【論
.
文】 日本 建 築 学 会 構 造 系 論 文 報 告集 第 448 号・
1993 年6月Journel of Struct
.
Constr.
Engng.
AIJ,
No.
448,
Jロne,
1993は り
主 筋
の
定
着
形 式
が
異
な
る
RC
壁柱
・は
り
接合 部
に
関
す
る
実 験 的 研 究
’
ExPERIMENTAL
STuDY
つN
SEIsMlc
BEHAVIOR
OF
R
/
C
wALL
COLuMN
AND
BEAM
JorNTs
wlTH
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BEAM
−
BAR
.
ANcHoRAGEsl
和
泉 信 之
f
’ ,稲 永 英 治
*1
,根 本 大 治
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口博
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崎
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膨
JIVENIAGA
,7
冤戸
NEMO7
「0
,Hiroshi
NOGUCHI
and
Yasuhiro
MA
TSUZAKI
.
T4e cyclic load tests of the
beam・
column sub・
assemblages were performed oll the multi−
sto.
riedframe
of aRIGstructure
with wall columns in order tQ investigate the characteristics of shearbe−
haVi
・r ・f
thebeam−
c・lumn
.
」・ints with vari ・us anch ・rage types・
f
main reinf ・rcingbars.
C
・nse・
qeuntly,
the rigidframe
With
wall cblumns can obtain the enough capacity of deformations with.
out any
loss
of shear strength whichis
independent
of allchorage typesbf
beam
reinforcingba
【s.
It
has
been
also recognized that shear strengths are varied in anchorage.
types,
and that to sbmeextent
,
they are corresponding tohorizontally
perspective
length
of』
arichoragebars.
KeyWOixts
:reinforced concrete ,beam−
columnfOint
,
sSismicPerformance
,
shear strength,
anchOrage鉄筋コ ン クリ
ー
ト,
柱は り接 合 部,
耐 震性能, せん 断強 度,
定 着1
.・
序.
近年, 壁 式ラー
メ ン構造に よる鉄 筋コ ン ク リー
ト造 中 高 層 集 合 住 宅が数 多く建 設され て き た。 壁 式ラー
メ ン構 造の桁 行 方 向 架 構は,
偏 平な壁 柱と はりか ら構 成さ れ る 純ラー
メン構 造であり,
構造体は場 所 打コ.
ンク リー
ト造 である。 この架 構の壁 柱・
は り接 合 部は,
通 常の柱・
は り接 合部に 比べ て接合 部 断 面 積が大きいが,
幅が は り幅 と同じで薄く偏 平な形 状であり,
直交はり に よ る拘 束が ない こと や設備用 貫 通 孔が接合 部内に設け ら れ るこ と等 接合 部 の 弱 点とな り得る点が ある。
最近, 施工の合理化 等の ため部 材の プレキャ ス ト化 が 進め ら れ てい るが, プ レキャス ト部材の製作や接 合 作業の省 力 化に は, 壁 柱・
は り接 合 部に対す る は り主 筋の定 着 方 法の選 択 が 重 要で あ るg1 は り主 筋の定 着形式と し て は,一
般 的な通し配 筋 形 式の ほかに,
中低 層 プレキャ ス ト構 造に採 用さ れてい る折曲げ定着 形 式が考え ら れ る。し か し,
中高層の壁柱・
は り接合 部で は,
は り主 筋量 が多く,
幅が小さ,
い た め, は り主 筋は接 合 部の中央を越え ないで手 前に折 曲げ定 着 され ることにな り,
通し配 筋 形 式と は接 合 部の応 力 状 態 が異なっ て く る。
そ の た め, は り主 筋の定着形式に応じ た壁 柱・
は り接 合 部の せ ん断 性 能の把 握が必 要で あ る。
RC
造 内 部 柱・
はり接 合 部の せん断 性 能に関する研 究 の 現 状を見て み る と,
は り主 筋が通 し配 筋さ れる場 合に は,
通 常の柱・
は り接 合 部に関 ずる研 究は精 力 的に行わ れ,
地震 時のせ ん断性能が解明さ れ て き た。 その結 果,
鉄 筋コ ンク リー
ト造の終 局 強 度 型 耐 震 設 計 指 針1 )に接 合 部せ ん断 設 計に関 する規定が成 文 化さ れ た。一
方,
幅 が 薄く,
偏 平な壁 柱・
はり撞
合部 に関す る研 究は少なく,
は りの 曲げ降 伏が先 行す る 壁 柱・
は り接 合 部につ い て は 難 波V ら や遠 藤3 )らの 研 究が見 ら れ る が,
壁 柱・
は り接 合部の せ ん断強度にっ い て は,
中高 層 壁 式ラー
メ ン鉄 筋 コ ン.
ク リー
ト造 設計 施工指 針・
同 解 説4 )に は規 定 が 設 け られ ていな いg は り主 筋が接 合 部 中央 を越え ない で手 前に折 曲 げ定 着 される場 合に は,
中 低 層 プレキ ヤス ト造に お け る通 常の 柱・
はり接合 部に関 して は 吉野5悔 や 大 久保6}らの研 究 劇 戸 田 建 設 構 造 設 計 部 主 管’
Il 戸 田建 設 構 造 設 計 部 肇員.
・
、
工修 * 3 戸 田建 設構 造 設 計 部 構造部長 *4 千 葉 大 学 工 学 部 建 築 学 科 教 授・
工 博 i!東 京 理 科 大 学工学 部 建 築 学 科 教 授・
工博Dept
.
of Structural Engineering,
Toda Corporati6n.
.
,
Dep
しofStmctural
Engineering
,
Toda
Corporation
,
.
M .
Fng
.
Dept
.
of$truc田ral Engineering,
Toda Corpo甲t直oロProf
.
,
Dept,
o〔Architecture,
’
Faculty Q正Enginβering,
’
Univ.
of Chi.
ba
,
Dr,
Eng.
.
.
Prof
.
,
、
Dept.
of Architectロre,
Facutty.
.
of Engineerin宮,
』
Sαence Univ
.
of Tokyb,
Dr.
