付着良好な梁降伏型RC内部接合部の必要せん断補強筋量

【論　 文】 UDC ：624

．

078

．

012

．

4：693

．

554：539

．

386 日本建 築 学 会 構 造 系 論 文報 告 集 第 383 号

・

昭 和 63 年 1 月

付 着 良 好

な

_{梁 降伏}

型

RC

内部接

合 部

の

必

要

せ ん

断補 強 筋

量

正 会 員

　市 之 瀬

敏

勝

＊ 　§

1．

ま えがき 　鉄 筋コ ン ク リ

ー

ト（

RC

）建 物の_{設計方 法}は

，

強 度 指 向型か ら じ ん性指向型へ

，

柱降伏型 か ら は り_{降 伏}型へ _移 行しつ つ あ る

。

ま た

，

高強度 材 料の_{使 用}が

一

般 化しつ つ ある_。 こ の た め， 梁 柱 接 合 部が RC 骨 組の 弱 点に な る 可 能 性が生じ て き た

。

わ が国で も

，

接合 部の_{耐 震 規 定}を 早急に整 備す る 必 要 が あ る

。

　ニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ドの設計規 準 （

NZS

　

3101

）1）は

，

じ ん 性 指 向の はり降 伏 型骨組を対象と した梁柱接合部の_{耐 震} 規 定を定めて い る

。NZS

　3101 によ れば_， 隣 接 す る はり が曲 げ降伏す る接合部で， 柱の軸力が小さい場 合に は

，

接 合 部の水平せ ん断力のすべ _{てをせ ん断補強筋に よ}っ て 負 担 （いわ ゆ る 全補強）し な け れ ば な ら ない こ と に な る

。

これ は，

Paulay2

） に よっ て提案さ れ た

，

トラス機 構とス トラッ ト機 構の 足 し合わ せ 理論に基づい て い る

。

Park ら3 ）は

，

実験によっ て

，

この規 準の要 求が過 大でない こ と を主 張し ている。 　し か し

，

逆の主張も あ る

。

北山ら4 〕は

，Park

ら3 ）と同 じ く

，

低 強度

，

細 径の はり主筋を用い て定 着を よ く した 梁柱 接合部の_実験を行っ た。 そ して

，

接合 部せ ん断補強 筋 をニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ド規 準の_半分に し た試験体でも

，

せ ん 断 補 強 筋 を弾 性に維 持す ること がで き ること を確か め た。 両者の実験の主た る違い は

，

北 山らの試 験 体が 上端 筋量 を下端 筋量の

2

倍と し た の に対し

，Park

ら は上 下 同 量 と し た という 点であ る

。

　筆 者の_考えで は

，

PaulayZ）_{の理 論は}

_，

_{下 記の ような問} 題を含んでお り

，

再検 討の余地が あ る

。

　 （

1

）　理論2）_{で は}

_，

_{軸 力が せ ん断 耐 力にお よ ぼ す影 響} を考 慮する こ と がで きな い

。

この ためNZS 　3101】｝_{で は} ， はりや柱な ど線 材の せ ん断 耐 力実 験 式 を準 用 して_， 軸 力 の影 響を考 慮し て い る

。

　（2｝ 理論2｝_{で は}

_，

_{上端筋 量 と下 端 筋量 と が異な る場} 合の 影 響を考慮す るこ と がで き ない

。

こ の た め

NZS

3101i｝ で も

，

その影 響 を 無 視 して い る

。

（た だ し

，

塑性 ヒ ンジ をは り端か ら離し た 「弾 性 接 合 部 」で は

，

こ の影 響を考慮して いる。） 　（3 ） 理 論z 〕 で は

，

ト ラス_{機 構の角 度}を任 意に取る こ と がで き ない_。 この た め NZS 　3101ilで は

，

水 平せ ん 断 補強 筋 （フ

ー

プ筋）の量 と鉛 直せ ん断 補 強 筋 （柱の中 段 筋 ）の量 と を別々 の式で与え てい る

。

し か し

，

設 計の_手 順 を考えて み ると， 柱の中段筋の量は， 接合 部の せ ん断 設 計 を行う前にすで に決まっ てい る 場合が 通常であ る

。

し た がっ て_， 与え ら れ た_柱の _中段筋の量に_対 して接 合 部 の フ

ー

プ筋 量 を計 算す る とい う設 計 体 系の方が合理的で ある

。

　Paulay2｝_の 理 論で は_， 接 合 部の せ ん_{断 抵抗機 構}を 「内 力の釣 合 」 としてと らえ_， 内 力ベ _{ク ト}ル の示 力図を描く ことによっ て必 要せ ん断 補 強 筋 量 を求め てい る

。

し か し

，

応 力 （stress _）は本 質 的に テ ン ソ ル量で あるか ら， 応力 の釣 合い を 内 力ベ _{ク ト}ルで表現 で き るの は特殊な場合 （例え ば

，Paulay

ら2 ）が軸 力ゼロ の 弾 性 接 合部につ い て示し た よ うな_， 柱とは りの危 険断面での_{応 力 分布}が完 全に同じ場 合の ス トラッ ト作 用など）に限定さ れ る

。

筆 者は

，

こ の こと が上 記3点の問 題の原 因である と考え る

。

そ こ で本 報 告は_， 「応 力の釣 合い_」を厳密に_満足 す るせ ん断 抵 抗 機 構 （す な わ ち2次 元 的な応 力の流れ と モ

ー

ル 円を厳 密に描き得る よ うな せん断 抵 抗 機 構 ） を考 慮し， 上記3点の問 題を克 服し た設計式 を提案す る。 　 §2

．

適 用 対 象 と仮 定 　図 1に示 す よ うな

，

は りと柱の せい がほ ぼ等しい （

h

， ≒ ん_∂ 十 字 型の接 合 部を_考え る

。

_柱の主筋量は左右で

　

　

T

₋ hl ⊥

圖 ｝

ト

i

、

一→

」

L

「

「

． 名古 屋工業 大 学 　 助 手

・

工博 　 （昭和 62 年 4 月 2日原 稿 受 理 ）

｝

［

ユ

_：

_：

_：

　　

ト

bb

−

_→

ト

ー

hc →

1

　 　 図

一

1 接 合 部の形 状

一 88 一

等しい ものと す る。 は りの上 端 筋 量は， 下端筋量 よ り大 きい か ま た は等しい （A

。

t≧ASb）と す る

。

　

接 合部の周 りの_{応 力 状 態 を図} 2のよ う にモ デル化 する ：す な わ ち

，

次の 6項 目 を仮 定す る。

　

仮 定 （1） 接 合 部 内で の はり主 筋の付 着は

_，

十 分 に ある“s］。 し た が っ て

，

は り主 筋 は

，

引 張

・

圧縮と も超 過 強 度 斌 まで_{応 力}を負 担で きる

。

こ のた め

，

は り上端 の コ ン クリ

ー

トは 圧縮応 力を負 担し ない

。……

_繰り返 し 塑 性 変 形によ る 残 留ひずみ の た め_， は りの_{上 端}が 圧縮 側 になっ て もひび割れ が閉じ ない状 態 を考え る。 な お

，

こ の仮 定よ り

，

は り主 筋の _{引張 力}は次 式 （1 ）（

2

）で計 算で き る

。

　 　　

T

，

＝AStVv …………・

…………一 一 ・

…・

・

…

（1 ＞ 　 　　 Tz

＝ASbVy ・………・

・

………・

………・

………

（2） さ ら に

，

力の釣合い条件より

，

は り下端のコ ンクリ

ー

ト の圧 縮 力

CCI

は，

　　　 CCI

＝T

，

− T

，

…・

……・

・

…・

一 ………・

・

（3） 接 合 部 水平せん 断 力 巧h は

，

　 　　

VJh＝Tl

十

T2− Vcei・

・

一・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

_{（4 ）} で計 算できる

。

　

