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
正 会 員鈴
正 会 員滝
正 会 員岡
正 会 屓加
木
口本
藤
敏
克
哲
征
郎
＊ 己＊ ＊美
＊ ＊ ＊宏
＊ ＊ ＊ ＊ §1．
序本 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 成される柱は り接合 部パ ネル の終局耐力に関する 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 めの研究もい く つ か 行 われ てい る5同 ゜｝。
こ の構 造 形 式の 特徴は，
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 題の一
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 リー
ト（以下， コ ン ク リー
トパ ネル と 称 す。
）は，Tablel List of Specimens HoOP Rein 「orc已mem
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亅P5．
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23 A 65541−
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25 6 φ non0、
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．
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」
P5−
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亅PS−
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丿P5．
Z5 ＠ 隔o0，
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」ρS−
25 ∬ Io．
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Z5 non0．
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O．
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30 鵬 ω．
151 15H 了80−
C．
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Zl 事 東 京工業 大学 教 授・
工博 ＃ 東 京工 業 大学 助 教 授・
工博 i＃ 東 京工業 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 ネル に比べては 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 リー
トパ ネル 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 ネル は，
柱 を主 筋の ないSRC
造と し たもの で あ るの で，
接 合 部 パ ネル の フー
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 の一
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 リー
トの組み合わ 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 ネル の終 局 耐 力につ い て， フー
プ筋の量，
軸 力，
鋼 材の種 類な ど をパ ラ メー
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 たもの 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 リー
ズ （A，
B）に分 け られ る。
A シ リー
ズは，
鉄 骨 素 材の種 類，フー
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 シリー
ズは，
実 大の 1／2程 度の試 験 体で，
鉄 骨は HT 80のみ と し，
フー
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 リー
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 す一
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一
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§ A 600Flg
．
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．
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of Specimens of Type 皿鯉 鵡
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1
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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
に試 験体リス トを，
Fig．
1−
a，
b，
c に試 験 体の 1例を 示 す。
タ イプ1
がA
シ リー
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
は，
鉄 骨 を柱，
は りと もSS
41と し たもの で接 合部 は すべ て柱通 し型で ある。
フー
プ 筋は，
6φ丸 鋼を40 mm，
100 mm の 間 隔で配 し た もの お よ びフー
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。
フー
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
種類であ る。
45t は， 柱 断 面の 中心 圧 縮 強 度 （N
。） の約 Z5％ に相当する。
タ イ プ1
−
2は，
鉄 骨を柱，
は り と もHT
80と し たもの で ある。
フー
プ筋は，
タ イプ1 一
Table 2
−
a Mechanical Properties of Steel（TypeI