Eng:』
・
幽
・
』
’
が見ら れ る が, 接合部の せ ん断強度を は じ め, そ の せ ん 断性能は まだ 十 分に解 明されてい ない
。
ま た,
壁柱・
は り 接合 部に関 し ては低層住 宅を対 象と し た 山 本71ら の研 究等が見ら れ る に すぎない。
以上の よ う に, は り主筋の 定着形 式に応 じ た壁柱・
は り接 合部の せ ん断性能は,
い ま だ 十 分に解 明 さ れ た とは言え ない の が 現 状で ある。 本研 究で は, は り主 筋が通 し配筋や折曲げ定 着さ れ た 図一1
に示す 3 タイ プの壁 柱・
は り接合部を対象とし て 実 験を行っ た。
以 下に主な目的を 述べ る。
1) は りの曲 げ 降 伏 が 先 行す る壁 柱・
は り接 合 部につ い て,
そのせ ん断性 能 を把 握 する とと
もに,
は り主 筋の定 着 形 式による せん断 性 能の差 異 を考 察する。
2
) 接 合部の せ ん断破 壊が先行す る 壁柱・
は り接合部に つ い て,
そのせ ん断強 度 を把 握す る とと もに, は り主 筋 の定 着 形 式が せ ん断強 度に及 ぼ す影 響 を考 察する。
2,
実験概 要 2.
1 実験計画 本 実験で は,3
タイ プの は り主筋の定着形式に よ る壁 柱・
は り接合部を対象と して,
はり の 曲げ降伏が壁柱・
は り接合 部の破 壊に先 行 す る 「は り降 伏 型 シ リー
ズ」お よび壁 柱・
は り接合部の破 壊が は りの 曲 げ 降 伏に先行す る 「接 合 部 破 壊 型シリー
ズ」 を 計 画した。 は りの全 主 筋 を通 し配 筋 定 着 し た形 式を タイ プ0,
上 端 筋を通 し配 筋 定 着,
下 端 筋 を90度 折 曲 げ定 着 し た形 式を タイ プ1
,
全主筋を90
度 折 曲げ定着し た形 式を タ イプH
と呼さ は り降伏型 シ リー
ズで は,
前章 1)を目的と して,
接 合 部入力せん断 力が設計上の最 大 値にな る よ うに,
は り 主 筋 量 を壁 式ラー
メン指針4] に お け る上限値 (引張 鉄 筋 比 Ptを1.5
%程度)に設 定し た。
こ の は り主 筋 量では はりの 曲げ降 伏 時における接合 部せ ん断応力度の計 算 値 は0.
16・
Fc
(Fc
:コ ンク リー
ト設 計 基 準 強 度)程 度で あ は り囮司
幽 膣牲・
はo接 合部 ※寸法は 実 大 寸法の一
例を 示 す は り8
R
「1匪
亜
覇
⊥ 鸚冒
聾 ス パ ン L=
740D 壁 柱・
は り接 合 部のはD主 筋 定 着 形 式匯
」
L
」
L
1 1曽
幽
「
「 「
「
還 し配筋 図一1
區 互
コ [
歹
UII
]
跚
中
下端筋折 曲げ定着 折曲げ定眉 壁 柱・
はり接 合 部お よびは り主筋の定 着形式 工簍
る。
接 合 部 破 壊 型シリー
ズで は,
前 章2) を 目 的と して,
はり主 筋 量 を 増 大さ せ る (Pt
を2.
5% 程 度 )と ともに 降 伏 点 強 度が 7 oookg
f
/crn2程度の高強 度 鉄 筋を使用す ることに よ り接 合 部 入 力せん断 力 を大 き くし て接 合 部 破 壊が は りの曲 げ降 伏に先 行 するよ うに し た。 は り の曲 げ 降伏時の接 合部せん断応力 度の計算 値は 0.
50・
Fc
程 度で あ る。 は り主 筋の折 曲 げ 定 着 長さ は, 鉄 筋 径d
に対 し て全 長 を25d 程 度,
水 平 直線 長 を12・d
(2段 筋は 10d ) 程 度 以 上と し た。 こ の定 看 長さ は一
般 的な内壁 柱の せ い の 最 小 値と は り主 筋の最 大 径の関 係か ら設 定し た。 な お,
本 研 究で は,
接 合 部のせ ん断 抵 抗 断 面 積は壁 柱 幅と はり 幅が等 し い の で,
壁 柱 幅と壁 柱せ い の積を採 用す る。 2.
2 試験体概要 本実験の試験体は,
は り降伏型シリー
ズ6
体,
接 合部 破壊型 シ リー
ズ4
体の計10
体で あ る。
試験 体の諸元 を 表一
1に,
試 験 体の形 状お よ び配 筋の一
例 (SI )を図一
表一
1 試 験 体の諸 元 はり降伏型シリー
ズ 接合部破壊型 シ リー
ズ 鑞 MO MI MI−
M MI−
K MI−
P MH SO SI Sn S11−
K ” り一
卜強度 Fc( f加 2) 240 断面寸法 17,
0×55.
O c田 (隔 H二
100cm} 27.
5×75.
O cm (齲 日弓
145c皿} 主 筋 12−
D10(SD295A) 8−
O且9(SD345) 8−
Dl9(SHD685)主 筋 種別 中間筋 8
−
D駅SD295貞} 12−
DlD(SD295A> 12−
D10(SB295A) 8−
D13(SD295A) 塰 柱 全鉄筋比pg(竃)(ptα)) L19 (O,
45} 1.
53 (0.
56} 1.
61 (0.
56> 帯 筋比 P鵬 ) 0.
68 0.
7B 1,
50 {S冊685使用 ) 軸力比 σ2 ( f〆c ) o,
o 15.
0 50.
0 断面 寸法 17.
0×23.
5c囗 (ス パ ン L・
2仙c 田) 27.
5×コ7,
5c旧 (スパ ン し=
370cm) 主 筋種 別一
段筋 4−
D且3(SO345) 2−
D19〔SD390) +2−
D且6(SO3gの 4−
019(SHD685} 二 段筋 2一
臼亘匠(SDコ90} 4−
D19(S田D685) は り 折曲げ筋定着 長さ 全長 28“ ω:主筋径) 水平直線 萇15d 全長 25〜
29d水平直線長一
段 筋:12、
16d 二 段 筋:10〜
量4d 引 張鉄筋 比 pt勵 1,
49 1,
52 2,
62 あばら筋 比 叩 1,
07 1.
胛 端部 1.
50 中央 部 i.