仮 定 （2＞



は り下 端の コ ン ク リ

ー

トの圧縮 応 力

C

。 ， は_， は り主筋の ま わ り に

一

様に分 布 （長 方形分布 ）する

。

……

_{より厳 密}に は

，

コ ン ク リ

ー

トの圧 縮 応 力の_図心 がは り主 筋 位置に

一

_致す る

，

と仮 定す る

。

す な わ ち

，

深さ

2dc

（

dc

：は りの圧 縮 鉄 筋か ら圧 縮 縁までの距 離 ）の長 方 形 分 布 圧縮応力 を仮 定する

。

　

仮 定 （3） 左 右 の は り の せ ん断 力は互 いに等しい。 上 下の柱の せ ん断 力も 互い に等しい

。……

_§

5

で

，

既 往 の実 験 結 果との比較を行 う際に は_， 左 右の はり の せん断 力が異な る試験体を 扱 う が_， こ の場合はその_{平 均 値 を 取} る

。

実 際の建物の_{接 合 部}の設 計 も平 均 値で評 価す ること になろ う

。

な お

，

左右の は り の せ ん断 力が等しい と仮 定 し た ため， 上下の 柱の軸 力 も等し い ものと仮 定し たこと に な る

。

　

仮 定 （4 ） 柱の _{中段 筋}は

，

柱の 曲げ 耐 力に は寄 与し な い

。

柱の 中段 筋 は

，

接 合 部の鉛 直せん断 補 強 筋とし て の み働く

。

　

仮 定 （5） 柱の コ ン ク リ

ー

トの圧 縮 応力の_{分 布}は

，

次の 2つ の成分の和で あ る と する。

　

a_{｝ 主 筋 間 隔}

j

_{の間に生 じ る}

一

_{様 分 布 圧 縮 力}

_P

。v

　b

） 圧 縮 鉄 筋の ま わ り に

一

様に分 布す る偏心 圧縮 力 　 　Ce な お

，

柱 主 筋の引 張 力 丁，と 圧縮力

C

． は

，

平 面 保 持解 析その_他に よっ てあらか じめ分かっ て い る もの と す る

。

……

こ の仮 定で想定し て い るコ ンク リ

ー

ト圧縮 応 力の分 ｛注 ） わ が国の_最近の_{高強度 太径鉄 筋}の普 及 を考え ると， こ 　 の仮 定は 必ずし も現 実 的と は言え ない

。

付 着が不 十 分の 　 場合につ い ては今 後の研 究 課 題と し たい

。

布は

，

柱 主 筋の引 張 力 と圧 縮 力 を算定す る際の平 面 保 持 解 析の応 力 分布 （さ ら に は実 際の応 力分 布 ）か ら相当異 な るこ と も あ りうる。 し かし

，

次に示す式 （6 ）（7 ） を用い れば

，

平 面 保 持 解 析の コ ン クリ

ー

ト圧縮応 力の分 布に お ける_中心 圧縮 成 分と偏 心 圧 縮 成分 は，

Pev

と

C

。 で正し く評 価す るこ と がで き る。 したがっ て， この仮 定 を用い て も， 大局 的な傾 向はつ か み うるもの と筆 者は考 え る

。

よ り 現実 的な応 力 分 布に基づ _{く解 析は} ， 今後の研 究 課 題と し たい

。

　仮 定の （2） （4 ） （5 ）と力の釣 合い条 件よ り

，

接 合 部の鉛 直せ ん_断力

Vjv

は次式 （5）で計 算で き る

。

　　　V

」V

；

（ノb／ノc）

VJh・

・

一・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

t

　

t・

・

・

・

・

・

・

…　

一・

・

・

…

　

_（

5

_｝ 偏 心 圧 縮 力

Cc

は

，

仮 定 （3 ） （5）と鉛 直せん 断 力の 釣 合い条件よ り

，

次式 （6）で計算で き る

。

　 　　

Cc＝VJV− Tc

→

−Vb− Csc・・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…



r・

・

・

・

…



一

_{（6 ）} さ らに_，

一

様 分布圧縮力 P。v は

，

仮 定 （3） （4 ）（5 ） と軸 力の釣 合い _条件よ り

，

次 式 （7）で計 算で き る

。

　 　 　

P

θり

＝Pe

十

Tc− Cc− Csc

　 　　 　 ＝

Pe

_十2Tc

− Vb−

VJV

’

・

………・

…

_（7 ）

　

図 2に_関する_{上 記}

5

_{項 目}の_{仮 定 以 外}に_{， 下記}の

4

_項目 を仮 定す る

。

　

仮 定 （

6

）



はり主筋の付 着 力は

，

図3の よ うに

，

柱

CS2

（・Tz） → 　　　

Vb

　　　　↑

Csc

_↓

咽

卜

　　 區 口囚口｝Pev 　　 　 ←

Vc

。1 ←

T2＝ASb

λfy

」

4v

 

市

_亅h 　 → VceL 囮 Pev

↓

　 C 　 T

　　

T1＝ AstMy → Vb

壷 CC1

’

E

］

← 　　 　

CS1

（＝T2）

匹

亦

　Csc 図

一

2　接 合 部まわりの応 力分 布の仮 定

CS2

ウ ← T2 図

一

3 80nd 　

Stress

且

Tl

→ 　 　 ← 　　

CSl

　 　k

−

jc

一

爿 一 は り主 筋の付 着 応 力分布の仮定

一 89 − 一

の_{主 筋 間 隔 ノ}

。

の 間に

一

様に分 布する。 柱 主 筋の付 着力 も 同 様に_， は りの主 筋 間 隔

jb

の _間に

一

様に分 布す る。

……

こ の仮 定 （6）は

，

はり

・

柱 主 筋の定 着 能 力が （

1

） を満たす範 囲 内で必 要 最 小 限ぎりぎり であ る とい うこ と を 言っ て い る。 §6の後 半で述べ る よ うに

，

は り主 筋の 定 着 能 力に余 裕が あ る と

，

付 着応 力の分布が 必ずし も

一

様である必 要はな く な り

，

フ

ー

プ筋の量 を 減 ら すこと が できる

。

しか し

，

§6 の_最後で_述べ _{る ように}

_，

_{実 際}の_設 計で付 着に余 裕が あ る場 合を想 定す る 必要性は薄い

。

　仮定 （7 ） は りと柱の せん断 力も

，

主 筋 間 隔

jc

ま た は

jb

の間で

一

様に分 布 する。 　仮 定 （8＞　コ ン クリ

ー

トの圧縮 強度は無 限に大きい もの と する

。……

本 報 告の 目的は

，

必要せ ん 断補強 筋 量 の算 定に限定 する。 コ ン クリ

ー

トの圧縮 破 壊は， 平均せ ん断 応 力の制 限

，

例えば

，

ニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ド規 準川 _の VJh／Ag≦1

．

sV7f7 （MPa ）な どに よっ て 防ぎ得る もの と考え る

。

　 仮 定 （9＞ コ ン ク リ

ー

トの引 張 強 度は無 視す る

。

　 §

3．

せ ん_断抵抗 機 構

　

下記

3

種 類のせん 断 抵 抗 機 構 を考え る。 これ ら は

，

§ 4の _議論か ら解る ように_， §2で仮 定し た外 力に抵 抗す る た めに必要かつ十 分な機 構である。 　 （

1

）　トラス機 構 ：図 4に示 す よ うに

，

　・ 水 平せん 断 補 強 筋に よる 「た が」 作 用〔e）の

一

部

Vth

　 ・鉛 直せ ん_断補強 筋に よる 「た が」 作 用

Vsv

　 ・柱コ ンク リ

ー

トの

一

様 分 布 圧縮 P。 ッ 　 ・_{は り}主 筋の位 置に加わ る分 布 水 平 力の

一

部

Q

藍，

　　

（

＝

梁主 筋の付 着 力の

一

部と柱のせ ん断 力との差） 　 ・柱主筋の_位置に加 わる分 布 水 平 力 （ノ、／ノc）　

Qt

_。

　　

（＝ 柱 主 筋の付 着 力と はり のせ ん断 力との差） によっ て成り立つ釣

合

い機 構。 トラス機構に関 する モ

ー

ル円は

，

図

5

の よ うに な る。 図5で

，

ax

＝V

，．／（b，

j

，），

σy

；

（

Pev

十

Vsv

）／（bcj

。

）

，

　 rxy

＝

Qt

γ／（

bcjc

）と置 く と

，

3

轟耽

1

騨

　　　

