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柱SRCはりS接合部パネルの終局耐力に関する実験的研究

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1

研 究 論 文】 UDC :624

078:624

014

2 日本 建 築 学 会 構造 系論 文 報 告 集 第 354 号

昭和 60 年 8 月

SRC

は り

S

接 合 部

終 局 耐 力

す る

実験 的 研 究

正 会 員

正 会 員

正 会 員

正 会 屓

* 己* *

* * *

* * * *  §

1.

 

本 論文は

柱 が 鉄 骨 鉄 筋コ ン ク リr ト (以下

,SRC

と 略 す

は りが鉄骨で構 成されるは り接合 部パ ネル の力にする もの で あ る

た だ し

SRC 造の

一・

つ の新しい形 式とし て

柱の主 筋を省くこ と を ね らっ て い るitli

 

近年, 柱

SRC

は り S 形 式の骨 組 構造 が 設計され るよ う に な り

本 構 造の 力学 性 状を調べ る た めもい く つ か 行 われ てい る5同 ゜}

こ の構 造 形 式の 徴は

異 種 構 造の接点である柱は り接 合 部にあ る と言え

この部 位に お け る応 力 伝 達 機 構の解 明が大き な課 題の

っ で あ ろ う。 例えば

は りが純 鉄 骨で ある た め

接 合部パ ネル の コ ン ク リ

ト(以下, コ ン ク リ

パ ネル と 称 す

)は

Tablel  List of Specimens HoOP  Rein 「orc已mem

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Zl   事 東 京工業 大学   教 授

工博  # 東 京 業 大学   助 教 授

i# 東 京業 大学   大 学 院 生 1*ll 住 友 金 属 工 業 (株 )     (昭 和 59 年 11 月 5H 原 稿 受 理日

昭 和 60 年 3 月20日 改 訂 原 稿     受理 日

討 論 期限 昭和 60 年 11 月 末日} 通 常の

SRC

接 合 部パ ル に比べは り側か らの拘 束が 少ない

し たが っ て

は り が

SRC

造の場 合とは

コ ン ク リ

トパ ル の せ ん 断 抵 抗 機 構も異な る と思わ れ るBI

また

本 論 文で対 象 として い る接 合 部パ ル は

柱 を主 筋の ない

SRC

造と し たもの で あ るの で

接 合 部 パ ル の フ

プ筋の せ ん断 抵 抗 機 構は い わゆる は り機 構11 )とは な らず

何らか の新し い概 念の導 入が必 要で あ ろ う

あるいは

通 常 使 用さ れ る鉄 骨は

,SS

 41

 

SM

50 ク ラ ス であるが 筆 者ら の

連の研 究L)

4ト で明ら か に なっ た よ うに, 高 張 力 鋼の使 用 も不 可 能で はな く, 昨 今 の鋼 材の高 強 度 化 技 術の進 歩 を合わせ考え れ ば

近い将 来, 高張 力 鋼と普 通コ ンク リ

わ せも考え ら れ る

し たがっ て, 鋼 材の種 類による影 響につ い て調べ       て お くことも必 要で あろう

      本 論 文は

以 上のよ うな観 点か ら

              接合部パ ル の終 局 耐 力につ い て       フ

プ筋の量

軸 力

鋼 材の種 類な       ど をパ ラ メ

タ に とっ た実 験を行               い , こ れ ら が耐 力に及ぼす影 響を調               べ の である

さ らに 極 限 解 析       モデル に よっ て終局耐 力の評 価 を試               み 従 来 式 も含め て

そ の適 用 性を       検 討し た

                §2

実 験 計 画       2

1 全体 計 画                 実 験は

大き く 2っ の シ リ

ズ       (A

B)に分 け られ る

  A シ リ

              ズは

鉄 骨 素 材の種 類,フ

プ筋 量

              軸 力の影 響 を調べ る もの で 実 大の       1/3程 度の試 験 体 を 用いた。 試 験 体               数は 12体で ある

B シリ

ズは

実 大の 1/2程 度の試 験 体で

鉄 骨は HT 80のみ と し

プ筋量

軸力

さ ら に

鉄 骨の断 面形状を変 数に し てい る

試 験 体 数は 6体であ る

両シ リ

ズで

試 験 体 の縮 小 率が異な っ て い るが

終 局 耐 力に対 す る 従 来の算 定 式お よ び本 論で提 示す る解 析モ デルの適用 性を検討 す

40

(2)

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Fig

1

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One

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鯉 鵡

 

12  …

 

1

黒門

1

−.

    麺コ る とい う点に おい て有 用と 思 われ る

 2

2

 試 験体 計画  

Table

 

1

試 験ス トを

 

Fig.