03 工 法 在 来 部 分プ レキャ ス ト 横補強 筋量 伽 (粉’
1 2−
D5(SD295A)コセ ット (0,
68) 2〜
4−
06〔SD295A)4セット (0.
33〜
0.
65) 接 合 部 はり主筋定着形式 O I ll O I II 貫 通 孔 無 2×60φ 無 2×90φ ・1 横補強 筋比囲 よ.
は り上 端筋 と下 端筋の間の横補 強筋の断 面積の合計を はりの応 力中O
價 距 離 と壁柱の幅の積で除 した値 とす る.
一 102 一
L
=
3700 1475 750 工475田
はり躙
軸 力 些N8
四 壁 柱.
匪騨
水平 力P N 200 L=
3700/2 0=
3700 /2200 の 壁柱・
はロ接合部 コ 黠 の oの
廿一
−
一
一
\ マ皿
留は リブ レ午
一
ヤス ト部材 の ト 工蠡
マり
齟
舘 接 合 部の断 面8
1「
N國
図一
2 試験 体Q
形状お よび配 筋のt 例鮭
、 圃 19.
3d 囮 圃 ca ω飄
調 の襲
o り ゆ艱
m 國・
・
D13 * 米 (SD345 }・
D6,
DIO,
D13 〔SD295A 〕 國 り調
図 ooo 9 9
・
3 18,
9d an調
Pt.
周 q9 円 ヨ qo.
調
巫・
D19 米 〔SHD685 〕・
D16,
D19 【SD345 ,竜示 す.
図一
3 壁 柱・
は り 接 合 部 配 筋 詳 細 コ ン ク リー
ト材 料試 験結果甲1 2に,
各タ イプ別の 壁柱・
はり接 合 部配 筋詳 細の例を 図一3
に示す。
コ ン ク リー
トのFc
は各試験 体と も240
kgf
/cm2 とし た。
各 試 験体の材料特性を表一
2に示す。
は り降 伏 型シ リー
ズで は, タ’
イブ0を1体, タ イプ1
を4
体, ダ イブll
を 1体と して,
はり主 筋の定 着 形 式の ほ かに,
接 合部 中央部補強 筋の有 無 (MI −
M ),
は り部 分 プレキャ ス ト化の影 響 (MI−
P ),
お よ び接 合 部 貫 通 孔の有 無 (MI−K
) を 実 験 要 因 と した。 接 合 部の幅は はりと同 幅であるが,
接 合 部 内のは り主 筋は壁 柱 主 筋の 内 側に配 筋し た。
横 補 強 筋は, タイプ0で は, 1つ の閉 鎖型横 補強筋ど し,
タイ プ1
や且で は,
折 曲 げ筋が定 着 さ れ る中央部分と両 側の部分で別々 の 閉 鎖 型 横 補 強 筋 を 組 合 せ た。MI
」M では,
MI の 接合 部 中 央 部 分の閉 鎖 型横補 強 筋を省略し た。一
方,
接合 部破 壊型 シ リー
ズで は,
タイ プ0
を1体,
タイ プ1
をユ体,
.
タイ プ 皿を2体 と して,
は り主 筋の定着 形 式の ほ か に,
接 合 部貫通孔の 有 無 (SU −K
)を実 験 要 因と し た。
試 験 体は壁柱および は りを階高およ びス パンの中 央か ら切 出し た部 分 架 構 の 平 面 十 字 型 試 験 体で
,
直交はり や ス ラ ブは設けて いない。
M 皿を除くは り降 伏 型シ リー
ズ の縮 尺は実 大の約 ユ/3であり,
は り主 筋 は 上 端i 下 端と も 1段 配 筋とし た。
一
方,
M
旺お よ び接 合 部破 壊型 シ リー
ズの縮 尺は実 大の約lf2
であり, は り主 筋は上端,
下端 と も2段 配 筋とし た。
な お,
折 曲 げ定 着はL
字 型 定 着を 基 本と し た が ;.
タイ プll
の試 験 体で は,
折 曲げ定 着筋の 水 平 定 着 長 を確 保 するた め,
Mn とSH
の は り主 筋2
段 筋およびS
ll−
K の は り全 主 筋 をU
字 型 定 着 とし た。
i’
表一
2 材 料 特 性 鉄 筋 材 料試 騰 果.
2(接台部破壌型シリー
ズ} 図一
4 加 力装 置 欄 灘 2(1まり腿 シリー
幻 蹴 躑 f!ゼ 職 f〆 隴 X10−
6 ヤング係数 XIO5 【ノc酵 鑼 騰 f!げ 鞭 XLO’
6 引張 強 度 f!ヒ皿2 ヤ ン グ係 数 Xloo f/c’・
憮 贓 fんゴ.
隴 X10:
6 引張強 度.
fん’ ヤ ング係数 X10°
琉酵 D13D10D63750§
§篝
82L10
莠曾含
84240
琶
言き
81
.
78}
:亨唇
MO M : MI−
−
MMI KMI−
P M 口 SO SI,
.
S江一
一
SH−
K 297 3i6 307 324塁蓋
9
261 263.
.
266_
295 23.
.
722 821.
624.
321.
7z4.
123、
B23.
8、
23.
924,
2 21402050229022702080ZO9020202040205021602.
652.
・
672.
662.
’
61塁
:§占
2.
672.
622.
642.
64 D19D19Dl6D13D10DIOD56650446045103570765035704110346023002320 ユ870398018702310 84205380626053709660505048801.
921.
941.
941.
911.
921.
921.
7B ・1現場劃誠 養生テストピー
ス(100φX200 )!.
.
3本の平均億 を示 す.
.
●
2数億 は各3嫩 片の平均 直を示 す。
一
103
一
2
.
3 載荷 方 法お よ び載 荷 履 歴 試 験体の加 力は, 加 力フ レー
ム内にはりを水 平に して 設置し,
柱 脚 をピン,
は り両 端をピンロー
ラー
支 持し た 状 態で柱 頭に正負 交番繰返 し水平荷 重を作用 さ せ た。
縮 尺 1/2の試 験 体の加 力 装 置を図一
4に示す。
接合部破 壊 型シリー
ズの壁 柱には柱 頭をピンロー
ラー
と し て, 長期 軸 応 力 度 (50kgf/cm2,0.