ド

ー

」

_广

図

一

4　トラ ス作 用 （注） 接 合 部 内に ひび割れ が生じ る と

，

せ ん断 補 強 筋は 引 張 　 力 を 負担 する

。

こ の 引張 力は， まわ り の コ ンク リ

ー

ト に 　 　ちょうど同 量の圧縮力 を生じ さ せ る

。

これ を 「た が」 作 　 用 と呼ぶ

。

コ ン クリ

ー

トが せ ん 断補 強 筋に よっ て締め付 　 　け ら れる作 用である

，

と見な すこ と も で きる

。

ギ

_讐

_ド

P

02a

玉

bc

　

jcd

爿

一

ト

V，h’（b，」、｝ 図

一

5　ト ラス作 用に関 す る応 力の モ

ー

ル円 σx／Txy

＝

Txy／　ay と な るこ と か ら， 次式を得る。

　

　

　

臑

無 跳

）

…・

…・

…・

・

…・

…・

・

………

_（・） 　 （2） 準ス トラッ ト機 構a ：図6に示す ように

，

　

・

接 合 部 上 部の水 平せ ん断補 強 筋による 「た が」 作 用 　　の

一

部 Vaa 　

・

は り上 端 筋の付 着 力の

一

部

Qqa

　・柱コ ン ク リ

ー

トの圧 縮 力の

一

部

C 。

a 　

・

は り下端の コ ン ク リ

ー

トの圧 縮 力Cqa

’

によっ て成り立つ釣 合い機 構。 力の釣 合い条 件 より

，

　　　Vqa

；

Qq

α

；

Cga

’

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

（9 ） を得る

。

こ の釣合い機 構は_， 図7（a）の ス トラッ ト機 構 （対角線方 向の 圧 縮 作 用 ） と 図7（b）の付 着 機 構 （水 平 方 向の圧 縮 作 用 ）とに分 解で き る。 な お

，

厳密に言う と， 水 平せ ん断 補 強 筋による圧 縮 力

Vea

が図7 （a）の よ

日

 

凪

Cqa →

，

　 　 a ＝

％

，

→

　

　

b 　 Tlh

ー

［

 

臼

咋

臼

田

c

・・ 図

一

6　準ス トラッ ト作用a

皿

c

・・

梱 爵

　　　　　　田

Cqa

（a_）

Strut

　

Action

ド

ー h

，−

1

 

L

； a ；

％

う ゆ （b）　Bond 　Action

邑

T

　　

hb

」

図

一

7　準ス トラッ ト作 用a の分解

・ ，・

日

・_qbE

］

匹｝

C

，b ウ ウ 　 　 b ゆ ウ q 　 　

Q

→ ウ 　 　 ← ← bq ぐ る Q 　 　 ← ■

c

_・b

_丗

臼

Vqb

臼

Vqb 図

一

8　準ス ト ラッ ト作 用h

Cqb

巫

舜

L

　

　

　

「

週

　　　　　　丗

Cqb

（a_）

Strut



Action

Vq_・

日

ド

ー

h・

HVqb

ウ う 　 　 b →

蕗

ウ う 　 　 ぐ ■ bq ← 噺

Q

　 　 寺 寺

臼

T

　 　 hb

」

　 〔

b

）　Bond 　Actien 図

一

9 準ス ト ラッ ト作用bの分 解 うにはり端か ら直 接 加わ ると考え るの は現実離れ してい る

。

こ れ につ い て は_付録 1で検討す る。 　（3 ） 準ス トラッ ト機構

b

：図

8

に示す ように

，

　・接 合 部 上 部お よび 下 部の水平せ ん断補_{強 筋に} よ る 　　 「た が_」作 用の

一

_部

V

_。b 　

。

は り上 端 筋 と下 端 筋の付 着 力の

一

部

Qqb

　

・

柱コ ン ク リ

ー

トの圧縮力の

一

_部

C

_。b に よっ て成 り立つ釣合い_機構

。

_準ス トラッ ト機 構 aが 上 端 筋の付 着 力の み を負 担する の に対し， 準ス ト ラッ ト機 構

b

は上 端 筋 と 下 端 筋 両 方の付 着 力 を 負 担す る

。

この釣 合い機 構は_， 図 9 （a_）の ス トラッ ト機構と

，

図

9

（

b

） の付 着 機 構とに分 解で きる

。

力の釣 合い条件よ り， 　　 　

Vqb；

　

Qab

…………・

・

…・

・

………・

一 ・

…・

_（10 ） を得る。 　§

4．

せ ん断 抵 抗 機 構の負担割合 　接 合 部ま わ りの応 力 分 布

，

図2と， せん断 抵 抗 機 構

，

図4

，

6

，

8との比 較か ら_， 各せ ん断 抵 抗機構の大き さ に つ い て

，

下 記の関 係 式 を得る

。

　 （1 ）　トラス_{機 構}

……

_{柱 主 筋}に沿っ て加わ る力

，

すな わ ち柱 主 筋の付 着力 （

T。

＋

C 。

。

）と はりのせ ん断力 V，と の 差 （T。＋ C。 ，

−

Vb）を 負 担す る の は， ト ラス機構の （

jb

／

jc

）　

Qtr

の み で ある。 し たがっ て

，

下式を得る

。

　 　 　

Q

、r＝ （〃 九 ）

・

（τ，＋C。 。

−

V、）

・

…・

……・

…・

・

…

（ll） 　（2） 準ス ト ラッ ト機 構a

……

はり の上端 筋と下 端 筋 の付 着 力の違い

，

T，

−

T，を負 担する の は

，

準ス トラ ッ ト機 構a の

V

_。a の み である

。

し た がっ て， 下 式 を得る

。

（梁の下 端 筋 位 置の コンクリ

ー

トの圧 縮 力

CCI

’

＝T1− T

， を負 担する の は_， 準ス トラッ ト機 構 a のみであ る か ら

，

と考えて も よい ） 　 　 　

Va

。謂

Tl− 7

，

・

・

・

…一・

…・

一・

………・

…・

…・

……

（12） 　（

3

） 準ス トラッ ト機構

b ……

3つ のせ ん断抵 抗機 構 の_和

Qtr

＋

Vea

＋

Veb

は

，

接合部水平せ ん断 力

VJh

と等し い はずで あ る。 し た がっ て

，

準ス トラ ッ ト機構

b

の Vqb に つ いて下 式 を得る

。

（はりの_{下 端}筋 に沿っ て加わる力

，

す な わ ち下端筋の付着 力

2

　

T2

と柱のせ ん断 力

V

ω ‘との 差（2T，

− Vc

。∂は

，

準ス トラッ ト機 構

b

と トラ ス機構と の和 （　

Vqb

＋　

Qt

。

）によっ て負 担 さ れ る か ら

，

と考えて も よ い_＞ 　 　 　

Vab＝V

」h

−

　Vqα

一

Qtr

　 　 　 　 ＝＝2T2

− Vcoi−

Qt

γ 　 　 　 　

＝2T

，

− Ve

。t

−

（

je

／

jb

）

・

（

Tc

十

Csc− Vb

）

…・

（13） な お

，

はり の下 端 筋量 が柱の主 筋量に比べ て極め て少な い場合は 上式 （13 ）の

Vqb

が負の値を取る

。

こ の場 合は

，

準ス トラッ ト機構

b

と は別のせ ん断 抵 抗 機 構 を考えな け ればな ら ない。 し か し

，

この よ う な場 合は実 際上ほ とん ど 起こ ら ないと考え ら れ るので

，

本 報 告で は扱わ な い。 　 §

5．

必 要せ ん断 補 強 筋 量の計 算 式

　

必要せ ん断補強筋量の_計算 式を導く にあ た り， 前 記 3 つ の せん 断 抵 抗機 構の_{水 平 方 向}の た が作 用 をすべ て加え る と， 接 合部 内に必要な水 平せん断 補 強 筋の引 張 力 （以 下

