

な

ト

ラ ス

要 素

C −B

，

B −G ’

，　

G ’

−G

を付 加 す

るこ

と

に よ り

，

　

B −

G −G ’

で

剛

な

平 面

が

形 成

され る

。

節 点

G

，

G ’

，　

B

に同 じ

大

き さの

鉛

直

方 向 変

位

を 与

え ると，

G ’

−G

要素

の

回

転変

位 が 拘 束

さ れ る

。

三

角 形

B −G −G ’

は

剛

な

平

面

で

あ

る か ら，

G’

−G

要 素

の回

転 変 位

が

拘 束

さ れ れ

ば

，

当

然

の こと な が ら，

G −B

要 素

の

回

転 変位

が

拘

束

さ れ

，

逆 対 称

モ

ー

メン ト

状

態

が

得

ら れ る。

軸 力

が ないので

水

平 方

向変位

は

自 由

に してお く。

　 4

．

5

解析結

果

　

Fig．

22

は

B

−

360

シ

リ

ー

ズにつ い て

，

せ ん

断 力

Q

と せ ん

断 補 強

量 ρw

’

way との

関

係

を

示

し た もの で

，

破線

はコ ン クリ

ー

トの トラ ス

要 素

C

−

D

が あ る

一

定

の

応 力

に な る

場 合

，

実 線

は

中 央

のせ ん

断 補 強 筋

が

降 伏 応 力

に

達 す

る

場

合

である。

本

トラ ス モデル はせん

断

終

局

強度

の

大

き さ を

与

え る た めの

も

の で は な く

，

実 験 結 果

との

絶 対 値

で の

比

較

は

あ ま り意 味

が ないが

，

参 考

の た

め

Fig．22

中

に

実 験

結 果

を

●

印

で

示

す。

C −D

要

素

の

破壊

を どこ で

判

定

す る か は， 前 述の よ うに， 引 張

応

力 がコ ン ク リ

ー

トの引 張 強

度

に

達

し た

時

，

破 壊

が

起

こる と

考

え てい ること に な る

。

せ ん

断 破 壊 時

に は_，

対 角 線 上

の ひび

割

れ は

複 数

入 り，

ど

れ かが

耐 力 的

に

支 配 的

な ひび

割

れとな っ て

終 局

に至る こ と

，

お よ び

，

少

な く と も圧

縮

・

引 張

の二

_{軸 応 力状}

態であ るこ

と

か ら

，C −D

要 素

の

強 度 を

コン ク

リ

ー

ト

の

一

軸 引

張 強 度 までと ることはと り す ぎ で あ ろ う と 思わ れ る

。

本

ト ラスモ デルは せん

断

終 局 強 度 を与

え るた めの

も

の で は な い

が

，

そ れ に

近

い

値 を与

え る

も

の

と 考

え

_，

実 験 結 果 と

ほ ぼ

対

応

さ せ る と す れ

ば

，C

−D

要

素

の

強 度

をコ ンク1丿

一

トの

一

_{軸 引張 強 度}

の

1／2 程度

に

_考

え れば よい こ とが わ かっ た。 そこ で

，Fig，

22

に おい て は

，

　

C −D

要素

の

強 度

は

一

軸 引 張 強 度

の

1

／

2

であ る と して

計

算 結 果

を 示 して い る。

　 Pw

’

w σy の

小

さい

範 囲

では せ ん

断

補強 筋

の

降伏

が

先行

し

，

ρw

’

、，au の

大

きい

範

囲で は せ ん

断 補 強 筋

の

降 伏

が

起

こ る

以

前

にコ ンク リ

ー

トの ト ラス

_{要 素}

C −D

が

破 壊

し

，

実 験 結 果

と

傾 向 的

に

一

致

す る。

　

ρw

’