20・
F 。
程 度 )に相 当す る一
定 軸 力100 tfを作 用さ せ た 。 な お, MU では壁 柱の ピン支 持 装 置の都 合で一
定 軸 力30tf
を作 用さ せ た。
各 試 験 体の 載 荷 履 歴を表一
3に 示す。
は り降伏型シ リー
ズ では, は り降 伏 後の接 合 部のせ ん断変形の特性お よ び強 度 低 下の有 無を把握す ることを主眼 と し た。
一
方, 接 合 部破 壊型 シ リー
ズでは,
接 合 部の せ ん 断 強 度および せん 断破 壊 後の強 度低下 を把握する ことを主 眼とし て, 細かい繰 返し変形を与え た。
2.
4 測 定 方 法 変位測 定は測 定 用フ レー
ム に設 置し た変 位 計に より 行っ た。 縮 尺1
/2
の試験体の測 定装置を図一5
に示す。 接 合部のせ ん断変形は接合部の四隅の点に取り付け た変 位計に よ り測定し た。
また, 接 合 部 破 壊 型シリー
ズで は 正荷重時の接合 部 圧 縮ス トラッ トコ ンク リー
トの ひずみ を測 定す る た め に,
接 合 部コ ン ク リー
ト内 部に モー
ル ド ゲー
ジ を3
箇 所 埋め 込ん だ (位置は図一
16参照)。
モー
ル ドゲー
ジ は接 合 部 中 央 域の主 対 角 方 向に 1箇 所,
接 合 部 左 右 域の は り主 筋の折 曲げ位 置と は り端 部を結ん だ方 向に 2 箇所とし た。
表一
3 載 荷 履 歴 試 験体 R はり 降 伏 型 接合部破 壊型 oBcQu 11 /400IX20D ! 1 C恥:はり降伏耐力時の層せん断力計 算値 1/1501童〆100321/751L/50311/2521 3.
実験 結 果 3.
1 実 験 経過 お よ び荷 重一
変 形関係 諸 現 象 発 生の実 験結果一
覧を表一
4に, 層 間部 材 角 R 図一
5 測 定装置 =・
1
/50rad.
時の ひび割れ発生状況 を図一
6に, 層せ ん 断 力 (Q
)一
層 間 変 位 (δ)関係を 図一7
に示す。
各 試 験 体と も は りの 曲げ ひび割れ , 接 合 部の せ ん断ひ び割れ,
壁 柱の曲げ ひ び割れ, 壁柱の曲 げせ ん断ひび割 れの順に発 生し た。
は り降 伏 型シリー
ズで は,
接 合 部の せん断ひび割れ発生 時のR
は2− 5
×10−
3rad.
程 度で あ り,
は り主 筋 降 伏 時のR
は10
× 10−
3 rad.
程度で あっ た。
MO
やMI
はは り降 伏 後の強 度 低 下は な く,
は り降 伏 時 荷 重の約1.
2倍まで強 度上昇し,
接 合 部せん 断ひ び割れ 幅の増 大は ご く わ ず かで あっ た。一
方,M
ll
は は り降 伏 後R =20x10 −
3 rad.
程 度で最大 耐 力に達した。 変 形が 進むにつ れて接 合 部 せ ん 断ひ び割れ幅が や や増 大し,
強 度が若干低 下 し た。
Q
一
δ曲 線はMO や Ml で は,
良好 な紡 錘 形の履 歴であるが,MU
で は,
最 大 耐 力後に逆S
字 形の傾 向 を 示し た。
これに対 して接合部破 壊 型シ リー
ズで は,
接 合 部のせ ん断ひ び割れ発 生 時のR
は 3〜
5× 表一
4 実 験 結 果一
覧試験体名
MO
MIMI
− MMI
−
KMI−
PMllSOSI
SIIS
三1− K
Qy
9.
1 9.
o 8.
7 9.
6 9,
330
.
8
『
一
一
一
Ry
1/971 /991 /1111 /1011 /m
1
/100
一
一
一
一
Q
田ax 10,
910,
610
.
710
.
710
.
635
.
651,
955.
244.
344,
8
cQc 8.
88,
8
8.
8
8.
8
8,
831
.
175
.
775.
775.
775.
7
Q
皿ax/cQc 1.
24L201.
221
.
221
.
201
.
14o.
69o.
73o.
590.
59R
(Q
冊aN)V25i
/251 /251 /251 /251 〆501 /501 /501 /501 /50 τPC 22.
o20.
018.
214.
219.
930.
539.
730.
5 窪0,
233,
6 接 CτPC 27.
628.
428.
428.
828.
233.
544,
344.
444.
646.
2 τPC/CτPC0.
800.
700.
640。
49o.
71o.
910,
900.
690.
680.
73 A 目 τP田ax 39.
638.
538.
939.
138.
554.
379,
284,
357.
668.
4 γ (τpmax) 3.
4 1.
8 3.
2 5.
5 3.
2 9,
D13.
511.
o13.
11L7 部 τP田aN/。
σε0.
130.
120.
130.
120.
120.
190.
300
,
320.
250.
23 破壊モー
ド B B B B B BJ JJ
J
J
Qy :は り主筋 降伏時層せん断力 (tf) Ry :は り主 筋降 伏 時層 間 変 形角 (rad)Qmax
:最大層せん断 力 (tf) cQc :は り曲げ降伏時せん断力計 算値 (tf)R
(Qmax
}:最大層せん断力時層間変 形角 (rad) τpc :接合 部せ ん 断 ひび割 れ 発 生 時 入力せ ん断応 力度 ( f/cm2) cτpc=FtV
−
FUi7F
匸一
,
Ft=1.
6,厂≡「≡ヲ百一
σe :軸方向応力度(f
/cm2) τpmax:最大入力せ ん断応力度( f/cm2) γ (τpmax):最大入力せん断応力時ぜん断変 形角(+10’
3rad ) 。σB:コ ンク リー
ト圧縮強度 ( f/c皿2)B
:はり曲 げ降伏型 J :接 合 部 せ ん断破墺型 BJ :はり曲げ1
陛伏後の接 合部せ ん 断破壊型一一
104
一
匝 ]
.