，

単に 「必要せ ん断 補 強 筋 量 」と呼ぶ）

V。

h は， 　 　 　

Vsh

＝

Vqa

_十2Vgb

一

_トVth

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…



ny



t・

・

・

…



一・

_（14 ） と な る （

V

。bを

2

倍し たの は

，

上 端 筋 位 置 と下端 筋位置 の 両 方にた が作 用が働く か ら である）

。

し か し本報告で は

，

通常の設 計 式の場 合と同じ く_， 「接 合部の _水平せ ん 断補強筋」を 「は り主 筋の内 側に配 筋さ れ た フ

ー

プ筋」 と定 義す る

。

し た がっ て

，

図6

，

8の Vqa

，

　Vqbの う ち， は り主 筋の外 側の 分 ば

，

必要せん断 補 強 筋 量と は_見なさ ない こと に す る

。

これ にっ い ては付 録2で検 討す る

。

　上 記の定義よ り

，

接 合 部 内に必 要な水 平せん断 補 強 筋 量 V

。

h は， 下 式で与 え ら れ る。 　 　 　

Vaa

　 　 　

v

。h＝ 　 　 　　 　 　 　十

Vqb

→

−

Vtn

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…



一

一

・

_（

14

_） 　 　 　 　2 上 式 （

14

）に式 （8）の Vthを代 入し て， 下式を得る

。

　

　

　

臨

」

｝

・ vgb・

無

翫

、

……・

・

…一

（15 ） 上式に式 （11） （12） （13）を代入 し て

，

必 要せん断 補 強 筋量の_{計算 式 （}16 ）を得る。

v

・h一

写

鴇

_一

v，・ ・

一

矩

・・s，

一

・v・）

・

_（

　

Tc

＋

Cs

。

一

　

Vb

1−

　 　

Pev

＋

V

』v

）

・

………・

…一 …

_{（・6 ＞}

一

₉₁

一

　 （た だ しP。v は式 （7 ）に よる

。

また Vsvは

，

（柱の 中 段 筋の断 面 積 〉×（降 伏 強 度 ）と する

。

　ニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ド規 準

，NZS

　3101 _との比 較 を 容 易に す る た め

，

上 式 （16 ）で仮に

，

ゐ

＝

ノ、 Te

＝

（

T，

＋

T

，）／2

，

C

， ，

＝

Oと し

，

Vceiと Vbが

Wh

よ り も十分 に小さい と す る と

，

下 式が得ら れる。

　

　

　誇

1

−

。

盖

＋、（。

翫

）

……・

・

……・

…

_（・7＞ 上 式で， 上 端 筋 量と下 端 筋 量が等しい （

A

。t

＝A

。b）と し た 場 合の必 要せ ん断 補 強 筋 量 を 図

10

に太い実 線で示す

。

ま た

，

上 端 筋量 が 下端 筋量の 2倍 （

A

。t＝

2A

。b）と し た 場 合の 必要せ ん断補強 筋量 を 図

10

に太い破 線で示す

。一

ヒ 端筋量 が下端筋量 よ り多い場合に は

，

必要せ ん断補強 筋 量 が少な くて済むことにな る

。

横 軸が軸力

P

。で は な く

，

Pe

と鉛直せ ん断 補強 筋量 （柱の中段 筋の 量）

V．

． との 和であ るこ と か ら

，

同じ軸力で も

，

柱の中段筋の量 が大 きい場 合 に は

，

水平せ ん 断 補 強 筋 を 減 ら し う ること がわ か る。比較の た め

，

ニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ド規準

，NZS

　

3101

で， コ _ンク リ

ー

トの圧縮強度

fc

ノ

を4

’

O　

MPa

_（

Park

_{ら （}3_） の実 験とほぼ同じ値 〉と し

，V

∫n＝

O．

1A 。

fc

’

（

Park

ら（3） の実 験の ほ ぼ半 分 ｝

，

ま た は

0．

2

　

Agf

、

’

（

Park

ら （3） の実 験とほ ぼ同じ値 ）とし た と きの値 を細い実 線で示 す。 本 報告の提 案 式に よ れ ば

，

　（1） せ ん断応力が小さ く， 〈例え ば VJh

＝

0

，

1ん 五

’

　 　 　また は それ以 下） 　（2） 軸 力が小さ く

，

（例え ば P

。

≦O

．

1Agfcり 　（3＞ 柱の中段 筋の 量 が多く， （NZS 　3101 で は余 分 　 　 　にあっ ても 同 じだ か ら〉

　

（4） は りの上端筋量 が下端 筋 量よ り大きい

，

（例え 　 　 　ば／

ISt

＝

2ASb

） とい う場合

，

ニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ド規 準

，

NZS 　3101 よ り も せ ん断補 強 筋 量 を減ら すこ とがで き る。 　 NZS 　

3101

_との比 較 をよ りは っ きりさ せ る た め に

，

鉛

亙

Vjh1

．

o

賄 闘 馴

、

Vjh＝O・

2Agf

_，

’

0

．

5 Vih雷_α1Ag 督

_♂

＼

　

丶 丶 　 　 　 丶

　　　　

N 一噺 一

．

INELASTIC

　

JOINT

亀

■

陶隔

鞠

_鞠

＿ 噛

＿ Ast ＝ AsbA5 電冨2A5b Proposed 一 一 一 一 NZS　3101 o 1 2 3Pe †Vsv

　

Vjh 図

一

10　必要水平せ ん 断 補 強 筋 量 （ゐ

＝

ノ

。

，

T

、

＝

（T

_、

＋T

，

）／2

_，

　 　 　 V，。i《VJh

，

　Vb《VJhの場 合 〉

一 92 一

丶　

VjhVsh



　 V5vVjv

報

丶

0，

5

Vjh・

O

・

2Agt

，

’

V

・

_h＝

O・

IAgf ，

’

丶 、 　 　 丶

　　　　

、 、 、 　 　 　

．

．

一一．

隔

＿

INE

し

ASTlC

」

0INT

　　　　　　　弖

　一

1

　　

　　　　

　

0　　　　　　　　

1

　　　　

　　　　

2　　　　　　

Vih 図

一

11 鉛 直せ ん断 補 強 筋量 を水 平せ ん断補 強 筋 量 と 同 量にし 　 　 　 た場 合の必要せ ん 断補 強 筋量（

j。

＝

九

，

T

。

＝

〔T、＋ T，）／2

，

　 　 　 V

。

。

1《VJh

，

　Vb《Vjhの場 合 ） Ast　3AgbAs 監

＝

2A5b Proposed

一

一 鰯一

NZS 　

3101

直せ ん断 補 強 筋 量

V。

v と 水 平せ ん断 補 強 筋 量

V

』h と を 等し く した_場合を考え て み る

。

こ の場合， 式 （17 ）は， 　 　 　

Vsh

　

Vsv

　 l　　

Asb

　　　

P

ε 　 　 　

VJh

　

V

」h　

2

　

Ast

_十

ASb



2

　

V

_，．

　

　

　

　

　

・

者 （

Pe 　

ASb

可

＋ A。 、＋Asb

）

’ ＋1

− ・

…・

・

_（・8 ） と な る

。

こ れ を図 11に示す

。

図 llによれば

，

軸 力が ゼ ロま た は多少引張の場合 （実 際に は内 部 接 合 部で引 張 軸 力は有り得ないが ｝でも， 水 平せ ん断 補 強 筋 と同 程 度 以 上の量の せん断 補 強 筋がある場 合は全 補 強 をし な くて も よい こ と が わ か る

。

な お_， わ が国の通 常の RC 建 物で あ れば， 図 11の横 軸，

Pe

／

Vjh

は，　O

．

5か ら2程 度の値 を取る ことにな ろ う

。

　§

6．

既 往の実 験 との比 較 　 本 報 告の提 案 式 （16）の適 用性 を調べ る ため

，

既 往の 実 験との比 較 を行 う

。

提 案 式で は

，

はり主 筋の定 着が良 好である ことを 前 提とし て い る の で

，

比 較の対 象も はり 主 筋の定 着が良かっ たもの を選ぶ必 要が あ る。 そこで

，

下 記に示 す4体 を選ん だ

。

　