1

a

b,

c に試 験 体の 1例を 示 す

タ イプ

1

A

シ リ

ズで あ る

柱の 断面 寸法 は 21cm  X 21 cm は り は純 鉄 骨で ある

タイ プ

1

−1

鉄 骨 を柱

は りと も

SS

 41と し たもの で接 合部 は すべ 通 しで ある

プ 筋は

6φ丸 鋼を40 mm

100 mm の 間 隔で配 し た もの お よ びフ

プ筋の な い もの の 3種 類であ り

柱お よ び 接合 部パ ネルに共通 で ある

プ筋量 (ρw)に換算す れ ば

そ れ ぞれ 0

57

0

 23%

,0

% に相 当 す る

軸 力は

45t お よ び軸 力な しの

2

類であ る

45t は 柱 断 面の 中心 圧 縮 強 度 (

N

。) の約 Z5% に当する

タ イ プ

1

2は

鉄 骨を柱

は り と も

HT

 80と し たもの で ある

プ筋は

タ イプ

1 一

Table 2

a Mechanical Properties of Steel(Type 

I

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 Properties of 

Steel

Type 

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, 1と同 様で あ る

軸 力は

55t お よ び軸 力な しの

2

種 類 で ある

55tは

 N

の約 25% に相当す る。 タイ プ

ll

お よ び盟が B シリ

ズで ある

柱の断 面 寸 法は

35cm

×

35cm ,

はりは純 鉄 骨である

タ イ プ

ll

1お よび 皿

2は

鉄骨を柱

は りと もHT  80と し たもの で は す べ て柱 通 し型で ある

プ筋は タイ プ皿

1

で は, 柱お よ び接 合 部パ ル とも8φ丸 鋼 を50mm 間 隔 〔Pw

−O.

57%)で配 して い る

タ イプ

ll

 

2で は に 9φ 丸鋼を50mm 間 隔 (p.

0

73 % )で配し た が, 接 合 部 パ ネルに は配 して いない

軸 力は

タイ プ

ll

1で は56 tお よ び

84t

(約 0

INu お よ びO

 15 N

, タイ プ 匪

2 で は 51t お よ び 77 t 0

1Nu おび0

15 

Nu

の そ れぞれ 2種 類で ある

タ イプ皿 は

柱鉄骨の断 面が クロ ス H 型の もの で

直 交フラン ジの効果 を調べ る た めの もの で あ る

柱の 鉄骨 は

HT

 80

は りは

SS

 41 で, 接 合 部は柱通 し型で ある

 

Table

 2

a

− d,

 

Table

 3

a

〜d

各タイ プの試 験 体 に使 用 し た材 料の力 学 的 特 性 を示し た

コ ン ク リ

ト強

41

(3)

度は

実 験 期 間 中, ほ ぼ

定であっ た と思 われ る

δ   2

3

載荷計 画

 

加力 シス テム をFig

2

a 

b

す。 Fig

2

a が

A

シ リ

タイ プ

D

Fig

 2

−b

B

シ リ

イ プ

li

皿 }で 用い た装 置で あ る

地 震 時 を想定して

は り端に 逆 対 称せ ん 断 力 を加え た

A シ リ

ズで は

正 負 1回 の繰 り 返 し

B シ リ

ズで は 正 負

2

繰り返 しを した後

,一

方 向へ 単 調に変 位 を増 大さ せる方法に よっ た が 正 負各方向で記 録さ れ た大荷重時におい て

接 合 部パ ル は ほ ぽ終 局 状 態に達し てい る も の と見なすこ と に す る

な お

ル モ

メ ン トのに当っ て は 鉄 Table3

a Mechanical  Properties of  ConcreteType 

D

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Fig

2

a Loading  Setup (Type I冫

一 42 一

骨フ ラ ンジ重心間距 離を基 準と し たu   §

3.

実験 結 果お よ び考 察  

3.1

実験結 果  

Table

 4 に

各 試 験 体の正お よ び負の最 大パ ネルモ

メ ン ト ( 

PM 。

r )を 示 す

接合 部パ ネル の終 局耐力は

文 献 ユ

3

に よ れば, 次式の形で表 され

同式 中, λ

=1.0

の場

     

PM

eVc (2 

fs

ψPw

wfy 十 λ

Vs・

s σy/

ts

                    

………・

…・

…・

tt……

1

) 合が,

SRC

規 準の式 14] で あ る。 ま た

文 献13, ユ5では

λ= 1

2と す こ と がで き る とし て い る

。Table

 4に

λ = 1

0お よ び 1

2と し場 合 計 算 値 を , そ れ ぞ れ

PM

1,PM

 

2

と して示し た。 な お

コ ン ク リ

トパ ネル の 寸 法は

主 筋が ないの で

は り それぞ れ の鉄骨フラ ン ジ重心間 距 離とし

有 効 幅は柱 幅の半分 と し た

ま た

, 2fs・

ψ

=0.3fc

fc

:シ リンダ

強 度 〉で ある

 ま た

タ イプ 皿の試 験 体は

鉄 骨が ト字 型 断 面で あ る ので

直交す る鉄 骨の フ ラ ンジの効 果 を 考える必 要が あ る

こ こ で はt 文 献13を参 考に し て

直 交フラン ジ 全 断 面 を有効 と し た場 合と

無 視し た場 合 (カ ッ コ ) を 那 し た。

 