、，σy が

小

さい

場

合

に は せ ん

断補強 筋

の

伸

び

が

大

き いた めに

，

主

筋

に

沿

っ た

境 界 要

素

の

_{鉛 直 方 向}

バ ネ が

開

き

，

ダ

ボ せ ん

断

力

が

大

き く なっ て

，

主

筋

に

沿

っ たコ ンク

リ

ー

トの

割

り

裂

き が

起

こる。

前 述

の よ うに

境 界 要

素

の

鉛 直方

向

バ

_ネ

が

開

い て い る

状 態

で は_，

付 着 力

はない

も

の とし て い るが

，

付 着 力

が

あ

る とした

場 合

に は

節 点

E

お

よ

び

節 点

F

の

水 平 方 向変 位

が

拘 束

され

，

主 筋

に

沿

っ た ひび

割

れ が

開

き に く くな り_，

Pta’

_way が

小

さ い

場 合

で

も

， せ ん

断 補

強 筋

の

降 伏

が

遅

れる ことに なり

実 験 結 果

の

傾 向 と

一

致

し な く な る

。

し たがっ て

，

主 筋

に

沿

う

割

り

裂

きが

起

こっ た

場 合

に は

，

付 着 力

は

失

わ れる と

考

え た ほ

う

が

合 理 的

で

あ

る。

　

Pw ’

way が

大

き い

場 合

に は せ ん

断 補 強 筋

の

伸

びが

小

さ い ために_，

境 界 要 素

の

鉛 直 方 向

バ

_ネ

の

伸

び

も少

なくな り，

A −E

要 素 と

A −C

要 素

お

よ び

B −F

要 素 と

B −D

要 素

は

一

体

とし て

働

く

よ う

に な り

，

コ ン ク

リ

ー

ト

の トラ ス

要 素

C

−

D

の応 力 が

大

き く なる

傾 向

にある。

　

Fig．

22

に おい て コ ンク リ

ー

ト

強 度

が

大

き く なっ た

場

合

には

，

コ ン ク リ

ー

トの トラス

_要素

C −D

が

破 壊

す る と

判

断 するある

一

定

の

応

力 を

大

きく

考

え れ ば よ く

，

破 線 は

上 方

に

移 動

し

，

せん

断 補 強 筋

が

降 伏

して

終 局

に

至

る

範 囲

一 89 一

？

go

£

8・

5

，。 　 6050403e20le20 　 　40　　60　 　BO　 　100　　120　　140　　160

　　　　　　　　　

「

_〜

v

’

wq

（

kg

たm2

）

Fig

．

23

　

Analytical

　results　

by

　truss　model

とコ ン ク リ

ー

ト トラスの

破 壊

が

先 行

して せ ん

断 補 強

筋 が

降伏

し ない

_範

囲 との

_{境 界 値}

はコ ンク リ

ー

ト強 度

と と

も

に

大

き く な り

，

実 験 結 果

の

傾 向 を よ く説 明

で

き

る

と考 え

る

。

　

4

，

6

　

せ ん

断 補 強 筋

とし て の

異 形

PC

鋼 棒

と

普

通

強 度

　 　 　 鉄 筋

の

違

い

　

異 形

PC

鋼 棒

は

普 通 強 度 鉄 筋

に

比

べ

_約

4

_倍

の

降 伏 強

度

を

有

する

。

し たがっ て

，

せ ん

断 終 局 強 度

に及 ぼ すせ ん

断 補 強 筋

の

効 果

を

_{Pw ’}

way

（

せ ん

断 補 強 筋 比

×

降伏

強 度

）

で

評 価

し た

場 合

，

way が

4

倍

に なれ ば

同

じ

Pw

’

”σ y

を 得

るた め に

Pw

_（

間 隔 を 同

じ にすれ ば

断 面 積 ）

は

1

／

4

で す むことにな る

。

そ こ で_，

普 通 強 度 鉄 筋 を

用

いた

場 合

と し て

，

本 ト

ラス モ

デ

ル の せ

ん断 補 強 筋

の

軸 方

向

剛

性

は

4

倍

，

降 伏 を判 定

す る

応 力 度

は

1

／

4

に して

検

討

を

行

っ た

。

　

