堺, 純一

九州大学学術情報リポジトリ

Kyushu University Institutional Repository

鋼・コンクリート合成構造柱材の弾塑性挙動および 構造性能評価法に関する研究

堺, 純一

https://doi.org/10.11501/3178949

出版情報：Kyushu University, 2000, 博士（工学）, 論文博士 バージョン：

権利関係：

第5章 芯鉄骨合成柱材の終局曲げ耐力と弾塑性変形性状

第6章

芯鉄骨合成柱材の耐震性能に関する解析的検討

9 6.1 序

第5章では一定軸力と繰返し水平力を受ける芯鉄骨合成柱材の載荷実験を行い，芯鉄骨を挿入した合 成断面柱材は高軸力下での鉄筋コンクリート柱材の変形能力を大きく改善できること，芯鉄骨の圧縮耐 力に対する柱の作用軸力の比が1.5程度であれば芯鉄骨合成柱材は安定した挙動を示し， 大変形域にお いて鉄筋コンクリート(以下RC)柱に見られるような軸力保持不能となる崩壊現象は見られないこと を示した.

本章では， 第5章の載荷実験と同じ条件で一定軸力と繰返し水平力を受ける柱材について， 主筋の座 屈を考慮した柱材の弾塑性解析を行い， その解析結果が実験挙動をよく追跡できることを示す.

本章の研究目的は芯鉄骨合成柱材の弾塑性挙動に及ぼす各種影響因子を抽出し，それらが柱材に及ぼ す影響を解析的に調べ，RC柱材に対する芯鉄骨合成柱材の耐震性能の補強効果について検討すること である.

鉄筋コンクリート構造の分野では，耐震性能を損なう因子として主筋の座屈現象が考慮され，主筋の 座屈防止に関して検討されている61)-6.5)鉄筋コンクリート部材は主筋の座屈が急激な耐力劣化の現象 および軸力保持不能となる崩壊に直接つながるため，これらの研究では，主筋の座屈開始歪の算定方法 について検討され， それらの研究成果をもとに「鉄筋コンクリート造建物の靭性保証型耐震設計指針J 6.1)では主筋の歪が座屈査に至らないための設計式が提案されている.

鉄骨鉄筋コンクリート柱材および芯鉄骨合成柱材などの場合，主筋の座屈は柱の耐力の低下を招くも のの， 必ずしも それが崩壊には至らないことを実験的に第5章で明らかにした. そこで，本章では柱材 の弾塑性解析を行うにあたり，主筋の座屈および座屈発生後の挙動についても検討し，柱材が崩壊する までの挙動を調べることにより上述の研究目的に対する検討を行う.本章で云う崩壊とは作用軸力を保 持できなくなる状態とする.

S

_6.2

柱材の弾塑性解析概要

6.2.1 解析方法と仮定

芯鉄骨合成柱部材の弾塑性解析を行うために， 第2章で用いた図6.1に示す解析モデルを用いた. 解 析方法は， 断面を分割し，平面保持に基づく歪み分布を仮定することにより応力分布を求め， その応力

第6章 芯鉄骨合成柱材の構造性能に関する解析的格討

分布より軸力とモーメントを算定している. 軸力が所定の軸力となるまで収数計算を行い，一定軸力下 におけるモーメント"曲率関係を求め， さらに柱部材角Rと弾塑性ヒンジ部の曲率に(2.1)式が成り立つ と仮定して， 一定軸力と繰返し水平力を受ける柱の水平カー部材角関係を求めている. コンクリートの 応力-歪関係として， 骨格曲線に崎野・孫式66)を， 繰返し則に渡辺らのモデル6.7)を用いている(図6.2 (a)). 主筋および鉄骨を定着した芯鉄骨には図6.2(b)に示すモデルを用いている.

本章では 主筋の座屈および座屈後挙動を解析に取り入れ検討を行った.芯鉄骨はコンパクトな断面を 挿入すべきであること，コンクリートが芯鉄骨の局部座屈を抑制させることを考慮し，芯鉄骨は 座屈し ないものとした.