以上の 2り の学会式に よ る方 法

お よ び, 後 述す る 解 析モ デル の方法 (Table 4に PM3 と し て計 算値を 示す。)の計 算 結 果と実 験 結 果と を比 較し

考 察 を 加え る

 3

2 解 析モデル   筆者 ら は

文献 4におい て

接 合 部パ ル の終 局 耐 力 算 定モ デルを

2

種 類 提 示し

計 算 結 果と実 験 結 果 は良く 対応す ること を示し た。 モデル 1は

若 林

南 9’ の

コ ンク リ

トパ ネル をス トラッ トに置 換する方 法と

筆 者 らの フ

プ筋せ ん断抵抗モデル と を併 用 し たもの で

接 合 部パ ネルに十分に フ

プ筋が配さ れた場 合を対 象と し てい る

モ デル 2は

接 合部パ ネル に フ

プ筋がな い場 合を対象と してお り

終 局状態 に おい て

フ ラ ンジ外コ c

・ 直              1 :

一一

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R 鉱LE隔

一一

  」         1

(4)

ンク リ

トが ほ と ん ど は く落して も

最 大 耐 力 をほ ぼ維 持 し た とい う実験 結 果me 参 考に し て

コ ンク リ

トパ ネル は

フラ ンジに囲まれ たコ ン クリ

トの み を有効と 考え る方 法であ る。 両モデル は, フ

プ筋が 十 分あ る場 合と まっ た くな い場 合の両極 端に対 応し たモ デル と 言 え る。 フ

プ筋が ない場 合に は

フランジ外コ ンク リ

ト は終 局 耐力に寄 与し ないz, ことを考え ると, モデル 1で

コ ン ク リ

トパ ネル の幅は柱 幅に等 しい と仮定 した点 は

プ筋が少ないのに適 用 する場 合に は再 考 を 要 す る

 実 験からられた情 報か ら推 定する と

プ筋のな い接合 部パ ルの 崩 壊 過 程

Fig

3の よ う に な る と 思 わ れ る。

Fig.3

パ ネル モ

メ ン ト

せ ん断 変 形 角 関 係の ス ケル トンカ

ブを模 式 的

に描い たもの で ある

コ ン ク リ

トパ ル に め亀 裂

入るまで (区間

OA

) は, コ ンク リ

トは 全断 面 有 効 {状 態1)であるが

亀 裂 後, 亀裂が拡 大

伸展して い く過 程 (区 間

AB

)で

フラン ジ外コ ン ク リ

トの耐 力 分 担は減 少し ていき, フ ランジ 内コ ン ク リ

トお よ び鉄 骨へ の応 力 再 配分 が進行す る (状 態 2 )

そ し て

終 局 状 態 (区 間

BC

)で は, フ ラン ジ外コ ン クリ

トの耐 力 分 担はほとんどゼロ と な り

接 四 叫 8

 

 

 

 

鰡 圃 C Y   Mr      Nr

Fig

3 Process of Collapse of SC Panel

Photo

1

a HT80

040

−JPS−

25 〔No

10)

Photo

 1

b HT 80

100

−JPS−

25〔No

11}

o

Table4 Experimental Results and  Calculated Results

Photc」1

c HT 80

OOO

JPS

25NQ

12

5er

e5TypeNO

N丹mE Df sPE⊂imenE

P

ri

冊【

  t

仁ml

1

ul

めn 鱒1  【鼬

Cml E叩

ε

r ひmenl

Caに ul 自[iDn PMex

M1PM2PM3PM

PM1PM

 PM2PM

  PM3 ‘

} 1

1 λ1

o 弄12 工

〕 〔1 〔

11

1 卜1 〔

1 155

 0

O」PS OO1058100151 」 5687 曝5Z

061

951

851

761

り21jU 255 賜1  田0 」P5 00 】D6Z10 η 弓765 ヨ15752

232

25 〜

002

021

5ア 1

53 355 期 OOO

丿P5 00939913 嘔5z507508 ⊇

082

021

臼51

8D1

5

1

50 1 1 腎 55鞠10『0

丿PS 乃 1,9ア 冢16551 ユ 5687 噸5 〜

33 〜

272

↑12

05 ,

6P1

57 555

1100 丿P5

25110910 旧7 隔765 ヨ匸 6 ナ5z

ヨ3 ヱ

z& 2

092

051

5

1

51 65S

000

 

jP5

 