（a _）

Park

，　Milburn3 ）_の Unit　1_{試 験 体}

・

・

∴

・

・

_{はりは 上} 下 同

一

配 筋

，

接 合 部せ ん断 応 力 比

v

，h／

A

　gf。

’

　

・

＝

　

o，

_ユ

92，

接 合 部せ ん断 補 強 筋 比 p

”

＝

んん／（ゐδ，）

＝

3

．

06％ 　 （b

−

1） 北山

，

栗 栖

，

小谷

，

青 山4， の

C2

試 験 体

……

上端筋 量 が 下 端筋 量の 2倍， 接 合 部せ ん断 応 力 比

VJh

／

Agfc

’

・

’

_O

．

₁₆₀ ， 接 合 部せ ん断 補 強 筋 比 Pm

＝

0

．

89％ 　 （b

−

2） 同上文 献の C3 試 験 体

……

接 合 部 内せん断 補 強 筋 比が 上記

C2

試 験 体の約2倍 （Pw

≡2．

　Ol％_） 　 （c _{） 市}之瀬

，

青 山5） の

SWlO

試 験体

……

上 下 同

一

配 筋

，

接 合 部せ ん断 応 力 比

y

〃A。ゐ

’

_＝

₀

_．

₀₉₅

，

接 合 部せ ん断 補 強 筋 比Pw

＝

O

．

　89％ 　な お， い ずれ の 試 験体も軸 力 比 P。〆Agf。

’

が0

．

1以 下 で ある た め

，

ニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ド規 準では すべ て接合 部を

表

一

1 既 往の実験デ

ー

タによ る提 案 式の検証 Reference Park_Kゴtayama

Speci珊en Unitl_C2　【C3_】 Concre しe：_fc「_（MPa_）　　41

。

3₂₅

．

6 BeamSpan 　　　：_{Lb 　（}皿m） S・・ヒi・n ・ bb _（叩皿） T_{叩 bars} ： hb _（m 皿） ： jb _（mm ） ・ A 。 し（  2 ） ： P し　（駕） ： fy _（凹P・_） 5740　　　　　2700 　229　 　 　 　200 　457　 　 　 　300 　345　 　 　 　240 8

−

D16　　　12

−

DIO l592　 　 　 　856 1

．

75　　　　　1

．

59 　315 BottQ 皿　bars

　　　　

・ A 。b（  2_） ・ … 　 　 　 　； P し （z）　 　 as

　　　　

； fy _（MP・）

　

t・P Colu旧nSparl

　

　　

：



Lc



_（  ）

　

　　

3350 SeCLion



；

　

bc

　

（m皿）

　

　

　

　

305 　 　　　 ： h 。 （mm ）　 406 　 　 　 　 t

jc

_（皿m）322

Ten

雷

＆Comp

．

bars2

−

D24

　　　　

・ Asc_（  2_）

　

905

　　　　

： fy _（鬨P・）



473

　　　

： T ・ ／A。。

 

　

0

・

80

　　　

・ c 。 。／As。f

｝　

0

・

53 Axia1　C： Agf 。 ’ （kN） 5114 ＾xia1 F・ P 。／Agf。 ’ ₀

・

】00 JeintShea 「 ：Vjh_／Agf

_♂

0

・

192

Verヒica】　bars　　　　　　　2

−

D24

　　　

，

・ Aj ，（  2_）

　

・52

　　　　

： fy _（MP・）

　

473

　　　

・ V ・ ・／Agf， ’ ₀

・

₀₈₄ Horizontal 　bars　　　l6

−

Rl6

　　　　

・A 」、（  2） 3216 　 　 　 　：Pw（累）3

．

06

　　　　

： fy （柵 の



320 Vsh／Vjh



_given





1

・

05 v ・h／V_」h − ’dO

・

₇₈

−

_Lo6 Vsh／Vjhv 。h／Vjh 　3206

−

DlO 　4280

．

79 　320 1470 　 300 　 300 　 2405

−

Dl3 　 635 　 4220

．

500

．

3023040

．

077 IchinoseSWIO27

．

3 2480 　 200 　 300 　2404

−

D13 　5〔BO

．

94 　331 same 　 astOP 1800 　 300 　 400 　 3404

−

Dl3 　 508 　 3310

．

460

，

2632730

．

072 　 　 　 0

．

160　　　　0

．

095 　 　 　 6

−

Dl3　　　　4

−

D13 　 　 　 762　　 　　508 　 　 　 422　 　 　 　331 　 　 　 　0

．

140　　　　0

_．

051 　 　 　 20

−

D6　　　　20

−

D6 　 　 　 640　‘1425 】　　640 　 　 　 　0

．

89　「2

．

Ol 】　　0

，

89 　 　 　 324　【　330〕　　　370 　 　 　 　0

．

56　［1

．

26］　　0

．

76 　 　 　 堕 【璽 ｝　 ？

　　

（R

＝

」LI／24

−

1／18）



（R

＝

1／23_）



_（R

＝

₁／27_） prop．_d 　　　　　O

．

99 　　　　　0

．

．

56　　　　　0

_．

74 NZS1

_．

00₁

_．

₀₀亅

。

00 全 補 強し な け れ ば なら な い ことに な る。

．

　

4体の デ

ー

タを表 1に示す。 北［

11

ら 4 」_の

_{C2 ，}



_C3

試験 体は 1つ の コ ラ ム にま と めて示し た

、

表の 中の ア ン ダ

ー

ラインは

、

試 験体の特徴を示す

。

表 ユの _中の

fy

は_， 各々 の鉄 筋の降 伏 強度の_{実 測 値 を示す}

_。

_{は り主 筋の引 張 力} T，　T，は

，

式 （1 ）（

2

＞で超 過 強 度 係 数 λ

＝1

」 と し

，

降伏 強 度の実 測 値 を用いて求め た

。

はりの上 端 筋 量 と下 端 筋 量 が異な る試 験 体で は

，

左右の は り の せ ん断 力

V

， が_異な ることになるが_， こ こで は左 右の

Vb

の平 均 値， す なわ ち 　 　　

V

，＝ （

T

，十 T，）∫，／（1

．

b

−

h

匸

）

・

・

・

・

・

・

・

…

　

『

7・

・

tt・

…

　

7…

　（19） 　 　 　 　 　た だし

L

，は りの加 力 点 間の距 離 と して計 算した

。

柱のせ ん断 力 V， 。J は

，

　 Vc

。

t

＝

（

Lb

／

L

，）

V

，と し た。 柱 主 筋の引 張 力

T

。 と 圧縮力

Csc

の計算は， 危 険 断 面 の 平 面 保持を仮定して求 めた。 ただし

，

柱の曲 げ耐 力 がは り降伏 時の必要 耐 力よ りかな り 小 さい た め

，

鉄 筋とコ ン ク リ

ー

トは弾 性であり

，

両 者のヤング率の_比 が 15であ る と仮 定し た。 コ ンクリ

ー

トの引 張 強度は無 視した

。

　

Park

ら3｝の

Uniq

試 験 体で は接合 部 内の フ

ー

プ筋に 歪 ゲ

ー

ジ が 貼 付さ れ， フ

ー

プ 筋の引 張 力

V。

h が 実 測さ れ た。 層 間 変 形 角

R ＝

±1／24　rad

，

±18【ad （

Paulay2

） の定義に よ る塑 性 率μ＝ ±4

_，

．

±6）で の 2サイク ル _目の

V

。h／　

V

」h の実 測 値 （正負最 大 変 形 時の値の_平均）は

，

O．

　78

〜

1

．

　06 _であ っ た

。

こ れ を表 1に ％

4

_殊 meas

’

d

と し て 示す

。

た だ し， 分 母の

Vjh

はそ の と きの は りのせ ん断 力か ら求め た実測値であ る。

一

方， 本報告の提 案式 （16）に よ る γ

。

4

賑 の計 算 値は O

．

99

，NZS

　3101に よる計 算 値は 1

．

00 （全 補強 必要 ）となっ た

。

表 1で は こ れ らを

V

』h／　

V

，h　prop

’