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Properties ofSteel
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．
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．
一
一
一
一
一
一
33．
8−
」5．
， 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 シリー
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 皿一
2は，
鉄骨を柱，
は りと もHT 80と し たもの で， 接合部は す べ て柱 通 し型で ある。
フー
プ筋は， タイ プ皿一
1
で は， 柱お よ び接 合 部パ ネル 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， 柱に 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 匪一
2 で は 51t お よ び 77 t （約 0，
1Nu および0．
15Nu
）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
に，
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 リー
ト強一
41
一
度は
，
実 験 期 間 中， ほ ぼ一
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
に示す。 Fig．
2−
a がA
シ リー
ズ （タイ プD
，
Fig．
2−b
がB
シ リー
ズ （タ 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 リー
ズで は，
正 負 1回 の繰 り 返 し，
B シ リー
ズで は， 正 負2
回あ
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 た最大荷重時におい て，
接 合 部パ ネル 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，
パ ネル モー
メ ン トの算出に当っ て は， 鉄 Table3−
a Mechanical Properties of Concrete（TypeD
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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 ネルモー
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
趾＝
eVc （2fs
・
ψ十Pw・
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 する こ と がで き る とし て い る。Table
4に，
λ ＝ 1．
0お よ び 1．
2と した場 合の 計 算 値 を ， そ れ ぞ れPM
1，PM
2
と して示し た。 な お，
コ ン ク リー
トパ ネル の 寸 法は，
主 筋が ないの で，
柱，
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 リンダー
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 内） を 那 し た。以上の 2通り 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 ネル 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 リー
トパ ネル をス トラッ トに置 換する方 法と，
．
筆 者 らの フー
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 フー
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 フー
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
： O圏L 丿ムC闘昏
；…．
卩
ll
卜
P「N5u 丶 T αu 凸CKヤ
ー
1−
一
一
蠱 ド 騨E匸IHE鱒「
，
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，
一
一一
一
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．
一
一
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一
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，
L
◆
一 「
廳1
＝一
．
才
R 鉱LE隔一一
・
」 1ンク リ
ー
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 リー
トパ ネル は，
フラ ンジに囲まれ たコ ン クリー
トの み を有効と 考え る方 法であ る。 両モデル は， フー
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。 フー
プ筋が ない場 合に は，
フランジ外コ ンク リー
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 リー
トパ ネル の幅は柱 幅に等 しい と仮定 した点 は， フー
プ筋が少ないものに適 用 する場 合に は再 考 を 要 す る。
実 験から得られた情 報か ら推 定する と，
フー
プ筋のな い接合 部パ ネルの 崩 壊 過 程は，
Fig．
3の よ う に な る と 思 わ れ る。Fig．3
は，
パ ネル モー
メ ン ト〜
せ ん断 変 形 角 関 係の ス ケル トンカー
ブを模 式 的．
に描い たもの で ある。
コ ン ク リー
トパ ネル に 斜め亀 裂グ
入るまで （区間OA
） は， コ ンク リー
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 リー
トの耐 力 分 担は減 少し ていき， フ ランジ 内コ ン ク リー
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 クリー
トの耐 力 分 担はほとんどゼロ と な り，
接 四 叫 8羈
疑
瞬
＾｛
雛
劉
鰡 圃 C Y Mr NrFig
．
3 Process of Collapse of SC PanelPhoto