建築構造骨組の柱材にのみ芯鉄骨を挿入し，柱梁接合部には 芯鉄骨を挿入しない工法を想定し，柱脚 および柱頭で芯鉄骨を定着しない柱材についての弾塑性解析についても検討しており，このような柱材 に対する解析手法として， 鋼材の応力-歪関係において， 芯鉄骨に引張応力が生じないものと考え， 断 面の平面保持の仮定を満足させ，鉄骨には圧縮応力のみ生じるものとし，さらにパウシンガー効果に伴 う軟化現象は おきないものとし， 図6.2 (c)に示す鋼材の応力-歪関係を用いて解析を行った.

6.2.2 主筋の座屈開始歪の算定

主筋の座屈開始歪については中塚らの提案式6.3. 6.4)を採用した. この提案式では 主筋の座屈歪に及 ぼす影響因子として，

a)せん断補強筋によるコンクリートの拘束応力の分布性状の影響(パラメータはせん断補強筋の ピッチSとコンクリート断面せいDの比) ，

b)平均拘束応力の影響(パラメータはせん断補強筋比九とせん断補強筋の降伏強度wσyの積)

， c)せん断補強筋の形状および主筋位置の影響，

d)コンクリート強度cσb の影響，

e)せん断補強筋の降伏強度w町の影響，

が抽出され， 下式で主筋の座屈開始歪を算定している.

εBu(%)

=

êo(%)

+五(SID).J;(pw'wσy)'

h _.

f4(cσb)' fsCσy)

^{. (6.1)}

êo(%) = 0.19+cσb・10-3 _{. (6.2)}

r3.6 - ^4.8S

^/

D (0.1三SID�0.75)

五(S

I D)

=

�

^ /

I ⁰ (S I D > 0.75) ^{. (6.3)}

J;(pw'wσy) = (Pw'wσy)2

^'(6.4)

横補強筋形状および主筋位置の影響として， f3は以下の条件で決定される.

円形補強筋の場合: 五=1.0 ^{・ ・ ・(6.5)}

図6.1 柱の解析モデル

角形補強筋で主筋が隅角にある場合: 五=0.9 角形補強筋で主筋が中央にある場合: 五=0.18

. (6.6)

・(6.7)

σ σ

、‘，ノ a

門ML

、‘，ノ

M a 'HL P ω M q一

LU 咽EEA ω

σ

σ<一

ムU C > 一

ハU /tい刊 司4d 〆tt 咽EEA 0 7 ・ b o 唱 EA - F』 噌EEA

回 Pし

fli--〈lll1L 一一 、、，ノ to σ 〆a・\r九 _{. (6.8)}

0.2 0.4 0.6 0.8 400rcσ(kg/cm2)ー σy

Fc=300kg/cmι

100

E 300

200

今& ハU'I-A \Ill1111ノ 岡、J AU 十 、‘， J- u y α一C / o - w

/Illi--\ 一一 、./ VJ σ W 〆aEK FHり Cσy

^2?:

400 [MPa ]) _'(6.9)

(a)コンクリート (b) 鉄筋および定着した鉄骨 図6.2 材料の応力-歪関係

(c)定着無しの鉄骨

ここで，

112 113

第6章 芯鉄骨合成柱材の揖造性能に関する解析的検討

εBu' 主筋の座屈歪

ε。:プレーンコンクリートの圧縮強度時 歪 σb' プレーンコンクリートの圧縮強度(MPa)

S:せん断補強筋間隔(cm) D: コンクリート断面積(cm) Pw:せん断補強筋筋比=2' wA/(D -S) wA:せん断補強筋の断面積(cm2) Jy:せん断補強筋の降伏強度 (MPa)

出2

I

eBk�eBk

「1 加ーーし

出2

IT④

↑N*

図6.5 主筋の座屈後の変形と力の釣り合い

6.2.3

主筋の座屈後挙動の解析方法

鋼・コンクリート合成断面のモーメントー曲率関係を断面区分法で求める上で， 主筋の座屈後の主筋 の持ちうる軸力を以下の解析方法及び仮定を用いて算定する.