_d，

鞠

4

協

NZS

とし て示すe 両 者とも実 測 値 をほぼ 近似し て い る 

。

　

北 山ら4〕の

C2

_，　

C

　3試験 体で もフ

ー

プ筋の_引張力

V

_。h が実 測 され た

。R ＝l

_／

23

　raCl の最 初のサ イクル正 方 向最 大 変 形 時で の

VLh

／

V

」h の実測 値ば

，

　

C

　2

，

　

C

　3試 験 体で そ れぞ れ O

．

46

，

0

．

60で あっ た

。

本 報 告の提案 式 （16 ｝ による計 算 値は

0．

56

で あ り

，

実 測 値 をよ く 近似して い る。 ニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ド規 準による計 算 値は ユ

．

00

であ り

，

実 測 値を過 大評 価 し てい る

。

本 報 告の提案式 （16 ）によ る計 算 値がニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ド規 準に よる計算値よ り_小さ かっ たの は

，

試験 体の はり の上端 筋 量が下端筋 量の 2倍 であっ た こと

，

そ し て柱の _{中 段 筋}が比 較 的 多かっ たこと が原 因で ある

。

　

市之瀬ら5 ）の

SW

　10_{試 験 体}で は フ

ー

プ筋の引 張 力

V

。h が実 測さ れ てい ない

。

しか し

，

ひびわ れ状 態か ら判 断し て

，

最 大 変 形 時 （

R ＝1

／

27

　rad _＞で もフ

ー

プ筋は弾 性 状 態に と ど まっ たもの と推測 さ れる

。

実 際に配筋 さ れ た フ

ー

プ筋 量と水平 せ ん 断 力 （計 算 値）との比

V

．，／　

V

，， givenは 0

．

76で あ る か ら

，

フ

ー

プ筋に よ る水 平せ ん断 力の負 担 割 合

V

。h／

VJh

はO

．

　76以 下で あっ た と推 測さ れ る。 ニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ド規準による計 算 値は 1

．

00であ り

，

実 験 結 果を過 大 評 価し てい る。 本 報 告の提 案 式 （

16

）に よ る計算値 O

．

　74 _は

，

_{少な く と もニ} ュ

ー

ジ

ー

ラン ド規準 よ り は実験 結 果を良く近似してい る。 （実 際の せ ん断 補 強 筋の負 担 引張 力は こ れ よ り さ らに小さ かっ た可 能 性 も 十分にある）

。

な お

，

本 報 告の提 案 式 （16）によ る計 算 （注 ） 層 間変形角R

＝

±1／24　rad

，

±18rad_（塑 性率μ＝ ±4， 　 ±6）という大 変 形で は

，

塑性領 域の_{拡 大}のた めに

，

は り 　 主 筋の付 着 応 力の分布は図3の仮 定から若 干 異なっ て い 　 るか もし れ ない

。

他の試 験 体につ い て も 同様である

。

こ 　 の問 題 につ _{い て は}

，

_{今 後の研 究課 題 と し たい}

。

_{ただし い}

　

ずれの試 験 体 も

，

荷 重 変形履歴ル

ー

プか ら判 断す る 限 り

，

　 大 変形で も付 着 破 壊が生じ た形 跡は見られない

。

93

一

値がニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ド規 準に よ る計 算 値よ り小さか っ た の は

，

接合 部の せ ん断 応 力比 殊 ／ん ゐ

’

が小 さい ため 塩 バ

P

。＋

V。

v）の比が比 較 的小さ かっ たこと， お よび

，

柱の 主筋間隔 ノc がは り の主 筋 間 隔 ゐ よ り大きか っ た （

j

。／

j

，

＝

1

．

4 ）こ とが原 因であ る

。

　

最後に

_，

北 山ら4 ）の

C1

試 験 体につ いて述べ _ておこ _う。 こ の 試 験 体では

，

柱

・

は り の_寸法

，

配 筋は

C2 ，

　

C

　3試 験 体と同

一

と し， 接 合 部 内の水 平せ ん 断補 強 筋 量の みを p．

＝O．27

％ （

y

』

4

塩

＝

O

．

　17

，

つ ま り本 報告の提 案 式 に よ る 必 要せん断 補 強 筋 量の 1／3）に減ら し てい る。 こ の試 験 体では， は り部 材の曲げ降 伏と ほ ぼ 同時に接 合 部 せ ん断補強筋の降 伏が始まり

，

そ の後も せ ん断 補 強 筋の ひず み は 増 加 し た

。

しか し接 合 部の せ ん断 破 壊に は至ら ず

，

荷 重変形関係は R

；

1／23　rad とい う大 変 形 時に も良 好な紡錘 形 を描いた

。

　

しか し筆 者は， こ の実 験 結 果か ら

，

「せ ん断 補 強 筋の 降 伏を許容すれ ば， 本 報 告の 提 案式 よ り少ない 補 強 筋量 で も接合部の せ ん断 破 壊を防ぎ得る」とい う結 論 を無 条 件に

一

般 化 す ることに は問 題が あ る と考え る

。

その理 由 は次の_通 りである

。

　

（1 ） 図

3

と 同 じ く， は り主 筋の付着応 力が

jc

の間 で

一

様に分 布 する と考え ると

，C1

試 験体の上 端 筋の付 着 応 力は

，

　 　 　 T，十

Tz

　　　

τs 厂 π

d

、」σ 　 　 　　

＝

1

，

5　AJfvdb_／（4_／c）＝ 5

．

5MPa 　 　 　　 　た だ し

，d

，は は り主 筋の直 径 と なる

。

下 端 筋で は

，

　 　 　τSb

＝

2

，

0λん

db

／（4ノ

。

〉＝ ・7

，

3MPa と なる

。一

方

，Park

ら3＋_の

Unit

　l試 験 体で は

，

　　　

τet

＝

　TSb

＝

2

．

　0　

V

．

db

／（4　

jc

＞

＝

8

．

6MPa と なる

。

し たがっ て

，

北山 らの

C1

試 験 体は

，

付着に 関 し て か な り余 裕が あっ た と言える

。

　

（2） 付 着に余 裕が あ る と す れ ば

，

付 着 応力の分布は 必 ずしも図 3の よ うに

一

様である必 要は ない

。

仮に北 山 試 験 体の は り主 筋の_{単 位}表 面 積 当り の付 着 強度が 7

．

3 MPa で あっ た と し よ う

。

こ の場 合

，

下端筋の付 着に は まっ た く余 裕が ない か ら付 着 応 力の再分布は起こ ら な い。

一

一

方

，

上端筋に は， 図12（a）の 破 線と ハ _ッチ部 分 との差

，

（

7．

3

−

5

．

5）

MPa

の余 裕が あ る

。

したがっ て

，

ハ ッ チ 部 分の 面 積 を等し くした ま まで， 例え ば図

12

（

b

＞の よ う な再 分 布 が 起こ り得る。 こ の場 合， 図13の よ う な ス トラッ ト作 用 （た だ し， 柱コ ン ク リ

ー

_トの圧縮 応 力の 分布 仮 定を変更す る必 要が あ る）に よっ て

，

偏り分3

．

6 MPa をせ ん断 補 強 筋の 助 け な しに負担す る こと がで き 　る。 た だ し

，

この よ うな付 着応 力の再 分 布 が 生 じる た め には

，

接 合部 内にある程 度の横ひず み （せ ん 断補 強 筋の 降 伏 ）が生じ る必 要が ある

。

一一

一

　T

− ｝一一畠一■一，

⊥ 7

．

3Mib₅

_．

₅　MPa 　 　 　 　 　（a_）

一

様 分 布 　 　 　

一一一一

⊥ 　 　 　　丁

曽

₃

_．

_6MPa 　 　 　 7

．

3MPa 　 　 　

申

　 　 　 　a7MPa

　　　　　

→

料 委

ト

　 　 　　 （b） 偏っ た 分布 図

一12

単 位表 面積あ た りの付 着 応 力の分 布

c

・・

皿

玉

Q

醺

　　

　　

T

hb

邑

⊥

　　　　　　　囮

c

。、

　　　　　