59 ⊃o93345z5076082

062

06L831

1

539

5

Hτ800 哺 jP50D12 “11ZO8 ε81100510 η 1

腎11

ヨ71

231

201

56 τ

27 8HT80

100

P5

0012391 忠278

D96 “ 9991

砧71

姻61

Z区 1

⊇71

Z31

Z3 9

T80

000

丿P5

001077 ↑035 旧 四 9389 四 1

3z1

2ア 1

151

101

161

T1 l  z !oHT 目O

0幅O 」P5

251Z8 〜 1z58aB11005107Z 溷

弓51

印51

281

主51

記07

17 71HTgO

100 」P5  〜512501206 臼墜o96 岫 9991

qg し

1

301

ヱ51

251

Z1 口 HT300DO

丿

P5

25110010898149 }8gz91

玉51

3隔 1

171

161

8L1

1」 H730

 

C

20 5273 閏oo7 1

301

D9 辱

17D

961

03o

86 Il  1 円 HT30

5D

869

go8 削061o 〜055100 「

201

Z11

081

09o

95o

% 15HT80  

 20 

DO33560 1 090

970

96o

85 ,

0閏 o

92 RIl  2 3675 陰1793863 16HT80

C 30

N39653 邸ア 1

08039o

95o

B81

030

95 III17HT80

CC 30

酎 閏■84

888

 

535

 

 

コ B5891    哩  5785    眇3 〔

¢

D11 )  9

巳r {r

2三1o

9111361

 

0

7

ll

1Z

 

D

8

11

Z η 1

1“ 1

25 田 区T80

CC

50

 

N 『550 幅η1 39240

眄 112帥   ゆ

臨9 〔13jl0

7911 四  o

Bコ 181911

171

ZZ

1PM 旨

by

 

R

ft

enee  N

14

P 柵

bv

 

R

r

m

13

PMI

bγP

P

ged M

d

1

2A55

med [h飢Al1 A

爬齒

o 「FI

hge  SectkU  F5 Efrec電十ve

3 Assu

wd  lhtt Ar

or Fl8nge Sectien i菖 ln

ffect

n 星

合 部パ ル の せ ん断 抵 抗は

フ ラ ンジ内コ ンク リ

トお よ び鉄 骨に よっ て行わ れ る も の と考え られ る (状態 3 )

プ筋がある場 合には

状 態2 お よ び状 態3におけるフ ラ ン ジ外コ ン クリ

トの はく落を 抑 制し

状 態3におい て も

フランジ外コ ンク リ

トの せ ん断抵 抗機能を

プ 筋の 量 に応じて維持し う る もの と 思 わ れ る

 

Photo.

1−

a

c に

験後 の試験 体

No .

10 ll12 の状 態 を示す が

プ筋 量 の差に よる状 況の違い を示し て い る。 パ ネル コ ン クリ

ト には

亀裂 方 向の圧縮 場が 想 像さ れ る

  本 論は

こ の よ うな前 提の

一 43 一

(5)

       S+C       S1 气

5

β       

C2

3

傾 」

1

1

 

 

艱灑

_        D          ( i )       (ii)       (

iii

Fig

4 Elemen しs  Reヨisting SheaTing Force

ドに

接 合 部パル のせ ん断 抵 抗要素を

Fig

4の よ う に

i

jv

)に分解して 拡 張 累 加 則に従っ て 各 部の耐 力 を 総 合す る方 法に よ り, よ り

般 的な耐 力モ デル を提 示 するもの である

以下に

各要素の せん断 力 (パ ル モ

メン ト〉と軸力の関 係を説 明 する。 モ デル の設 定に際して は 無 論, 柱お よ び は り は十 分に強い こ とを前 提 とし ている

 な お 以下にされ る式中

特に説 明の ない記 号は

本 論 文の末 尾にま と め て示し た ので参 照さ れ たい。  (

i

)鉄 骨ウェ ブパ ネル+鉄 骨フ ラ ンジ (

部 )   Fig

5

a の よ うに 鉄 骨ウェ ブパ ネル は せ ん断 力と軸 力 を受 けると し, 降 伏 条 件は せん 断ひずみエ ネルギ

に従う と す る

鉛 直フ ラ ンジ は軸 方 向 力の み を負 担 する とし

ま た

断 面の

部は後 述の要 素   の フランジ内コ ン クリ

トが最 大せ ん断 力 を 発 揮 するの に必 要な断 面積 と して使 用さ れ

残り の断 面が鉄 骨ウェ ブ パネル に せん 断応力を伝 達す ると考え る。ただし,そ の断 面が鉄 骨ウェ ブパ ル を降伏さ せ るのに十 分でない合には

は り鉄 骨の ウェ ブ断面の

部 (

Fig.5−

a

 

  断面の斜線部 ) が協 力す る と仮 定す るt

]12)

す な わ ち

骨ウェ ブパ ネ ル に は

降 伏す るの に必 要な応 力が伝 達さ れ る。 (Fig

5

aの記 号で示せ ば

,”

Q

wQ

+bQ

で あ る

〉な お

簡 単の た め に

水 平フ ラ ンジ は剛と し た

 は り鉄 骨 ウェ ブの協 力が ない場 合の荷 重 点 (wQ

  sN ,} の存 在 範 囲は

鉛 直フ ラ ンジの断 面 強度 (rN ,y)に よっ て 限 定 さ れ る。 つ ま り

フ ラ ン ジの 軸 方 向力 は,

Fig.