解 析 結 果 を

Fig．

23

に

示

す。

普 通 強 度 鉄 筋

は

降 伏

ひ

ず

み が

小

さいた め

，

部 材

と して

小 さな 変 形

で

中

央

のせ

ん

断

補 強 筋

の

_降伏

が

生

じ る。 し た がっ て

，

中 央

のせ ん 断

補

強

筋

の

_降

_伏

が

生

じ る せ ん

断 力

は

低 下

する

。

一

方

，コ ン ク リ

ー

トの ト ラス

_{要 素}

C −D

が

破 壊 し

，

せ

ん 断 圧 縮 破 壊

に

至

る と

考

え る

場

合

につ い ては

，

普 通 強 度 鉄筋 を使

用 し た

方

が

軸 方 向

剛 性 が 大 きい た めに

伸

び 量 が

小

さ く な り， コ ン ク リ

ー

ト トラスに

対

す る

拘

束

が

大

き く なっ て

結 果 的

に

耐 力

が

上 昇

す る

。

　

以 上

の

_結

_果

は

，

力

のつ り

合

い の み な ら

ず 変

形 を

考 慮

し た

結 果

であり

，

せ ん

断 耐 力 を

せ ん

断 補 強 筋

の

負 担

分 と そ の

_他

の

要 因

の

負 担 分

の

和

と

考

えた

場 合

，

せん

断 補 強 筋

の

負 担

分 が

一

定

で あっ て も

，

せ ん

断 補 強 筋

の

伸

び

量

によっ て コ ン ク リ

ー

トに

対

す る

拘 束

の

程 度

が

変 化

し

，

そ の

他

の

要 因

の

負 担 分 が 変

わっ て く ること

を示

唆

して いる。

　 §

5

．

結

　

異

形

PC

鋼 棒

をせん

断 補 強 筋

とし て

使

用し た場

合

， その

強 度

を

有 効

に

_利

用で き る

範

囲 を

拡 張

する

目的

で

，

コ ン クリ

ー

ト強 度

とせ ん

断補 強 量

をパ ラメ

ー

タ

ー

と し た

，

は りの せ ん 断

実

験 を

行

っ た。 さ ら に

，

破 壊

モ

ー

ド

，

せ ん

断 終 局 強 度

と せ ん

断 補 強

量の関

係

，

等

を 解

析 的

に

説

明で

一

　

90

一

き る

可 能

性

を

調

べ る

意 味

で

，

簡 易

トラスモデル を

設 定

し て

実 験

結果

との

比

較検討

を

行

っ た

。

本 実 験

研 究で得 ら れ た

_{知 見}

を ま と め る と

次

の

_{よ う}

に

な

る

。

　

（

1 ）

せ ん

断

補

強 量 （

p

．

・

w σy

）

の

増 加

に

伴

い

，

せ ん

断

終 局 強 度

（

τ

∂

は

上 昇

するが

_{，Pw ’}

way が

大

き く な る

程

，

ru の

_{上 昇 す}

る

割 合

が

小 さ く

な る

。

ru と

Pw

’

way の

関 係

は

，

ほ ぼ

2

本

の

折 線

で

近 似

で

き

る

。

　

（

2

）

Tu と ρw

・

way の

関 係 を

2 本

の

_折

_線

で

近 似

し た

時

，

ρw

’

、。σy の

小

さい

範 囲

の

直線

はせ ん

断 補 強 筋

が

降 伏

し て せん

断 終 局 強 度

に

至

る

場 合

，

Pw

’

way の

大

きい

範 囲

の

直線

は せ ん

断

圧

縮 破 壊

が

先 行

し て せ ん

断補

強 筋

の

強 度

が 十 分 に 発

揮

さ れ ないま ませ ん

_断終

_{局 強 度}

に

至

る

場 合

に

対 応

す る。

　