主筋は座屈するまでは主筋断面内に曲率はないものとし，座屈した時点で主筋断面内に曲率が生ずる ものと考え， 以下の仮定のもとに検討を行った.

仮定1 ) 主筋が座屈した後は図6.4に示す機構モデルを考慮し，弾塑性ヒンジ部の回転により主筋が横 にはらみだすものと考える.

主筋の座屈後挙動は図6.5に示すA点の挙動を追跡するもので， 主筋の断面を分割することにより，

主筋断面内に軸方向力と曲げモーメントを負担できるようにしている.

仮定2) 主筋が座屈した後も鋼・ コンクリート合成断面の平面保持は保たれる.

平面保持に基づく， 主筋の歪を考慮し， 座屈後の主筋が負担できる軸力N*を算定する. 合成断面の モーメントー曲率関係を算定する上で， 図6.4に示すモデル図で、主筋の抵抗で、きる鉛直方向力がN*であ る.

仮定3) 主筋の構成則は座屈の前後共に図6

.2 の(b)のモデルを用いる.

a)変形の適合条件

鋼・コンクリート合成断面の平面保持に基づく主筋断面の中心軸位置での歪をげとする.

主筋が横にはらみ出すことによる鉛直方向の変形をð.Bk， 主筋の軸方向歪による縮みをAcとすると，

変形の適合条件は下式となる.

主筋の歪

(a)主筋の座屈前

-主筋断面内に曲率があると考える.

-主筋は弾塑性ヒンジと剛棒からなるモ デルを考慮し‘ 主筋の軸力を計算する.

(b)主筋の座屈後 図6.3 断面の歪分布

t\ = E*・S8k = L18k

+

L1e

ε8k = L18k / S 8k ' εE=ike/SBK

フープは座屈するまでは主筋の座屈防止に影容 を与えるが. 座屈したあとは降伏したものとし . 座屈補剛には効果がないものとする.

'(6.10)

・(6.11)

N*が座屈発生後の主筋の持つ軸力 (6.10)式，(6.11)式より主筋の中心軸歪は下式で得られる.

図6.4 主筋の座屈後解析モデル

ε* =

En

8k

. +E

-(6.12)

第6. 芯鉄骨合成柱材の構造性能に関する解析的検討

ここで，

ð :主筋の中心軸歪♂に対する主筋の縮み

企bk 主筋が横にはらみだすことによる鉛直方向の変形量 久:主筋の軸方向力による軸縮み量

E* :主筋の中心軸歪

εbk 主筋が横にはらみだすことによる歪 ε:主筋の軸方向力による軸縮みに対する歪

Sbk 座屈長さ

図6.5のモデルの弾塑性ヒンジ部の回転角8Bkとらk は下式に示す関係となる.

ê Bk ^•

S

_Bk

= S

_Bk • (1 - cos () Bk ) 人()Bkニcos-1(1-εBk)

'(6.13) . (6.14 )

仮定4) 座屈区間長さSBkをコンクリート断面せいDとする.

実験後の試験体の主筋の座屈区間長さは試験体により異なるが，せん断補強筋間隔(Scm)の 2倍あるいは3倍の長さである. しかしながら， 試験体のコンクリートが圧壊し， はがれ落ち ている範囲が柱脚固定端からほぼコンクリート断面せい上がった範囲であることを考え，座屈 区間長さSBkをコンクリート断面せいとした.座屈区間長さSBkを試験体の実験後の座屈区間長 さよりも長い区間長さを与えたことにより， 本解析結果は安全側の評価となる.

仮定5) 座屈区間に存在するせん断補強筋はコンクリートの拘束に使われるものと考え，主筋が座屈し たあとは， せん断補強筋は降伏しているものと見なし， 座屈補剛には効果がないものとする.