櫓
」
嶝
蜘
塑
聴
囮
圓
’
正載 荷
・
・
… ・
・
負 載 荷警
纛
麟
騨
’
\國
1
ノv
國
[重コ
図一
6 ひび割れ発 生 状 況 (R=
1/50rad,
時 〕’
[
豆
図
Q(ω「
15 8一
60−
30一
巳 30 50 δ1開 》 1/互00 且 01 !25・
一
1/25ρ
150一
三/100−
IG R(rd ) MO q(しfl 6 5一
60−
30 8 30 60 δく■臓) 監!IOO 1OI !25一
1!25−
1o−
1/100一
15 R{rdl MI 図一
フ 層せ ん断 カー
層 間 変 位 関 係10
−
3rad.
程 度であり,R =
ZO×10−
s rad.
程 度で最 大 耐 力に達 し たが, は り主 筋は降 伏しな かっ た。Q
一
δ曲線 はやや逆S字 形の履 歴であり,
,
最 大 耐 力 以 後そ の傾 向が 強 く, 変 形 が 進むにつ れて接 合 部 斜め方 向のせん 断ひび 割れ幅が大 き くな り, 強 度が低 下した。 また,
折 曲 げ部 の局 部 的な支 圧 破 壊の兆 候は特
に は見ら れ な かっ た。
は り主 筋の定 着 形 式に よる接 合 部の ひび割れの違いを 見る と,
折 曲げ定着さ れ た タイ プ1
やU
は通し配筋さ れ た タイ プ0
に比べ てせ ん断ひび割れ が接 合 部 全 体に分散 する傾 向があっ た。
また, タイ プ1
や [1
は折 曲 げ 定 着 部 からは り端 部にむか うひび割れと壁 柱 側へ の縦ひび割れ が見ら れ た。 は り降 伏 型シ リー,
ズでは,
通し配 筋 形 式のMO
は 接 合 部 中 央 部に ひび 割 れ が少ない が,
折 曲 げ 定 着 形 式のMI
やMll
は中央部に ひび割れ が比較 的多く発 生し た。.
一
方, 接 合 部 破 壊 型シリー
ズで は,
定 着 形 式に よらず最 終 時に は接 合 部 斜め方 向の ひび割れ に沿っ て中 央 部か らコ ンク リー
トが圧 壊し剥落じた。SO
では,
接 合 部 主 対 角 方 向の ひび 割れ が際 立っ て い た が,Sl
やsn
で は,
折 曲 げ定 着 部か らの ひ び割れも顕 著で あ.
っ た。 接 合 部 中 央 部の横 補 強 筋 量の影 響を見ると,
横補 強 筋 の ない MI−
M で は,
MI に比べ て接 合 部 中 央 部に ひ び 割れ が集 中し た が,
Q
一
δ関係は ほ ぼ 同等で あっ た。
接 合 部 貫通 孔の 影響 を 見 る と,
貫 通 孔の あるMI −
K やSU −K
で は, 貫通 孔 を横切る ひび割れ幅が他の ひび 割れ よ り大き く, ひび割れ本 数 も比 較 的 多かっ た。 M1−K
で は,
M
工に比べ てQ ・
δ関 係は ほ ぼ同 等で あっ た が,
S
fi−K
で は,
S
皿に比べ て コ ン クリー
ト圧 縮 強度に 対す る接 合 部せ ん断 強 度の比 率が1
割程度低下し た。
一
105
一
τ o {麁8f!。巳2} 50 τ IOO 〔よEfノ。■2}
一
60−
so一
50−
30 7 (x−
5030 500’
3ra の 7 {x−
5030 500曹
3rad } oo MO呻
100 M 【 τ{龍呂f/c謄 5 τ(髭8r/。闘 ) o一
50一
30P
一
〇 7{x−
5030 50 10−
3rad ) 7 (−
50 5010冒
9 τaの一
100 so い一
SK τ{W ,.∬) 50一
50葡
30 7 (−
5030 60 且0’
3 τ8d 見o M 口 τ (kgf/c亟 50一
60層
30 7 (曜
503010−
3ra の一
置oo S 江 図一
8 接 合部 せ ん 断 入 力 量一
接 合 部 せ ん 断変形 角 関 係 はりの 部分 プレキャ ス ト化の影 響 を 見ると,
プレキャ ス ト部 材を用い たMI −P
で は, MI に比べ て は り端 部 の曲 げひび割れ幅が若 干 大き く なっ た が,
接 合 部のひび 割れ状 況やQ 一
δ関 係に は顕 著な差は見られ なか っ た。 接 合 部せん断ひび割れ発生時応 力 度の実験値は 主 応 力 度 式に よ る計算 値 (表一
4 参照)に対して貫 通 孔の ない 試 験 体で は0.
64−
O,
91,
貫 通 孔の あ る試 験 体で は0.
49〜
O.
73で あり,
実 験 値は計 算 値を下 回る傾 向があっ た 。 ま た,
接 合部最大せ ん断応 力 度の実験 値は は り の曲げ降 伏 時に作用 す る 接 合 部 せ ん 断 応 力 度の計算 値 に対 して,
は り降伏 型シ リー
ズで は 1,
1〜
1,
2倍, 接 合 部 破 壊型 シ リー
ズ で はO.
6− O.
7倍であっ た。
接 合 部の破 壊 性 状や履 歴 性 状か ら,
MO や MI の各 試 験 体は は り曲げ降 伏型 (B破壊型),
Mll は は り曲げ降 伏 後の接 合 部せ ん断 破 壊型 (BJ
破 壊型 〉,
さ らに,
SO ,
S
工やSH
の各試 験体は接 合 部せ ん断破 壊型 (J
破壊型) と判断 さ れ る。
3.
2
接 合部の せ ん断 変形 3.
2.
1 接合部せ ん断入力 量一
接 合 部せ ん断 変 形 角 関 係 図一8
に各試 験体の接 合 部せ ん断入力量 (切一
接 合部せ ん断 変 形 角 (γ)関 係を示す。MO
やMI
の各試験 体で は,
γ は増 加し て い な いが,
他の試 験体で は,
やや逆S字 形 の履 歴ルー
プを描い ており,
最 大 耐 力 以 後その傾 向が強 く なり,
接 合 部のせ ん断変形が増加し た。図」9に Tp をコ ン ク リ
ー
ト圧 縮 強 度 (c σ B)で基準化し た 値 と γ の 関係の包 絡 線を示す。
は り主 筋の定 着形 式 に よ る影 響 を 見ると,
は り降 伏 型シ リー
ズのMO
やMI−K
を 除くMI
の各 試 験 体で は.