ト

ー

jc

−

→

図

一

13　付着応 力の偏り に伴うス トラッ ト機 構

　

（3 ＞ こ の よ うに考え て み ると

，

「せ ん断 補 強筋の_降 伏を許容して

，

せ ん断 補 強 筋量を減らす」こと がで きる た め に は， はり主 筋の付 着に関し て余 裕が あ る ことが前 提にな る

。

つ まり

，

は り主 筋 径 と柱せ い の比に関す る制 限を さ らに厳しく定め る 必要が生じ る

。

通常

，

これ は設 計上 有 利な選 択と は 言えない

。

　§

7．

結　論

　

（1 ） 接 合 部ま わりの 応力分布を図2の よ うに モ デル 化し， 図 4

，

6

，

8の よ う なせ ん断 抵 抗 機 構を考 慮す る こ とに よっ て

，

付 着良 好なは り降 伏 型RC 内部接 合 部 の必要せ ん断 補 強筋 量 を計 算する式 （16 ）を導くこ と が で き る

。

　

こ の式は

，

ニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ド規 準

NZS

　3101 と違っ て， 軸 力の影 響と

，

はりの 上 下の主 筋 量が異な る影響とを

，

解析的に考 慮してい る

。

ま た_， 柱の中 段筋の 量に応じて 接 合 部の フ

ー

_プ筋量を 計 算する とい う形 式に なっ て い る

。

　

（2） 本 報告の_提案式 （16）に よ れ ば

，

軸力が ゼロ の 場 合で も

，

接 合部を必 ずしも全 補 強し な く て も よい こと に な る。

　

（3 ）

　

多くの場 合

，

本 報告の提案 式 （16）によ る 必要 せ ん断補強 筋 量は

，

ニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ド規 準

，

NZS 　3101 によ る値よりも小さ く な る

。

両 者の違い は

，

は りの

一

ヒ端 筋 量 と下 端 筋量 と が 大 き く異な る場 合に_特に著 しい

。

　 （4） 本 報告の提 案 式 （16）に よ れば_， 　 　 （a _） ニ ュ・

一

一

ジ

ー

ラ ン ド規準の要 求が過 大で ない と 　 　 　 　 いう

Park

らの実 験 結 果s）

　　

（

b

） 接 合 部せ ん断補強 筋 をニ ュ

ー

ジ

ー

ラ ン ド規 準

　　　　

の半 分 程 度に して もせ ん断 補 強筋 を 弾 性 に維 持

　　 　　す ること ができ る とい う北 山らの実 験結 果4〕 を 同時に説 明できる

。

　 謝 　 辞 　名古 屋工業 大 学 教 授 工 博 大岸佐吉先生には

，

日頃よ り_暖かい_御指導

・

御 援 助 を賜っ てお り ま す

。

ま た

，

ニ ュ

ー

ジ

ー

ラン ド カ ン タベ リ

ー

大 学 教 授

Thomas

　

Paulay

_先 生， 東 京大 学 助 教 授

　

工博

　

小 谷 俊 介 先 生

，

東京 大学大 学 院 生　北 山 和 宏氏に は有 益な る御 助言 を 賜 り ま し た

。

厚く御 礼申し上 げ ま す。 　記　号 　　

Ag

：柱の_{全 断 面 積 （}

＝bchc

_）

　

ん。 ：接合部 内の フ

ー

プ筋の断 面 積 （表 1 ） 　 ん。：柱の中段 筋の断 面 積 （表 ユ） 　

A

。b：は り下 端 筋の断 面 積 （図1） 　 A

。

t ：は り 上 端 筋の _{断 面 積 （図}1 ） 　　

bc

：_柱の幅 （図

1

） 　　

C

。：柱 主 筋 周り の コ ン ク リ

ー

トの圧 縮 力 （図2 ） 　 C。1 ：右 側の は リコ ン ク リ

ー

トの圧縮 力 （図 2 ） 　

Ca

。：柱 主 筋 周 り の コ ン ク リ

ー

トの圧 縮 力

C

， の う 　 　 　 　ち

，

準ス トラッ ト機 構の a に よっ て負 担さ れ る 　　 　　分 （

‘

はり の コ ン ク リ

ー

トの圧 縮 力

C ，

】〉（図6｝ 　

Cq

。：柱 主 筋 周 り の コ ン ク リ

ー

トの圧 縮 力

C

， の う 　 　 　 　ち

，

準ス トラ ッ ト機 構

b

に よっ て負 担さ れ る 分 　　 　　 （図8 ） 　

C

。1 ：右 側のはり下 端 筋の圧 縮 力 （図2 ） 　

C

。 ，：左側のはり上端 筋の圧 縮 力 （図2） 　

Csc

：柱主筋の圧縮 力 （図2） 　 　

fc

’

：コ ン ク リ

ー

トの_{圧 縮 強 度} 　　

fy

：鉄筋の降伏 強 度 （図2） 　

h

，

hc

：はりお よ び柱の全せ い （図 1） 　 ノリゐ ：は り お よ び柱の主 筋 間 隔 （図 1） 　

L

，

L

，：は り お よび柱の反曲点間 距 離 （表 1） 　　

Pe

：柱の軸力

　 Pev

：_柱の _{主 筋 間 隔}

j

の間に生じる

一

様分布力 （図 　　 　　

2

と式

7

） 　

Qq

。：は り上 端 筋の付 着 力の う ち

，

準ス ト ラッ ト機 構 　 　 　 　a によっ て負 担さ れ る分 （図 6） 　

Qqb

：は り上 端 筋

・

下 端 筋の 付 着 力の う ち

，

準ス ト 　　 　　ラッ ト機構

b

によっ て負担さ れ る分 （図8） 　

Qt

。： はり主筋位置に加わ る分 布 力 （

＝

は り主 筋の付 　　 　　着 カ

ー

柱せ ん断力 ）の う ち

，

トラ ス機 構に よっ 　　 　　て 負 担さ れ る 分 （図 4 ） 　　 T，：右 側の は り上端 筋の引張力 （図 2 ） 　　

T2

：左側の はり下 端 筋の引張 力 （図

2

） 　　

T

。：柱 主 筋の 引張 力 （図2） 　 　

Vb

：は りの せ ん断力 （図 2） 　 Vcet：柱の せ ん_断力 （図 2 ） 　

V

」h ：接 合 部の水 平せ ん断 力 （図2 ＞

V

、V ：接合部の鉛 直せ ん断 力 （図2） ％α ：接 合 部の 水 平せ ん断 補 強 筋に よ る引張 力

V

。h 　　 のう ち， 準ス トラ ッ ト機 構a によっ て負 担さ れ 　　 る分 （図6 ） V

。

b ：接 合 部の 水 平せ ん断 補 強筋に よ る 引 張 力

V

。h 　　 の う ち_， 準ス トラ ッ ト機 構

b

によっ て負担さ れ 　 　 る分 （図8） V。lt ：接 合 部の水 平せ ん 断 補 強 筋による引 張 力 （式 　 　 14）

Vsv

：接 合 部の鉛 直せん 断 補 強 筋に よ る引張力（図

4

） 　　 （柱の中 段 筋の断 面 積 ）×（降 伏 強 度）と す る

。

Vth：接 合 部の水 平せ ん 断 補 強 筋に よ る引 張 力

V

。h 　　 の う ち

，

トラス機 構によっ て負 担さ れ る分 （図 　 　 4） a ：トラス機_構にお け るコンクリ

ー

トの圧 縮 応 力の 　　 角 度 （図

4，5

） 　λ ： はり主筋の超 過 強度 係数 （図 2） σ ：トラ ス機構にお け るコンクリ

ー

トの軸 応 力 （図 　　 5 ） τ ：トラス機 構にお け るコン ク リ

ー

トの せ ん断 応 力 　　 　（図5 ） 文 　献

1＞　Standard　Associationof　NewZealand _：New　Zealand

　 　Standard　Code　of　Practicefor　the　

design



Concrete

　　Structures

，

　NZS 　3101

， 1982

2＞ Paulay

，

　T

．

，

Park

，

　R

．

，

and 　Priestley

，

　M

．

J．

N

．

_：Rein

・

　 　

forced

　Concrete　Beam　Co且umn 　Joint　under 　Seismic

　　Actions

，

　