．
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
−
25〔NQ．
12｝5er
」
e5TypeNO．
N丹mE Df sPE⊂imenE民
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．
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M1PM2PM3PM●
箕
．
．
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漏
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翼
PM3 ‘・
｝ 1．
1 λ1．
o 弄12 工・
〕 〔1 〔・
11．
1 卜1 〔．
1 155引
0娼
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辱
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り
1100 丿P5．
25110910 旧7 隔765 ヨ匸 6 ナ5z．
ヨ3 ヱ．
z＆ 2．
092．
051．
5曝
1．
51 65S嶋
聖
．
000jP5
〜
59 ⊃o93345z5076082、
062．
06L831．
臼騒
1．
539．
5ヨ
戸．
ア
Hτ800 哺 jP50D12 “11ZO8 ε81100510 η 1．
腎11．
ヨ71．
231．
201．
56 τ．
27 8HT80．
100．
，
P5．
0012391 忠278娼
D96 “ 9991．
砧71、
姻61，
Z区 1、
⊇71．
Z31．
Z3 9附
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 し鞘
嶋
1．
301．
ヱ51．
251．
Z1 口 HT300DO丿
P5．
25110010898149 ｝8gz91．
玉51．
3隔 1．
171．
161．
駟
8L1ア
1」 H730C
．
20 5273 閏oo7 1．
301．
D9 辱．
17D．
961．
03o．
86 Il 1 円 HT30．
⊂
．
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go8 削061o 〜055100 「．
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081．
09o．
95o．
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幽
聞
DO33560 1 090、
970、
96o．
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92 RIl 2 3675 陰1793863 16HT80．
C 30．
N39653 邸ア 1、
08039o、
95o．
B81、
030．
95 III17HT80．
CC 30．
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．
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．
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Bコ 181911．
171、
ZZ脅
1PM 旨・
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・
ft・
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・
14．
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・
r・
・
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．
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・
P・
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由
3 Assu”
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●
or Fl8nge Sectien i菖 ln巳
ffect”
n 星．
合 部パ ネル の せ ん断 抵 抗は
，
フ ラ ンジ内コ ンク リー
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 ）。
フー
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 クリー
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 リー
トの せ ん断抵 抗機能を，
フー
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，
実験後 の試験 体 （No ．
10， ll；12｝ の状 態 を示す が，
フー
プ筋 量 の差に よる状 況の違い を示し て い る。 パ ネル コ ン クリー
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
S＋C S1 气
5
・
βC2
・蠶
驫
3
傾 」
・蘰
・1
簔
1
葺
・
・暢
囲
砺
艱灑
鷙
諜
漏
鴛
＿ D （ i ） （ii） （iii
）Fig
．
4 Elemen しs Reヨisting SheaTing Forceドに
，
接 合 部パネル のせ ん断 抵 抗要素を，
Fig．
4の よ う に，
（i
）〜
（jv
）に分解して考え， 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 り一
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 ネル モー
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， 以下に示され 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 （一
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 ネルギー
説 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 面の一
部は後 述の要 素 の フランジ内コ ン クリー
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 ネル を降伏さ せ るのに十 分でない場合には，