R =
1/25 rad.
時の接 合 部せ ん断 変 形 角 (γ,/25)は2〜
3×10−
3 rad.
程 度であるが,
全 主 筋 折 曲 げ 定 着 形 式の M 皿 で は,
γ、/:s が27× 10−
3 rad.
程 度であ り,
MO
やMI
に比べ て大きい 。一
方, 接 合 部 破 壊 型シ リー
ズで は,
最 大 耐 力 時の γは11〜
14× τ e/
c σ B 0,
4 o.
3 0.
2 0.
1 O o lo 20 30 40 γ(XlO−
3rad.
) 図一
9 接 合 部 せ ん 断 入 力 量一
接合部せん断 変形角 包 絡 線 10−
3rad.
程度で あ り, 定 着 形 式に よる差は あま り見ら れ ない が,S
皿 の接 合 部 最 大せ ん断入 力 量 (Tmx )は SO やSI
に 比べ2
割程 度 小さい。
また,SO
の最 大 耐 力 後 の強 度 低下 はSI
やS
皿に比べ て大 きい。 接合 部貫 通 孔の影 響 を見ると,
貫 通 孔の ある MI−
K の ル2、は6
×10−
3rad.
程 度で あ り,
M
Iに比べ て3
倍 程 度大 きい。
また,
貫 通 孔の あるS
ll
−K
の最大 耐 力 時 の γ はsn と ほ ぼ同 程 度の値であっ た。
3.
2.
2 変形成分の割合 図一
10に正 載 荷ピー
ク時 層 間 変 位に 占 める各 部 材 変 形の割 合を示す。
は り主 筋の定着 形式に よ る影響を晃る と, は り降 伏 型シ リー
ズの うち,MO
やMI
で は,
は り 変 形の 割 合が大き く,
接 合 部 変 形の 割 合はR 三1
/50
rad.
時で 5%程 度で あ り, 加 力 サ イクル の進 行に伴う 増 大は見ら れ ない。 こ れに対 してMH
で は,
は り変形 が主である が,
接 合部 変形の割 合はR
霜1
/50rad.
時で 25% 程 度と大き く,R =
]/25
rad.
時には35
%程 度と一
106
一
OD
(MO
)紛
oo
(
−
黔 (SO
)$
1
伽 鰤
1
側
125
(
R
[
)
(MI
)09m
田
(SD
撃
1
酬
011
緬
1
!
購
図一
10簿
oo
(
−
50
紛
oo
(
苴
(Mll
)撃
伽
1
鰤
!
鯔
(S
皿)50
撃
伽
1
鰤
i
鯔
変形成分の割 合 さ らに増 大し た。一
方,
接合 部破壊 型シ リー
ズでは,
接 合 部 変 形の割 合はR
= 1/100rad.
時で 20%程 度,
R=
1
/50rad.
時で30−
35 %程度で あり
, 接 合 部 変 形の割 合は定 着形式によ らず 変 形が進むにつれ て接合部せ ん断 破 壊によ り増 大し た。
接 合 部 貫 通 孔の影 響 を 見る と,
貫 通 孔の あ るM
工一
K はMI に比べ て接 合 部 変 形の割合が や や大きい。
3.
3 鉄 筋の ひずみ状況 3、
3.
1’『
はり主 筋の ぴずみ分 布 は り降 伏型 シリー
ズの各 タ イ プの は り下 端1段 筋の ひ ずみ分 布の例を図一
ユユ に示す。
は り主 筋の定 着 形 式に よる影 響牽見る と, は り主 筋は定 着 形 式によ らず,R =
1/100rad。
時で はほぼ降 伏ひずみ に達し てい る。
通し配 筋さ れ た は り主 筋は,
降 伏する まで引 張ひずみが0と な る点が接 合 部 内にあり, は り主 筋 め 付 着 性 状は良 好で あっ た。 また,MI
やMll
で は,
折 曲 げ 開始 位 置の引 張 ひずみ は Ril /25 rad.
時に は降 伏ひずみ に達し て お り,
折曲げ定 着 され たは り主 筋の定 着 は 十 分であっ た。
3.
3.
2 接 合 部横補 強筋 お よ び壁 柱 主筋の ひずみ 接 合 部 横 補 強筋は,
は り降 伏 型 シ リー
ズで は,R =
『
1/50rad.
時まで は弾 性であり,
最 終 時に一
部 降 伏した。
接 合 部 破 壊 型シリー
ズ で も,R
・
=
1
/50
rad,
時ま で は降 伏した横 補強 筋が若 干見 られ た が,
ほ ぼ 弾 性であっ た。
壁柱主筋の う.
ち,
曲 げ圧 縮 側の端 部 主 筋が引 張ひずみ に転
化 するの は, 軸 力の ない は り降伏 型の試 験体で は お お む ねR =
1/200 raCl.
時であっ た が,
軸 力が作 用してい 巌 合部纏
型晦
囃
で は おお むねR −
1/25・ad・
時 であっ た。GD
(MI
−
K
)09
(Sll−K
)oo
’ 層』
・
『
.
i齟
駒
iiii「
1
撃
1
伽
1
鰤
1
軅
.
,
.
ur .in ,liHUl
.
.
響
.
,
「
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−’
凾
’
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_.
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_
4000一
7一
幽
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・
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.
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一
……・
3000「
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一
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一
一
一
一
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一
一
、
.
羣里ヲal
IOμ鰡
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一
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.
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一
匿
−■
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幽
一
曾. −7,
.
.
,
τ
,
一
一
’
卞鵜
’
1〔.
(rad7)’
”「
… 曹
−一
■
響
.
一
・
匿
9曹
−−雫
.
7■
,
1一
■
.
.
匿
.
匿
噛
響
一
7響
9
一
匿
一
一
…
L−−
1000 ∵…一
一
一
別oo 0μ :驪
;は〕 :雖4.
実 験 結 果の考 察 4.
1は
.
り主 筋の接 合 部.
へ の定 着 強度[
図二 12 には り下 端 1段 筋の 壁 柱 面 位 置の応 力 度 ( σ 。),
折 曲げ 開始 位 置の応力 度 (σ。),
折 曲げ終 点 位 置の応 力 度回
回
一一
一
一
一
.
,
一
一
.
−匿
匿
一
幽
一
一
一
一
一
一
.