Journal

　of　the　American　Concrete　Institute

，

　 　Proceedings

，

　Vol

．

75

，

　No

．

　ll

，

　Nov

．

1978

，

　_pp

、

585

−

593

3） Pa［k

，

　R

，

　and　Milburn

，

　

J．

R

．

：CompaTizon　of 　Recent

　　New 　Zea且and 　and 　United　States　Design　Provisions　for

　 　Reinforced　Concrete　Beam Celumn　

Joints

　and 　Test 　 　Resutts　from　Four　Units　Designed　According　to　the　New

　 Zealand　Codes

，

　Bulletin　of　New 　Zealand　Natlonal

　 Society　for　Earthquake _Engineering

，

　 Vol

．

16

．

　No

．

1

，

　 　March　1983

，

　pp

．

3

−

24 4） 北 山 和 宏

，

栗 栖 浩

一

郎

，

小谷俊 介

，

青 山博之 ：梁 主 筋 付 　 着を良くし た梁 降 伏 型 骨 組 接 合 部の_履歴特 性

，

日本 建 築 　 学 会 大 会 学 術 講 演梗概集

，C

構 造

ll，

1985

，

　_pp

．

293

−

294 5）　市之 瀬 敏 勝

，

青 山 博 之 ：腰 壁を 切断し た鉄 筋コ _{ン ク リ}

ー

　 　ト造は り柱 接 合 部の実 験 的 研 究

，

コ ンク リ

ー

ト工学論文

，

　 VQI

．

20

，

　No

．

7

，

1982年7月

，

　_pp

．

97

−

llO 　付録1　準ス トラッ ト機構で の水 平せ ん断 補強 筋 に よ る 圧縮 　 　 　 　 力につ い て 　厳密に考え る と

，

図4ま たは図5（a）の釣合い機構は矛 盾を 含ん で い る

。

図 4の左 上部 分 を 拡 大 して図14（a＞に示 す

。

図 中 の破線は

，

柱ま たは は り主 筋の位 置 を示す

。

水平せ ん断補 強 筋 は柱の主 筋 を巻い て 配筋さ れて いる から

，

Vaaは

，

図 14｛a）の よ う に は り端から直 接 加 わるので は な く

，

図14（c_＞のように柱 主 筋 位置に_加わ る はずであ る

。

図14（a_）＋図14〔b＞

＝

図14（c） と な るこ と から わ か る よ う に

，

図 14〔a ）の よ う な 応 力状態 と な

．

_{− 95 一}

c

_・・

［

ll

咽

_{灘 蒹}

　 　 　 　 　

”

：：1

・

／

門

1．

：：

’

・

”

：

．

．

　 ｛a）　Quasi　strut

一

_v ・・

E

瞬

燹

　 　 （b｝　Tensile　stres5

（

L7

_一

_一

■

）

ゴ

_・

翆

叫

ヨ

一

一

一

一

一

一

一

胃

一

幽

圃

一

一

凋 　

謄

一

「

一

一

■

一

_一

一

　

一

一

一

｝

一

＋

← ＋ ← 　 ←

卜

← ← ←

」

_口

_一

_一

冒

（

_…

「

　 → 十 噛 ＋

一

一

一

F

一

髦

「

）

図

一

15　隣 接 柱へ の応 力の伝 達

　

　

　

　

　

　

　

　

C

・・

［［

1

　

　

　

　

　

　

　

”_・・

Ellii

…

孅

_靉

　　　 　　　　（c冫PtausibLe　state 図

一

14　準ス トラ ッ ト機構aに関す る補 足 説 明 図 る た め に は

，

図14（b｝の よ うな引 張 応力 が 生 じ る 必要が あ る

。

これ は

，

コ _ンク リ

ー

トの引 張強度を ゼロ と し た本文の仮 定 と 矛 盾す る

。

し か し

，

図 14（b＞のよ う な引張 応 力が生じ る領 域では

，

は りの主 筋 が 極め て大 きな 圧 縮 応 力 を負 担 しており

，

図14（b） 程 度の引 張 応 力 を負 担 すること は容 易な はずである

。

し た がっ て実 際上 は

，

こ の矛盾が あっ ても問題 ない とい え る

．

　図 6の右 上 部 分 で Veaがは り端か ら直接 加わ る と考え た こと も類 似の矛 盾 を 含ん で い る

。

し か し

，

　

・

右上の Vgaは

，

図7（b）の よ うに付着力

Q

。。と釣合う

，

　

・

付 着力

Q4a

は

，

柱 主 筋 間 隔

jc

の間に加 わると仮 定して いる 　 　 （図3｝

，

わけである か ら

，

V』a が柱 主 筋 位 置に加わ ること を考 慮し て も 全 く問題 は 無い

。

　 準ス ト ラッ ト機 構bの図8につ い て も同様である

。

．

　付 録

2

　準ス トラッ ト機 構に おける隣接柱へ の応力伝達につ 　 　 　 い て 　 本報告で は

，

通 常の設 計 式の場 合と同じ く

，

「接 合 部の_{水 平}せ 図

一

16 柱のせ ん断応 力の流れ ん断 補 強筋

j

を 「は り主 筋の内 側に配 筋さ れ たフ

ー

プ筋」_ζ定 義 する

。

図4

，

6の定 義に よ れ ば

，

準ス ト ラッ ト機 構a

，b

が成 立す るためには

，

は り主 筋の外 側にも 水 平せ ん断 補 強筋 が 必要 に な る

。

し か し， 柱 が 弾 性で

，

柱 端の曲げ ひびわ れ が過 大に な ら ない限り

，

図15のよ うな付着応力の伝 達が期待でき る

。

し か も

，

図15 のよ う な 応 力の流れは

，

図16の よ うな柱のせ ん 断応 力の流れ と ほ と んど重なる ことはない

。

ま た

，

柱端の圧縮 領 域 と もほとん ど重な ら な い か ら

，

圧 縮 領 域の拘 束 効 果 を 妨 げるこ ともな い

。

つ まり

，

柱に よ る横 拘 束は相 当 期 待でき る はずで あ る

。

そこ で

，

は り主 筋の外 側 が必 要 とな る水 平せ ん断補強 筋 量につ い て は特に計 算 式を示さ ないこ と に し た

。

一

₉₆

一

SYNOPSIS

UDC:624.07B.Ol2.4:693.554:539.3S6

SHEAR

REINFORCEMENT

REQUIRED

I)l

RIC

INTERIOR

JOINTS

'

by Dr. TOSHIKATSU ICHINOSE,

Research

Asseciate,

Nagoya Instituteof Technology, Member of A.I.

J.

The current

New

Zealand code forconcrete structures requires that the

horizontal

shear reinforcement within a

beam

column

joint

must carry the total

joint

shear

force

unless the axial

force

of thecolumn

is

large

enough or

theplastic

hinge

regions of the beams are relocated away

from

the column faces.This requirement

has

raised

in-ternational _arguments,

_Experiments

_{inNew Zealand yielded a conclusion thatthe requirement was not}

conserva-tive.

Experiments

in

Japan

yielded anoiher conclusion that one

half

the shear reinforcement required

by

the New

'

Zealand

code was enough to

keep

the

joint

elastic after reversed cyclic loadings of large

deflectioh

angle.

.

Assuming a simple stress

distri6ution

along the _{periphery of} the

joint

as shown

in

Fig,2

and considering shear resistant rnechanisms shown

in

Figs.4,

6and 8,th'is_paper

derived

a

design

equation,

Eq.

<16).

Normally, the

derived

equation requires smaller amount of

horizontal

shear reinforcement than thecurrent

New

Zealand code, especially

for

the

following

cases :

a) the

joint

shear stress

is

small,

b)

theaxial

force

issmall,

c) the amount ef the top

beam

reinforcement

is

larger

than the

bottom,

and

d)

the amount of thevertical shear reinforcement

is

large.

The

derived

equation agreed with

both

the experirnental results inNew Zealand and those in

Japan,

which seemed contradictory each other.