5

a を参 照す る と

次式を満た す 必要が あ る

    ω

Q72

1

N

1

≦ fNiy

………・

…・

…………・

(2)       sN ロ

   

 

o

 

  

S

  ewo  2t↓・N1

     

瓢 Q

 

1

 

wQ

w醂 ヒく}

Area Co

opera 量ing withFla   o

 

  Sec量i。n

Fig

5

a Anaiytica且Model of  Element {i)

wNy +2fNlv と

   

C3H

    

 

一一

「 I          I l         

t 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

      琉 l                I l      I 」

一一

_

_

亅  CoverConcrete   (iv) (ただ し,wQ

≧0ノNiV= ftl

!B

ノay)  ま た, 鉛直方向の力のつ り合いか ら, 要 素 (

i

)が負担す る軸力 (sNi ) は次 式である

 sNi

wN 十

2

N

 (3>

 (た だ し

,一

(wNy 十

2

Niy

}≦sNi ≦ tulVy十2∫ハJiy

 

wNy

jc

wt

w σy>

式 (

2

(3) よりJN 、を 消 去す る

    

IsN1

wN  

l

2

Niy−

wQ

 

tt・

 

4  こ こで, 鉄 骨ウェ ブパ ネル は せん断ひずみエ ネル ギ

説  に従う と し た か ら

       (

Q

Q

∋>2 十(ω亅

V

/wlVy ) 2 ; 1

 5

 

〔wQ

(ノ、/ノ∂。

Q

, 。

Q

;= (ゴ、/ノ。)。

Q

, , 

wQ 。

丿

wt

σノ姻  である か ら

式 (4)に おいて wlV

±wNv   1

Q

Q92

 (

0

≦wQ

2

∫ハ

1

ヨy)であ る

  

式 (4)を せ ん断力 (wQ つ

軸 力 (

NP 平面上に示  せ ば

,Fig.

5

−b

の よ う に, 。

N

,軸 と

点 鎖 線 ABCD に   囲まれ た範 囲であ る

  

t

方, は り鉄 骨ウェ ブの協力が あ る場 合に は

フ ラ ン  ジの降 伏は鉄 骨ウェ ブパ ネル の耐 力に関 与しない こと に

 

な り せ ん断 力 (wQ

軸 力 (sNi } 関 係は次の よ うに  な る

式 (3)

5

)よ りwN を 消 去し て

     (wQ

ω

Q

)t+

1

(sN 一

2fN

,)/ω

1V3

} 2 1

………・

(6)    (た だ し

,一

NiS

≦∫

N

、≦∫

Niy,

  wQ

0

)  式 (

6

}は

,Fig.

5

−b

の実 線

AB ’

C ’

D とし て表 現で きる。    し た がっ て

, Fig.

5

− b

に お い て

曲 線 ABCD と

 

AB ℃

D で囲ま れ た部分が は り鉄骨の ウユ ブの協 力 部 分  で あ る。 要素

G

)では, は り鉄 骨の ウェ ブの協 力を仮 定す  るの で

曲線

AB ’

C ’

D

に対 応 し

そのパ ネル モ

メ ン   ト 〔。

PM

軸 力 (sN1 > 関 係 は

, 。

PMi

wQ ”

j

 sPMiy

wQ ∋

jc

の 関係を 用い て, 式 (6)よ り次の よう  に得ら れ る

    

(8PM ,/sPMly )2十ヨ(εハ厂1

− 2

ノハ「1)ん

Ny

} 2

=1……

(7)   (た だ し,

JNiy ≦xVi ≦∫

N

】y)     (

1

の 鉄 骨フラン ジ (

部 )十 フ ラ ン ジ内コ ン ク リ

ト               Fig

6

a に示 す よ うに

フ ランジ内              コ ンク リ

トは斜材要 素と考え 各 sNl

    Steet Web Pariet

至     wNv     2tNly VertTcatMange  o       I 丶

   1 

 

噸 B

rwNv

2“N伽y       A Fig

5

b 2tNiVwaywCl

wQ

。AT1王n しeraction of Element

iD 要素は

軸圧縮 状 態にあると する

。・

鉛 直フ ランジは

内部コ ク リ

ト が最 大せ ん断 力を発揮す る の に必要 な断 面 積 を有して いる と し て, 軸方 向 力の み を負 担す る もの と す る

ま た

フ ランジの た わみ は無 視で き る と する

水 平フ ラン ジは剛とし

水 平フランジ と 鉛直 ラランジは ヒンジ で連 結され て いると仮 定す る

コ ン ク リ

トの 斜 材要 素がコ ンク リ

44

(6)

        dN     耐2      tN2     、Q

丁 syQ!i2       tN2 fN2

   倉

    ctN c伊N 一 一

Fig

6

a Analytical Model of

      Element (

ii

cNly+2fN2v lmerConcreteVerticolcNly2 咽2y D

1

・、

、 、     し コ

 