−一
一
一
一
一
一
一
.
.−匿
匿
冒
・
,
9,
−−−匿
幽
曹
曽
一
一
.
一
.
_.
40CO一
二L_.
3000 〆50一
叢.
、
/100ノ
/200/一
……
.
F−−−一
曾
一
F.
一
一
.
.
一
凾 凾
・
.
.
一
・
・
.
儡
6.
.
一
一
■
9−一
凾
.
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’
1 ε7=
2110μ /400/ 0 μ (rad.
)−…’
’
”
一
一
一
一
一
一
P,
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.
.
.
匿
冒
冒 一
一
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匿
一
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.
一
.
一
一
一
一 一
一
一
一
一
一
一
一
……一
lDOO…・
一
一
一
一
踟oo」
R 図一
11 はり主 筋 (1段 筋 )の ひずみ分 布一 107 一
σ (
tf
/丗 )5.
0
O
l
/400t
/2001
/100
1150
R
(rad ) 図一
12 は り下 端 筋 応力 度一
層 間部 材 角関係 (ac)の推 移の例 (SI
)を示 す。
変形が進むにつ れて σ B が大 きく な り,
折 曲 げ部 以 降の定 着 力の分 担が大 きくな る が,
変 形が大き く なる と,
σc が折 曲 げ 開 始 位 置 程 増 加しな い傾向が見られ る。
図一13
に は り下 端 1段 筋の接 合 部 内 水 平 直 線 部の 定 着 力とσA の関 係を示す。
図の縦軸の値は, の とσB の差 を σA で除し た値で あり,
水 平 直 線 部の定 着 力の全 定 着 力に対する割 合を表し て い る。
な お, 通 し配 筋の場 合は σ。 を接 合 部 中 央 位 置の主 筋 応 力 度とし た。 は り下 端 筋 の水平 直線部の定着力の 分担は,
変形 が進む につ れて小 さ く な る。 は り主筋が降 伏 し ないS
王やSH
では,
R ・
−
1
/50rad.
時に40〜65
%程 度で あ る が, は り主筋が降 伏す るMI
の 各 試 験体やM
皿で は,
R
;1
/50
rad.
時にO〜4Z
%程 度で あ り,
折曲げ部 以 降の定 着 力が主と な る。 図一
14に は り下端 1 段筋の接 合 部 内水平 直線 部の平 均 付 着 応 力度 (τ誹とσA の関係を示す。 ま た,
図一15
に は り 下 端 1段 筋の折 曲 げ 部の 平均 付 着 応 力 度 (τ跖 )と aH の鬨 係 を 示す。
平 均 付 着 応 力 度は cσ 。の平方 根で除して 基 準 化し た。 水 平 直 線 部の τ、S は σ。の増 大 と と もに ほ ほ値 線 的に増 大 し てい る が,
は り降 伏 型の試 験体で は σ Aの 降 伏 点 強 度 付近 で減少して い る。 接 合 部 破 壊 型の 試 験 体の TAEが は り降 伏 型の試 験 体に比べ て σ。の降 伏 点強 度 以 前に お い て や や大き い が, こ れ は軸力の影 響 等 に よるもの で は な い かと考え ら れ る。一
方, 折 曲げ部の τ。cは σ、の 増 大に伴い,
ほ ぼ 直線 的に増 大 し てい る。 (σ ^一
σB)1
σ^ 1.
0 0.
5 OD
1
.
02
.
03
.
04
.
05
.
06
.
0σA (tf/c ) 図
一
13 水平直線 部の定着カー
は り下端筋の応力度関係 τ、 ,!弼 4.
03.
0 2.
0 1.
o 001
・
02・
e3・
e 4・
05・
06・
0 σ A (tf/ed
) 図一
14 水平 直 線部 の平均付着 応 力 度一
は り 下 端 筋の応 力 度 閧係唱
.
,
1.
(σ ド σ.
〉・
a.
τA国
一
….
二、
.
.
.
.
φ・
2、
.
i.
」
.
τ
・矗
o
廢
B τ^
8A 左 か‘R・
1!4酬 200,
ii
… 匚〆IOO,
V50を示す。
’
‘
’
唱
鬯
甲
,
■
,
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,
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,
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一
一
一
一
・
」
. .
.
rrrrlr
『
lr
I
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.
1
.
ト
.
,
.
1・
1.
.
.
.
.
:匿
.
.
°
°
齟
゜
魑
゜
「
一
,
鬯
・
r囓
囓
1■
…圏
.
脚
唱
卩
.
圏
.
O MO●
Ml‘
Ml−
M▼
Ml檜
K脅
蘭i−
P●
M皿 Q SO 口血
Sl S廟 7 S 可一
K.
■
■
■
.
.
.
.
τ, 、/傷 7.
06,
05,
04.
0 3.
o2.
0 1,
0 0 0 1.
0 2.
0 3.
0 4.
0 5.
06.
0 σ B (tf/di) 図一
15 折り曲げ 部の平 均付 着 応 力 度一
は り下端筋の応力 度 関 係50Q
4030
10
瓢DO
“ 【 りQ
4030
lo
OI
躑 4伽 駄蛇00
ε(Xl『o) (左)S
皿SISO
融 鰡鰍
1
肱1
黝4
5
(中央 ) 図一
16 ε(Xlo” )Q
(tO 403020
10野
圃
國
Ol
伽4
國
ε(XI『り (右) 層せ ん断 カー
コ ン クリー
トの ひずみ関 係 左 中央 右__
」 一一
一 一一
108
一
TEC の 最 大 値は rAB に比べ てか な り大き く
,
7.
O・
vXEEE 程 度 を 越え,
て お り, 既往の研究 (例えば8
)) で指摘さ れている よ うに,
折 曲 げ 部の 定 着機構が水平直線部の付 着 機構と は異な り機 械的な定着機構 によ るこ と が わ か る。
4.
2 接合部のせ ん 断抵 抗 機 構 図一
16 に モー
ル ドゲー
ジ より 測定さ れ た正 荷 重ピー
ク時の層せ ん 断 カー
コ ン ク リー
トの圧 縮ひず→
← ↓ タイ ブ0 个 τP=
Q/ (b・
D) b:、
壁 柱 幅 D:壁 柱せい 申 ← り中
タイ ブ 1 寺 サ7.