仮定6) 図6.5におけるA，B点の弾塑性ヒンジ部での回転角と曲率の聞に下式が成り立つものとする.

高さhの片持柱を，柱脚の固定端に弾性ヒンジがあり柱部分は剛体棒とするモデルに置換し た場合，柱頭に水平力が作用する場合の変形を考えると弾塑性ヒンジ内の曲率。(弾性範囲内) と部材角Rの関係は， 弾性理論を考慮すると下式で表される.この関係を弾塑性状態および軸 力が作用する場合でも適用できるものとした.

R=h/ 3・ゆ

_'(6.15)

116

この関係と， 図6.5のA-B 間の中間点に反曲点があることを考慮すると， 次式が成り立つ.

() Bk

= (S

Bk

/4) /

3・ØBk

'(6.16)

仮定7) A点， B点での曲率中Bkと軸歪εcはそれぞれ同値とする.

座屈波形をCOS一波で考えると，谷部(A点に相当)と山部(B点に相当)の曲率は同値となる ことより， 仮定7)の関係が成り立つものと判断した.

b)主筋の座屈後の力の釣り合い

各点での鉛直方向および 水平方向の力の釣り合い条件，およびB点での回転に対する釣り合い条件 は下式で表される.

A点での鉛直方向の釣り合い:

N A . COS () + QA . sin ()

=

_N *

A点での水平方向の釣り合い:

N A . sin

()

^{= QA・COS()}

B点での水平方向の釣り合い:

NB ・sin()= QB・COS()

B点でのモーメントの釣り合い:

MA+凡18 - QA

. S

_Bk

/

_2ニO

.，.・ー 、� -ヲマt

、ー'- '-

，

NA， NB: それぞれA点， B点における軸方向力

主筋の応力(Mpa) _{.:主筋の座屈発生点} 400

r S30

300

十

^{SRC制限軸力}

200 100 0 -100

・200 -300

ε

主筋の応力(MPa) 400

300 200 100 o -100 -200 -300

RC 制限軸力

'(6.17)

'(6.18)

'(6.19)

. (6.20)

叩

3

^{025 ・0.02ω15 -0.01ω05 0 0.005 -400} -0.03 -0.025 -0.02・0.015・0.01・0.005 0

(a)芯鉄骨合成柱の主筋

(b)RC柱の主筋

図6.6 主筋の弾塑性挙動の例

117

ε 0.005

第6章 芯鉄骨合成柱材の摘造性能に関する解析的検討

QA，QB: それぞれA点， B点におけるせん断力 MA，MB: それぞれA点， B点におけるモーメント

仮定 7の図6.5中のA ，B点の中心軸歪と曲率をそれぞれ同値とすることにより，両点の断面に作用す る応力は同値となる.

c) 主筋の座屈後の軸力 N*の計算例

a)， b)項で考慮した変形の適合条件および力の釣り合い条件を用いることにより， 主筋の座屈後の 軸力 N*を数値解析で求めることが可能となる.

図6.6に断面解析を行った結果得られた主筋の挙動例を示す. 主筋の座屈発生後 主筋は急激な耐力 低下は生じないが， 徐々に軸力が低下しており， 圧縮側への累積歪が蓄積されていくことがわかる.

6.2.4 解析結果と実験挙動の比較

弾塑性解析で得られた弾塑性ヒンジ部におけるモーメントー曲率関係を元に 一定軸力と繰返し水平 力を受ける柱材の水平力 -部材角関係を図6.1 に示すモデルを考慮し， 下式より求める.

H=M/h-N.R R=α.h.fþ

ここで， αは下式で計算する(第2章の(2.2 ) 式).