Cx・

lc

    と       1 FLange

      o

2tN2y

r

2 ・

2    

1

      ,

→ 画  

t

       It ;

        2fN2y A Fig

6

b cQ {

c∫ハI Interaction o {       Element(ii) 強 度

fc

に達 して い る状 態 を想 定 して

水平フ ラ ンジ位 置で ののつ り合い を考え る

Fig.

6−

a を参照 す れ ば

コ ン ク リ

トが負 担 する せん 断 力 (cQi )と軸力 〔cNi ) は次 式で表さ れ る

   cQi

 

jc

fB

fc

cos θ

sin θ

=0.

5

 

jc

B

fc

sin2 

e

       

tt

 (8 )

   cNi

jc

sB

fc

cost θ

0

5jc・

B ・

ノ』(1十cos  

2

 (ただし

cQi ≧0とす る

) 両 式よ り θを 消 去す れば,    cQ {十(cN ,

O

5/c

B 。

fc

} 2 ; 〔

0.

5

丿c

B

fc

)2 ま た

鉛 直 方 向の力のつ い か ら

   cfN = cNi 十

2iNz…・

………’

式 (1e}

(11>か ら。

IV

、を 消 去す れば

9

……・

……・

10

……

11

す る とい う仮定を満た す た め に,

0.5j

B ・

fc

=2

/N2y

 (

15

) と なる よ う に フ ラ ンジ厚さ (rt2) を決め る と す れ ば

N2y=

∫t2

ノB

sσs

 (16) の関 係 よ , rtl は次 式で与え ら れ る。 /

t

ノb

ノも/〔

4r

σy)

 

t…

 (17)  式 〔14)は eQ

IV

平面に示 せ ば

Fig,6−b

の実 線

ABCD

で囲 ま れ た領 域である

また

曲 線AB ’

C

D

は, 式 (12)によっ て与えられ る荷 重点に対応す る が

式〔

14

)に よっ て与えられる条 件か ら

荷 重 点 (。

Q

ノN )の存 在 範 囲は領 域

ABCD

と い うことにな る

よっ て

求め るcQC

,∫

N

相関曲線は

実 線

ABCD

と な る

式表示す れば

  cQl ≧0の

式 の よ うにな る。  

2 rN2y CfNcNiy /2の

α

1 +

crN

cQ :+2・

N

・y

2

2

・ ≦CfN ・cN 、。+・・

N

・y  ・D時

2 +

・・

Q

・・砺

2

2        

 

一・

 

t−・

 (

18

)  要 素 (

ii

 )に つ い て の パ ネ ル モ

メ ン トは cPMi  =cQ

jc

(= cQ

ノ∂ と して得られ る

 (

iiD

プ筋+ フランジ外コ ンク リ

ト    eQl 十(CfN

2tNz

0

5je

B 。

fc

) z

〔O

5 

jc

B ・

fc

)2        

…・

……・

………・

……

(12}  (た だ し

,一

N

!y≦∫

N2

≦fN :y

 fN2y

ft

fB

ノay)  こ こ で, 荷 重点 (。

Qi

。∫N >の存 在 範 囲は鉛 直フ ラ ンジの 面 強 度 し1V諭 に よっ て限定さ れ るとす れば

次 式を満た さ な け れ ば な ら ない。 (た だ し

cQ {≧0と す る

     cQ {/2十

1

N

1

≦/

N

:y

 

一・

 (13) こ こ に

Ql

jb

jc

)cQi で ある

式 (11), (13 }か ら ノ

N2

を消 去 する と

     cQ {≦

2fN2y−

lcrN

cNi  

l

 

tS・

 

t・

 (14) こ こ に

式 (

10

}とcQ1 ・= 。〃b)。

Q1

の 関 係か ら, c

Ni

 

B {

_

註e ・

N1

,/

2

± cNiyZ /

4−

(J

c/

jb

)eQl2 (cNiy

jc

 B

fc

で あ

   

i  

      ゆ       :

 

Q

が最 大に な り得る の は

 crN

cN1 の 時で あり

 

⊂QZe . また試 (12は ・ ・

Q

・の最大値は

… ∫・

f

・ ・

 

る か ら, cQ {の 最大値は,

0.

5

ゴc

B ・

fc

jb

/ゴc)

=O.