（

3 ）

上

記

の _τu と

Pw

’

w σ yの

関 係

の

近

似

におい て

，

2

本

の

折 線

の 折 曲 が り

点

の

Pw’

_{w σy は} コ ンク リ

ー

ト強 度

の

増 加

と

と も

に

大

き く なっ てい く。

　

（

4

）

　

コ ンク リ

ー

ト

強度

を

高

め

る と

，

同 じ

Pw

’

wσs に

対

し て τu を 大 き くで き

，

かつ

，Pw ’

_way の

増 加

に

_対

する ru の

上

昇

す る

割 合

を

大

き くで き る。

　 （

5

）

簡 易

トラスモ デル を

設

定

し

，

力

のつ り

合

い の み な ら

ず

ト ラス の

_変

_形

を

考

え るこ とに より

，

上

記 （

1

）

〜

（4 ）

の

_{実 験結}

_果

は

_傾

_向的

に

_{説 明}

で き る。

　

（

6

）

今後

，一

般

性

の あ るモ デル に

発 展

さ せ る

必 要

が あ る が

，

せ ん

断 終 局 強 度

に

及

ぼ す

各 要 因

の

影 響 力

の

検 討

を

容 易

に

_行

うこ と ができ る た

め

，

実 験 結 果 と合 わ

せ， せ ん

断終

局

強度

の

評価

を

行

う た めの

手 段

と して いき たい

。

　 謝 　

辞

　実験 計

画

に

際

し

，

東 京 理 科 大 学

・

松 崎 育 弘 助 教 授

に は

貴重

な ご

助

言 を頂 き ま した

。

ま た

，

ト

ラス モ

デ

ルの

数

値

計 算

には_，

東 京

工

業 大 学

・

和 田

　 章助教 授

が

作成

し た

プ

ロ グラム を

使 用

させ て

頂 き ま

し た

。

心

よ り

感 謝

申

し

上

げ ま す

。

　　　　　　

’

　

試 験 体 製 作

に

当

た っ て は

，

高 周 波 熱 錬 （

株 ）

水 馬 克 久

氏

，

偉 川 哲 光 氏

の

_{御 協 力 を得}

ま し た。 こ こ に

記 し

て，

厚

く お

礼 申

し

上

げ ま す。 参 考文 献

1

）

黒 正清

治

，

福 原正志ほ か ：高 強 度せ ん断 補 強 筋 を用いた

　 　

鉄 筋コ ン クリ

ー

ト

梁

・

柱

の力

学的挙 動

に関す る

実

験 研 究

　　

（

そ の

1

一

その 6 ）；日本 建 築 学 会 関 東 支部 研 究 報 告 集， 　 　

pp

，

201

−

208

，

　

1976

／pp

．

145

−

256

，

　

1977

2） 黒正清 治

，

福 原 正 志 ；高 強 度せん断 補 強 筋を 用いた 鉄 筋 　 　コ ン ク リ

ー

ト梁の せ ん 断 終局強度に関す る実 験 研 究 1第

　 　

2回コ ン クリ

ー

ト工 学 年 次 講 演 会 講 演 論 文 集

，

pp

．

477

−

　 480

，

　1980 3） 黒正清 治， 福 原正志 ：高 強 度せ ん

断補

強

筋

を用い た鉄

筋

　 　

コ ン クリ

ー

ト梁の せ ん断 終局 強 度に関 す る実験研 究 慨

　

往

の

_実

験

式

との関

係）

：日

本建

築 学

会

関 東 支 部 研 究 報 告 　 集

，

　pp

．

113

−

116

_，

　1980 4） 黒 正 清 治

，

福 原 正 志ほ か ：鉄 筋コ ン ク リ

ー

ト部 材にお け