ただし，

α=

0.1

⁺

1 .3・cD/h

H:柱頭に作用する水平力

M:弾塑性ヒンジ部での抵抗モーメント N:作用軸力

R:部材角

中:弾塑性ヒンジ部の断面曲率

h:材長(試験体の柱頭ピン位置から柱脚固定端までの距離) cD:コンクリート断面せい

'(6.21)

・(6.2 2 )

. (6.23)

解析の結果， 得られた挙動と実験挙動の比較を図6.7に示す. 図中，点線で実験挙動を， 実線で解析 結果を示している.解析で得られた荷重・変形関係上の・印で示した点は主筋の座屈発生点を示してい る. 解析耐力はいずれの試験体も実験耐力を低く評価している. これは弾塑性解析では，弾塑性ヒンジ

を柱脚固定端にあるとしていること，実験では危険断面が固定端よりも上に形成されスパンが短くなる ことにより，水平力Hで見たときの実験耐力が上昇したためであると考えられる.本解析は部材角4/100 以降の大変形域でスリップ型の履歴性状を多少示し，実験結果に比べエネルギー消費量の少ない性状を 示しているが，4/100rad.以内の変形では，主筋の座屈開始点および座屈発生後の柱材の耐力の劣化性状 を含め，解析結果と実験挙動の対応は良いことから，解析結果は実験挙動をよく追跡できていると考え られる.

芯鉄骨合成柱部材は主筋の座屈後も，耐力は低下するものの，軸力保持不能となる崩壊形とはならず，

安定した挙動を示している， 一方， RC柱は主筋の座屈発生後， 軸力保持不能となり， 崩壊することが 解析でも示されている.

図6.7-3に本解析で得られた中心軸歪の挙動を示している. RC柱は主筋の座屈発生後，中心軸歪が急 激に発散しているが， 芯鉄骨を挿入することで， それが抑えられている. 実験結果と同様， 同じ 鉄骨比 のS30-A6，

B30-A6を比較すると(図6.7-3の(b)と(c)，(k)と(1)の比較)

， 芯鉄骨断面としてコンパクトな 断面を挿入した方が軸縮みの発散を抑えることができ， その結果， 主筋の座屈発生時期を遅らせ，変形 能力が大きくなる.

芯鉄骨を柱脚部で切った試験体S30-A6NおよびB3- 0A6Nについても本解析結果は主筋が座屈するま で実験挙動をよく追跡できているが，本解析にコンクリートの支圧破壊の影響を考慮していないために，

支圧破壊が生じた後の挙動は実験と解析は異なっている.

コンクリートの支圧破壊を防止できることを前提として，鉄骨の定着の有無が柱の挙動に及ぼす影響 を検討するためにS30-A6とS30・A6NおよびB30・A6とB30・A6Nのそれぞれの挙動の比較をすると， 特 に芯鉄骨としてH 形鋼を用いた場合， 水平力.部材角関係(図6.7・l(b)との，(c)と(g)の比較)および中心 軸歪みの発散状態(図6.7-3(b)と(e)，(c)とのの比較)を考慮すると芯鉄骨の定着を切った場合の方が軸縮 みの発散が抑えられ， 変形能力が上昇する結果となっている. これは， 解析では芯鉄骨が引張応力を受 けないこと， さらに引張で降伏しないことより圧縮側でパウシンガー効果による軟化滅少が起こらず，

その結果芯鉄骨の圧縮剛性が高くなることによるものと考えられる. 文献6.4では， 本解析結果と同様 に，芯鉄骨の定着を切った場合の方が軸縮みの発散が抑えられる実験結果が報告されている. これらの ことより芯鉄骨を定着させず コンクリートの支圧破壊を防ぐことは芯鉄骨を挿入することの効果をよ り発揮させるものと考えられる.