5

jb

B ・

fc

と なる

コ ン ク リ

トが最 大せ ん断 力 を発 揮     Fig

7   接 合 部パ ル にお け る 鉄骨とコ ン ク リ

トは

変 形 が 大き く な る と

体 的に挙 動せず

鉄 骨のせ ん断変形の が先 行す るもの と思わ れ る161

そこ で

,Fig.

7

に示す よ うに 鉛 直フ ラ ンジ が カバ

コ ン ク リ

トを押し

その 力 (w )に よっ て亀裂が拡 大し

プ筋に引張 力 (H ) を生じ る と考え る

こ の引張 力 (

H

}がフ

プ筋が負 担 する せん断 力 (cQ2 )と な る。 こ こで

カバ

コ ン ク リ

ト (要 素 (

iv

))は力 (w )に対 して剛と し

かつ 完 全 に フランジ外コ ンク リ

トへ w 達 す る もの と    Ou電er    Concrete         い  

llCN2

 

1U

     

_

昌一

4 と

.一

一_一

 

呼 1

 

− 

 

 

 

   

−ロ

ヨ       「   tN2!1Crack

一一

⊂Q2 F

b

− −

LB り 二

c  , l C  量e 9   

_

      a」驚or

lii

        cacrete

l

b

卿   B

BSeCtion

Deformation of  Outer Concrete(Element〔擱 )}

45

(7)

 

1

C鴫」ter Concrete 其

XSect 丘 

Fig

8

a Idealized Condition

       of Element

iii

t Flg

8

a

西

2

2

δ丶c

 

NF

LV

Ba監ance  of   Fig

8

a

 Inner Foices

ForceS       of St t

cN2

,e

DFig

8

b Notat{on Fig

8

c cQ

cN

Interaction

      of  Element (Iij) する。 こ の よ う な 前 提の下に

フランジ 外 コ ンク リ

ト の上下 両 端 部に作 用す る力と し て

せ ん断力 (cQ ,)お よび柱の フランジ外コ ンク リ

トか らの鉛直力 (cNz ) を考えれ ば

Fig

8

a の よ う な 理 想状態 を 仮 定で き る

すなわち

フ ラ ンジ外コ ンク リ

ドにめ亀裂が貫通 し て

コ ン ク リ

トが点 対 称な

2

つ の部分 に 分割さ れ た状 態 を設 定す る

プ筋は均 等に配さ れ

断 面には

軸 引 張 応 力 (♂ )が生じてい る と す る。 全フ

プ筋の応 力は等しい と す れ ば

そ の合 力 (

H

)は中央に用 す る

こ の状 態を Fig

8

a

の よ うに

換 す る

つ ま り

コ ン クリ

トは 2本の ス ト ラっ トに置き かえ, その

端は ピ

ンボ他 端はロ

とい う端部境界条件を仮 定す るら12 本の ス トラッ トは

プ筋 (中 央に集 中

させて考え る

} に よっ で連 結さ れ

し た がっ て

せ ん断 力cQ2 は ;ス ト ラッ ト  か らフ

プ筋を介してス トラッ ト  へ 伝 達さ れ ることにな る

ス ト ラッ トに作 用 する外 力は

Fig

8

a

の よ う なつ り合い の状 態に ある

な お

ζれらめ 外 力に つ り合う た めに

ス トラ ッ トの 断 面に は

Fig

S−

a

の よ うに

軸 方 向 力Fx

濫 と せ ん断力

Fy,

 

F

が生 ずる

す な わち

組 合 せ 応 力 が 生ずる が

こ こ で は

両 応 力の 相 関は ない と し, ス ト ラッ トは軸 応 力の み に支 配される

と仮 定する。  こ の せん 断抵 抗シス テム が負 担する せ ん断 力

Q

广 軸 力cN2 関係は, 以 下の ご と くで あ る

 Fig

8

a

か ら 明 ら か に Fx>塔 である か ら ピン位で ののつ り合 い を考え る。 ス トラッ トに生じて い る軸 応 力を ,σ と す れ ばlFig

8−

b

を参 照

して

D… S・

B

・σ

i

1

     (

0

k

1,

 

0

≦c σ≦

fl

 (

19

) フ

プ筋の 合 力

H

ス トラ ッ ト中 央に作 用し

     

P

 

 

 

 

     

H

= Σ] taw

wf

 

t・

 (20)         ‘

1 である

。 ピン接

における力の? り合い か ら,

   

cQt

H

・・ ガ 必)

一 ・

…・

………

・(21)      cN2

=2C ・

eos θ

………・

…・

…・

……

22

>      

H =tan

θ

cN2

…・

t・

…………・

……・

……

(23) (2D

(23)式より

     cQt = ’tanθ

cN2 (tanθ; (1

− h

D

b

 (24

こ こ で

tanθ

2tan θ

  tanψ

tanθ

θ)

tanθ/

1

2tan2

θ  c= /cosq である か ら, (22)式よ り,

  

cN !