は り鉄 骨の ウェ ブ断面の一
部 （Fig．5−
a，
一
断面の斜線部 ） が協 力す る と仮 定す るt．
］12）。
す な わ ち，
鉄 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。
ωQ72
＋1
．N
，1
≦ fNiy’
・
・
………・
…・
…………・
（2） sN ロ皿
o
漣
，叫
S
ewo 2t↓・N1・
瓢 Q撃
↑墜
犠
誌
1
：
wQ
’
詈
w醂 ヒく｝’
Area Co−
opera 量ing withFla o
一
Sec量i。nFig
．
5−
a Anaiytica且Model of Element ｛i）wNy ＋2fNlv と
，
齟
C3H
一一
「 I I lt
ダ
I．
琉 l I l I 」一
一一
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
−
wNl
≦2
！Niy−
wQ へ・
・
・
・
・
・
・
・
…
tt・
一
・
・
・
・
・
…
（4 ＞ こ こで， 鉄 骨ウェ ブパ ネル は せん断ひずみエ ネル ギ
ー
説 に従う と し た か ら，
（．
Q
’
／盟
Q
∋＞2 十（ω亅V
／wlVy ） 2 ； 1・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
（5 ）〔wQ
’
＝
（ノ、／ノ∂。Q
， 。Q
；＝ （ゴ、／ノ。）。Q
， ，’
wQ 。＝
丿。
・
wt・
四
σノ姻 である か ら，
式 （4）に おいて wlV＝
±wNv 1一
しQ
’
ん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 と一
点 鎖 線 ABCD に 囲まれ た範 囲であ る。
一
一
一
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
’
）一
一
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
ヨ）t＋1
（sN 一2fN
，）／ω1V3
｝ 2＝ 1………・
・
（6） （た だ し，一
ノ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 モー
メ ン ト 〔。PM
）一
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 （一
部 ）十 フ ラ ン ジ内コ ン ク リー
ト Fig．
6−
a に示 す よ うに，
フ ランジ内 コ ンク リー
トは斜材要 素と考え， 各 sNlSteet Web Pariet
，
端
而禰
至 wNv 2tNly VertTcatMange o I 丶灘
1、
、
．
’
蝋
噸 BrwNv
−
2“N伽y A Fig．
5−
b 2tNiVwaywCl’
wQ’
一
。AT1王n しeraction of Element・
〔iD 要素は一
軸圧縮 状 態にあると する。・
鉛 直フ ランジは，
内部コ ンク リー
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 リー
トの 斜 材要 素がコ ンク リー
ト．
44
一
dN 耐2 tN2 、Q
邀
丁 syQ！i2 tN2 fN2倉
ctN c伊N 一 一Fig
．
6−
a Analytical Model ofElement （
ii
cNly＋2fN2v lmerConcreteVerticolcNly2 咽2y D麟
1
・、一
、
、 、 し コCx・
lc
と 1 FLange ヘイ
幼
o一
2tN2y檸
r
）
2 ・〔
騨
21
，響
晦
→ 画・
、
t’
−
It ；’
2fN2y A Fig．
6−
b cQ ｛一
一
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 の力のつ り合い を考え る。
』
Fig．
6−
a を参照 す れ ば，
コ ン ク リー
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
りfc
・
sin2e
・
tt・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
（8 ）cNi
＝
jc
・
sB・
fc
・
cost θ＝
0．
5jc・
！B ・
ノ』（1十cos2
の（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唖
∫B 。
fc
｝ 2 ； 〔0．
5
丿c・
∫B・
fc
）2 ま た，
鉛 直 方 向の力のつ り合い 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，
ノN2y＝
＝
∫t2・
ノB曾
sσs・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
（16） の関 係 より ， 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の時，
次式 の よ うにな る。−
2 rN2y ≦CfN くcNiy ／2の時傷
α）
1 ＋（
crN−
cQ ：＋2・N
・y一
学
）
2イ
曽
り
2噌
・ ≦CfN ・cN 、。＋・・N
・y ・D時（
急
・の
2 ＋（
訓 ・・Q
・一
・・砺一
噌
り
2−
（
警
）
2・
・
・
・
・
・
・
…
一・
・
・
…
t−・
・
・
・
…
（18
） 要 素 （ii
）に つ い て の パ ネ ル モー
メ ン トは， cPMi ＝cQ ；’
jc
（＝ cQ、
・
ノ∂ と して得られ る。
（iiD
フー
プ筋＋ フランジ外コ ンク リー
ト eQl 十（CfN−
2tNz−
0．
5je・
ノB 。
fc
） z＝
〔O．
5jc
’
！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 断面 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・
・
・
・
・
…
囓
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
−
cNil
…
tS・
・
・
・
・
・
・
・
…
t・
・
・
…
（14） こ こ に，
式 （10
｝とcQ1 ・＝（ノ 。〃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 る
。
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
・ ・’
あ［
「
る か ら， cQ ｛の 最大値は，0．