4 R(%)

(り軸力比0.3の軸力載荷時

図6.7-1

実験挙動と解析結果の比較(水平力，部材角関係) (つづく)

第6章 芯鉄骨合成柱材の構造性能に関する解析的椴討

H

(kN)

60 r _S15-A6

40 �

^n=O.24

-6 _{-4 -2}

(a)

2 4 6

R(%)

戸O ­ A U 三

OOJJ qukら 1 1

4 ・ LR 21トIllir--E N 口ur J

・ n v n

ト642

U 門 U

・20 0 -40 -60

-

⁶

・

⁴

^-2 (c)

2 4

6

R(%) H

(kN)

60 40 20 -20 0 -40

・60

(e)

2 4

R(%)

H

(kN)

60 � _S30A6N

n=O.30

40 20

・20 0 -40

・60

-

⁶

・

⁴

^{-2 0 2} (f)

^{4 R (%)}

⁶ 60

40 20

・20 0 -40 -60 -4

(h) 2

H

(kN)

60 � _S30・A6

n=û.

H

(kN)

60トS15・86

n=O.33

40

20 40

2 3 4

R(%)

40

20 20

・20 0

・40 -60

、、.，，，

Lqu ムタ』

・・・4・・ .，，.‘、

斗OK

L4

門U 門U

4

•

6

•

・20 0

・40

・60 日

-

⁶

・

⁴

・

²

-4・3・2・1 0

^{2 3 4}

R (%)

。 2 4 6

R(%)

‘‘ .• ，，

HhHU

H

(kN)

;;[B30・B6

42ト n=O.37 28

14

0

・ ¹

⁴

・

²⁸

-42 ・

⁵⁶

・

⁷⁰

・

⁴

・

³

・

²

・

¹

⁰ _{( 1)}

^{2 3R (%) 4}

20 40

・20 0

・40 -60

-6 -4

(d)

2 4 6

R (%)

(m)

2 3 4

R(%)

z ^{60 40}

^H

^{(kN) � � RC-86}

^n=O.37

-20

・40

L...L....--L.

・

⁴

・

³

サヰ

実線:弾塑性解析の結果 点線. ，実験結果

↓:主筋の座屈発生確認点(実験結果)

・:主筋の座屈発生時期(解析結果) 田:軸力保持不能点(解析結果) 実線:弾塑性解析の結果

点線:実験結果

↓:主筋の座屈発生確認点(実験結果)

・:主筋の座屈発生時期(解析結果) 回:軸力保持不能点(角特丹結果)

H

(kN)

(n)

60 � _B30A6N

n=O.30

湾事担

40

(1) SRC規準制限軸力載荷時

図6.7・2

実験挙動と解析結果の比較(水平力-部材角関係) (つづき)

20 -20 O

・40

・60

-6 -4 _o 2 4 6

(g)

^{R (%)}

H

(kN)

計 ^RC33

Pw=O.32%口

』 〕)・1 ・l

-，，a・‘、

-A4冒'

Lnζ Lqu

L4

nu nb

•

120 121

第6章 芯鉄骨合成柱材の情造性能に関する解析的横討

中心軸歪(%) 中心軸歪(%)

。 。

-0.5 -0.5

-H

日 ^ー1.5

n=0.24 n=0.27

-2 L...o...--... a -2 -2 L...o...--...

-6 -4 -2 。 2 4 6 -6 -4 -2 。 2 4 6 -6 -4 -2

(a) R(%) (b) R(%)

中心軸歪(%) 中心軸歪(%)

。

4，4，

-

=三二

J

四=-=.

'"

モ・ ・ ー

-0.5

芯鉄骨定着無 -1.5 �己wゴ7\6 「亡.，1

1.5

1 ^S30-A6N

n=0.30

| _日 ^{-1.5 830・A6N}

n=0.30

-2 -2���----， ^{， .} -2

-6 -4 -2 。 2 4 6 -6 -4 -2 。 2 4 6 -6 -4 -2

( d ) R (%) (e) R(%)

中心軸歪(%) 中心軸歪(%) 中心軸歪(%)

〈--

一ーー""==・-ー-、F ニー

でよ

^{-0.5 。}

pw=O.3%

日 ぺ鵠L ^口

RC-A3

n=0.30 n=0.30

-2L... -2

-6 -4 -2 。 2 4 6 -6 ー4 -2 。 2 4 6 -6 -4 -2

(g) R (%) (h) R(%)