ストラ7 卜機樗 ?→
中
補 正係数a I’
=
(D/2+ldh)ro SI al.
=
0.
91 1dh:下 端筋の段 影定 着 長さ→
タ イプ皿→
←.
一一
讐
」.
屮
}
補正係 数an=
2Xldh/D S 口 an≡
0.
74 1dh;上 下端筋の投影定着長さ み関 係 を 示 す。 通し配 筋 形 式のSO
で は,
接 合 部 中 央 域 の主対 角 方向のひずみ が右側域の ひずみ よ り大きい傾 向 が あ る。
これに対 して,
折 曲 げ 定 着 形 式のSU
では,
は り主 筋が折曲げ定 着さ れ た接合部左・
右 側 域の ひずみ が 中央域の ひずみ よ り大き く,SI
も同 様の傾 向が見ら れ る。 これ は,
は り 主 筋 が 通 し配筋さ れ た タイ プ0
で は,
接 合 部 主 対 角方向の ス トラ ッ ト機構による せ ん断 伝 達が 主であ るのに対し て,
は り主 筋が折 曲 げ定 着され る タイ プ1
や 皿では,
ス ト ラッ ト機構の ほ かに折 曲げ定 着 部と は り端部,
壁柱 端部の圧縮 域を結ぶサ ブス トラ ッ ト機構 に よ る せ ん断伝 達が寄与し てい ることを示 唆して い る。 接 合 部の ひ び割れ状況や コ ン ク リー
トの ひずみ か ら想 定されるせ ん断 抵 抗 機 構をは り主 筋の定 着 形 式に応 じ て 図一
17に示 す。 サブス トラ ッ ト機 構は,
主 筋の折 曲 げ 部か らの定 着 力,
は り端 部 断 面に作 用する水平方 向圧縮 力およ び壁 柱 端 部 断 面に作 用す る 鉛直方向圧縮力 か ら形 成 され るもの であ る。 折 曲げ部か ら の定着 力に釣合う鉛 直方 向の分 力は,
はり主筋の折 曲げ終点の応 力度の 推移 か ら主とし て折曲 げ 終 点 以 降の余 長 部の付 着 力に よ る も のと 考え ら れ る。 しか し,
・
変形が増大す る につ れて は り 主 筋の折 曲 げ終 点の応 力度が増 加し ない傾向が見られ,
主 筋の抜け出し に対す る折 曲げ部近傍の コ ンク リー
トの 抵 抗 力 も加わ るもの と想 定さ れ る。 τ p/e σ e O.
5 o.
4 0.
3 0.
2 0.
1 τemaxc σe 図一
17 接合 部の せ ん断 抵 抗 機 構の想定 4.
3 接合部の せ ん断 強 度.
、
.
図一
]8
に接 合 部 破 壊 型シ リー
ズにつ い て,
c砺 に対す.
る接 合 部せ ん断 応 力 度 (τρ〉の比 とR の 関 係を示 す。
・
τρ/。aE は はり主 筋の定 着 形 式に より差があり,
R=
ユ/66 rad.
まではタイ プ0が最 も大き く,
L
ll
の順で あ る。.
τp の最 大 値は,
SO が O.
30・
cσA,
SI
がO.
32・
cσB,
タ イ プll
で 無 開 口 の S llが 0.
25・
c σ s,
有 開 口 S ll−
K が023 ・
c σE である。
通し配 筋 形 式の タイ プ0
を基 準と し て,
折曲げ定 着 筋による接 合 部せん断強 度の低下を考慮す る た めに, 接 合 部せ ん断 抵 抗 断 面 積の 補正係数 a を設 定 す る。
a は図一
17中に示す ように折 曲げ定着 形 式の接 合 部有 効せ い と壁 柱せ い の)の比 と す る。
こ こ で,
接 合 部有効せい はス トラッ ト機 構の ほ か にサ ブス トラ ッ ト機 構 を考 慮 し,
折曲
げ 定 着 筋の投 影 定 着 長 さ (1dh )を 用い て,
タイ プ1
で は 1dh と D の 1/2の和,
タイ プll
で は 1dh の 2倍と する。
なお,
’
有 開口接 合 部で は,
D ,
また は,
1dh か ら貫 通 孔 径 を差 引い た値を用い る。’
補 正 係 数α は,SI
で は 0.
91,
S且では 0.
74とな る。
図一
19に接 合 部 破 壊 型シ リー
ズにつ いて,R
= 1/100 rad.
と 1/50 rad’時における接 合 部せ ん断 応 力 度の最 大 値とこ の最 大 値 をa で除した値の関 係 を示す。
α を用い た各試 験体の横軸の値は R=
1/100rad.
で は,
O.
26−
O,
28,
R
=
1/50rad.
で は,
o.
30〜
o.
35であり,
縦 軸の値に比べ て差が小さ く,
接 合 部の せん断 強 度の違いは,
折 曲げ筋 の投 影 定 着 長さ を用い た補正係数で ほ ぼ 把 握で き ること o,
4 o.
3 0.
2 D.
1i
i
−
i
/ /二
‡
1コ
1
二
;
1嫁1
:
:
:
1
一
赫
蕪畦
…
レ/ …i
…
7f
……
†’
・ R一
童〆100,ad //…
1
。 R・
・/5・・ad O O O71 0.
2 0.
3 D.
4巡 or・
C σ ll
/4001f200111DD
1166
1150
1
/25
R
(rad.
).
図一
19 接 合部せん断応 力度の最大値一
補 正 係 数αを考 慮し た計 算 値 関 係 図一
18 接 合 部せ ん断 応 力 度一
層 間 部 材角 関 係 τe 皿alt σs、
o,
4 o,
3 O.
2 きつ
/ α
…
/…
…
聘
粥
比
細 「…
〜
」 / L /…
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プ /…
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,
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,
,
,
,
一
,
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Z 引 ゴ h,
,
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…
馨
9
/ /…
… …−
… 5 − }
・
瓢 俳 難 り.
一
一
皿・
ロロ
ロ’
ロ
’
ロ
ロ
ノ
羅
1
…鹽
麟 の昌
:
灘
壊 旨 ; ● B破壌 O O.
1 0.
2 0.
3 0.
4 a・
O.
25 図一
20 接合 部せ ん断応力度の最大値一
接 合部入力せ ん断応 力 度の制限値関係一
109
一
がわ か る