5
ゴc・
」B ・
fc
（jb
／ゴc）＝O．
5jb
・
∫B ・
fc
と なる。
コ ン ク リー
トが最 大せ ん断 力 を発 揮 Fig．
7 接 合 部パ ネル にお け る 鉄骨とコ ン ク リー
トは，
変 形 が 大き く な る と一
体 的に挙 動せず，
鉄 骨のせ ん断変形の方 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 カバー
コ ン ク リー
トを押し，
その 力 （w ）に よっ て亀裂が拡 大し，
フー
プ筋に引張 力 （H ） を生じ る と考え る。
こ の引張 力 （H
｝がフー
プ筋が負 担 する せん断 力 （cQ2 ）と な る。 こ こで，
カバー
コ ン ク リー
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 リー
トへ 力 （w ＞を伝達 す る もの と Ou電er Concrete いコ
llCN2
1U
＿
昌一
4 と．一
一＿一
「
一
一
一
一
呼 1ト
−
ー
一
一
一
ロ
−ロ
ヨ 「 tN2！1Crack一一
＝
「
≡
→
⊂Q2 F’
b− −
LB り 二・
c ， l C 量e 9＿
一
a」驚or叢
lii
じロ
cacretel
ド
ー
・
b
頴
ぱ
卿 B−
BSeCtionDeformation of Outer Concrete（Element〔擱 ）｝
一
45
．
一
厂
塁
一
巳
」
1‘
C鴫」ter Concrete 其一
XSect 丘一
．
Fig
．
8−
a Idealized Conditionof Element （
iii
｝ t Flg．
8−
a’
゜
西2
゜
山2
δ丶c・
NF
、
LV毒
Ba監ance of Fig
．
8−
a”
Inner FoicesForceS of St川 t
cN2
，e
DFig
，
8−
b Notat｛on Fig．
8−
c cQ：
−
cN：
Interactionof Element （Iij） する。 こ の よ う な 前 提の下に
，
’
フランジ 外 コ ンク リー
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 リー
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 リー
ドに斜め亀裂が貫通 し て，
コ ン ク リー
トが点 対 称な2
つ の部分 に 分割さ れ た状 態 を設 定す る。
フー
プ筋は均 等に配さ れ，
断 面には一
軸 引 張 応 力 （♂ ）が生じてい る と す る。 全フー
プ筋の応 力は等しい と す れ ば，
そ の合 力 （H
）は中央に作用 す る。
こ の状 態を Fig．
8−
a’
の よ うに置
換 す る。
・
つ ま り，
．
コ ン クリー
トは 2本の ス ト ラっ トに置き かえ， その一
端は ピ’
ンボ他 端はロー
ラー
とい う端部境界条件を仮 定す るら12 本の ス トラッ トは，
フー
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 らフー
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
多が生 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， ピン位置で の力のつ 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，
凡一
豈
・・
D… S・・
B
，・
・σ一
藷
聿
i
籌
1
（0
≦k
≦1，
0
≦c σ≦fl
）・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
（19
） フー
プ筋の 合 力H
は，
ス トラ ッ ト中 央に作 用し，
P
H
＝ Σ］ taw。
wf・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
t・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
（20） ‘＝
1 である．
。 ピン接点
における力の？ り合い か ら，cQt
−
H（
≦盞
・・ 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
／ノb）・
・
・
・
…
（24）こ こ で
，
tanθ’
＝
2tan θ，
tanψ；
tan（θ’
一
θ）＝
tanθ／（
1
十2tan2
θ）， c＝ 凡／cosq である か ら， （22）式よ り，cN ！
＿
2Fx 1＋tan ・ 。．
L
−−
1
十tan2
θ’
．
、
一
・馴 ＋（
tan
θ 1十2tan2θ）
∵ 1＋41薊
・
・
・
・
・
・
・
・
…
一・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
〔25） で あ る。
そ して，
（19） 式 を 代 入 し 整 理 す れ ば，
．
− 46 一
cQ 广 ♂
V2
関 係は次の よ うにな る。
P cQt＝
tanθ・
cN2 ≦Σ］iaw’
wノ』…・
…
…………・
…
（26） t＝
Ih
。1V
，＝B1・D ・
c σ一
一
．
．
一
（1十tan2θX1
十4tan2θ）・
1＋（
tanθ1
十2tan2
θ）
i
”
・’
…匸
・
∵・
…・
……
（27｝（た だ し
，tan
θ＝
（1一
幻P
／ノポ0
≦距≦1，0
≦c σ≦f2
）．
要 素Gli
）につ い て のパ ネルモー
メ ン トは，
。PMt ＝
cQ2・
jb
とし て得られ る。
こ れ ら の関係を，
せ ん 断 カー
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 リー
トが降 伏 する場 合 と，
フー
プ筋が降伏す る場合の 2 通りが存 在する。
フー
プ 筋が 十 分 に な け れ ば，
Fig．
8−
c の 線 分 AB で示さ・
れ る よ う な ，軸力の影 響を受け ない 領 域が生 じ，
フー
プ 筋 全 部が降 伏 状 態 にある。、
また，
こ の領 域で は，
ゴ ンク リー
トの軸 応力 はf2
に達 して いな い 。 フー
プ筋が十 分に ある場合に は， この よ う な領 域は 生ぜず，
フー
プ筋は弾 性 域にと ど ま り，
コ ン ク リー
トの 軸 応 力はf2
に達し ている。
SerIes 膏鑑 亭・ ，歪癬・
論籥・ do 鴇剛
／
men／
糊 藷 〔a）SS 41−JPS
series Fig．
10 e。
。
i
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