(り軸力比0.3の軸力載荷時

中心軸歪(%) 中心軸歪(%) 中心軸歪(%)

。 。 。

ー0.5 ー0.5 ー0.5

-1.5 S15・86

日

^-1.5

^S30-A6 国 ^830・86

n=0.33 n=0.37 n=0.37

-2 -2

-6 -4 -2 。 2 4 6 ー6 -4 ^-2 。 2 4 6 ー6 -4 -2

。) ^{R(%) (k) R(%)}

中心軸歪(%)

。 -0.5

RC 日刊 _口

n=0.40 n=0.37

-2L-.o..._....____. ^{' '}

-6 -4 -2 。 2 4 6 -6 -4 -2 。 2 4 6

(m) R (%) (n) R(%)

(11)

SRC規準制限軸力載荷時

図6.7-3 実験挙動と解析結果の比較 (中心軸歪)

日

。 2 4 6

(c) R(%)

芯鉄骨定着無

国

。 2 4 6

(η R(%)

。

(i)

。 2

回

4 6

(1) R(%)

9 6.3

芯鉄骨合成柱材と鉄筋コンクリー卜柱材の弾塑性挙動

6.3.1

解析方法と解析変数

芯鉄骨合成柱の弾塑性挙動を把握すること，および鉄筋コンクリート柱材の挙動との違いを調べるこ とを目的とし，合成断面柱の弾塑性解析を行った.解析は一定軸力と繰返し水平力を受ける片持柱を想 定し， 図6.1 に示すモデルおよび図6.2に示す材料の応力ー歪関係を用いて行った. 解析断面を図6.8に 示す. 鉄筋コンクリート(RC)断面を共通とし，RC断面の他に種々の芯鉄骨を挿入した場合の挙動につ いて検討を行う.

解析では，部材角5/1∞orad. を単位とし，部材角が3 /ωOrad.まで正負交番で繰返す漸増変位振幅で行 い，各変位振幅で，繰返し回数を部材角が2.5/100rad.までは2回，最大部材角3 /l00rad. では4回とした.

最大部材角で4回繰返している理由は，最大部材角で2回の繰返しの載荷では安定しているが，繰返し 数を増やすことで主筋が座屈し，耐力が低下する現象があるためであり， それ以上繰返しても，殆どの 条件で大きな挙動の変化が見られないことを考え， このような載荷プログラムとした.

解析変数は，芯鉄骨の量 および形状， せん断補強筋量，軸力比，芯鉄骨の降伏強度，芯鉄骨の柱脚に おける定着の有無，であり，これらが合成柱の弾塑性挙動に及ぼす影響を検討した. ただし，芯鉄骨の 定着の有無の効果を見る上でコンクリートの支圧破壊は生じないものとしている. 芯鉄骨量としては，

RC断面積の0.5- 5.0 %の断面積の鉄骨を挿入した柱材を対象とした. 芯鉄骨断面形状はH形鋼を標準 としているが，コンパクトな芯鉄骨断面を用いた柱材の挙動と比較するために，矩形断面を有する芯鉄 骨を挿入した柱材についても検討した. せん断補強筋比Pwは0.64%と0.32%の2種類とした. 軸力比は 断面圧縮耐力に対する作用軸力の比nとし，Pw が0.64%の場合nを0.1， 0.2， 0.3 ， 0.35， 0.4， 0.45， 0.5の7 種類とし，Pwが0.32%では.

nを0.1

，0.2，0.25， 0.30 ， 0.35， 0.4の6 種類とした. 芯鉄骨に高強度鋼を用い ることの影響を考察するために， 芯鉄骨の断面積をRC断面積の3 %挿入した柱材と比較することを考 え， 鉄骨比が1.5%であるRCS15の芯鉄骨断面を対象とし. RCS30 と同じ圧縮耐力となるように芯鉄骨 の降伏強度を設定した. それらの解析条件を表6.1に示す. 芯鉄骨寸法を表6.2に示す.