_

2Fx 1+tan ・ 。

  L

−−

       

1

tan2

θ

 

 

・馴 +

  

tan

θ 1十2tan2θ

∵ 1+41

     

 

一・

 〔25) で あ る

そ して

(19) 式 を 代 入 し 整 理 す れ ば

− 46 一

(8)

cQ 广 ♂

V2

関 係は次の よ うにな る

      P cQt

tanθ

cN2 ≦Σ]iaw

wノ』

…・

 

…………・

 (26)       t

I      

h

1V

=B1・D ・

c σ

      (1十tan2θ

X1

十4tan2θ)

  

1

  tanθ

1

2tan2

θ

i

…匸

…・

……

(27}

 

(た だ し

,tan

θ

1一

P

/ノポ

0

≦距≦

1,0

≦c σ≦

f2

 要 素

Gli

)につ い て のパ ルモ

メ ン トは

PMt =

cQ2

jb

とし て得られ る

 こ れ ら の関係を

せ ん 断 カ

軸 力平 面上に示せ ば

Fig

8

c のよ うになる

す な わ ち, 崩 壊 形 式は

コ ンク リ

トが降 伏 する場 合 と

プ筋が降伏す る場合の 2 通りが存 在する

プ 筋が 十 分 に な け れ ば

Fig

8

c の 線 分 AB

れ る よ う な ,軸力の影 響を受け ない 領 域が生 じ

プ 筋 全 部が降 伏 状 態 にある。

また

こ の領 域で は

ゴ ンク リ

トの軸 応力 は

f2

に達 して いな い 。 フ

プ筋が十 分に ある場合に は, この よ う な領 域は 生ぜず

プ筋は弾 性 域にと ど ま り

コ ン ク リ

トの 軸 応 力は

f2

に達し ている

SerIes 膏鑑 亭・ ,歪癬

論籥・ d

 

o 鴇剛

men

糊 藷 〔a)SS 41

−JPS

 series     Fig

10 e

i

・【o too

t

Cetumn = ===== = 】 F CoverCencrete

曲 2

丗一

Beom    

 

 

 

 

, .

       2           2

Fig

 g AnalyticaL Model of Elernent

 

GV

Type 脚 M切                Hτ80

丿P5S

e5 ユOD ;1

叩啅

Ci{1

⊂31 o

〕 5

崛 {i

⊂ヨ ‘EO

DloO )

1一

 

 、

 

  「

 

  

 

 

  

 、

 

  

  L

 

  

  

 

 

1

〜 礁

  

κ

cヨ :6

1L

o

b】

Ioo

3

 

 

0C

h

x     召9

勤  

1

 2  31   P 蝋忙m ) τ           E        9

  

  

 

  

  

  

 

 ’

  

  

 ’

  

  

 

  

  ’

  

 「

r−一

r

  ε

9

1

nr   ;

1x  

o

OP △ 50

自 1Q9o   騨

04P (b)HT80

JPS

 Series PM

N lnteraction

s

T

pe 

D

Type  ■■

1 HTeo

C

N

 

Series 滑o

 

    Ol

… /

5

e 。室瓢 Looo         5000     FM〔忙 m) E

pm

m『

● Pes /1iveO  N 叩 qtIw 〔c)HT 80

C Se「ies   (

i

》)カバ

コ ンク リ

ト  カ バ

コ ン クリ

トは

,Fig.

9

に示す よ う に

チ 機 構 (斜 線 )に よ り

せん 断 力 (。

Q

,)

軸方向力 (cNs ) に

すると考え 9よ う な

チ機 構にお け る せ ん 断 力 (eQs ) と軸方向力 (cNs )の関係は

文 献

12

の 方 法を適用 すれ ば

次 式で表 さ れ る

  cQ3   1

B

cd

7

+ 2 β

2 +

β

π

V

92

79

…………・

…・

…・

…・

…………

・28 ・       要 素

臼v)に つ い て の パネル モ

            メン トは

cP 乃

43

= cQ ゴ ノb としてら       れ る

              (V )直交す る鉄骨              

Fig.

4で は

鉄 骨 断 面が H 形の場             合を示し た が

タイプ皿の試 験 体の よ

       

づに

卜字 型断面の場 合に は

直 交す       る鉄 骨の耐 力を次のよ うに算 定する

      す な わ ち

ウェ ブは軸 力の みを負担す

       

る と す る。 直交フランジ は

圧 縮

曲             げ

せ ん断の 組 合力を受けるとし       て

若 林

南の方 法t2 )を適 用する

文             献

12

に よ れば, 曲げ を受け る 矩形 断

       (d)HT 80

C

N Series        e)HT 80

CC

N Serid Fig

10 P

N Intracしions(Type皿

1

n

2

皿 }

Table   2 − a  Mechanical   Properties   of   Steel ( Type   I )
Table   3− b   Mechanical ・ Prope 由 es   of   Conclete 〔 Type 丑 一 1 )

参照

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