せん断補強筋で固まれた部分の せん断補強筋の拘束によるコンクリートの強度上昇率は，せん断補強

表6.1 解析変数

断面 内蔵鉄骨比 軸力比 せん断補強筋比 鉄骨断面形状 鉄骨定着 鉄骨降伏強度 1) RCキ主 1) 0.0% 1) 0. 10 1) pw=0.32今ら

1)

_H形鋼 1 ) 定着あり 1) 324MPa 2) 芯鉄骨合成柱 2) 0.5% 2) 0.20 2) pw =0.64% 2) 矩形断面 2) 定着無し 2) 699MPa

3) 1.0% 3) 0.25 4) 1.5% 4) 0.30 5) 2.0% 5) 0.35 6) 3.0% 6) 0.40 ア) _5.0%

7)

_0.45

8)

_0.50

第6章 芯鉄骨合成柱材の構造性能に関する解析的検討 H-150x150x7x10

αコ (a)RCS5

H-250x250x18x18

国

^(e)RCS20

Cα3 コ H-150x150x7x10

日

co (a)RCS5 H.250x250x18x18

(e)RCS20

H-250x250x9x 14

(b)RCS10 (c)RCS15 H-250x250x28x28 .139x139

(f)RCS30 (g)RCB30

(i)

pw=O.64%

H-200x200x8x 12 H-250x250x9x 14

日

^{(b)RCS10 (c)RCS15}

H-250x250x28x28 .139x139

(f)RCS30 (g)RCB30

(ii)

pw=O.32%

図6.8 解析対象断面

表6.2 解析断面寸法

(d)RCB15

(h)RCS50

• 95x95

. .

同 J え ミ ・ が

^{1 沼.弐t �ぇ}

(d)RCB15 H-250x250x50x50

(h)RCS50

内蔵鉄骨 断面圧縮耐力 (kN) 共通事項

断面 鉄骨寸法 断面積 鉄骨比 降伏強度 全断面 鉄骨 コンクリート cOxcB=800x800 (mm)

(cm2) (MPa) Nu sNu cNu 主筋:^12・029

RC 。 21，473 帯筋:

RCS05 H-150x150x7x10 39.1 0.61% 22，738 1，265 Pw=0.64%:

RCS10 H・200x200x8x12 62.1 0.97% 23，482 2，009 4・013@100mm RCS15 H-250x250x9x14 90.0 1.41% 24，384 2，912 pw=0.32%:

RCS15-N H-250x250x9x14 90.0 1.41% 24，384 2，912 2-013@100mm RCB15 .95x95 90.3 1.41% 324 24，384 2，912

RCS20 H-250x250x18x18 128.5 2.01% 25，631 4，159 18，829

コンクリート強度 RCS30 H-250x250x28x28 194.3 3.04% 27，761 6，288 ^• csb=29.4(MPa) RCS30-N H-250x250x28x28 194.3 3.04% 27，761 6，288

RCB30 .139x139 193.2 3.02% 27，726 6，253 主筋‘ 帯筋:S0345 RCS15・Hs H・250x250x9x14 90.0 1.41% 699 27，761 6，288 . mσy=343(MPa)

RCS50 H250x250x50x50 325.0 5.08% 324 31，990 10，518

124

筋比Pwが0.32%の場合1.0 2，Pwが0.64%の場合1.08 となっている. さらに， 主筋の座屈開始歪はPwが 0.32%の場合0.46 %，Pwが0.64%の場合1.20 %となる.

6.3.2 柱材の弾塑性挙動

6.3.2.1 軸力比の遣いが柱材の挙動に及ぼす影響

図6.9・1及び図6.9-2 にせん断補強筋比をPwを0.64%としたときの柱材の水平力ー部材角関係を示す.

図中の実線および 破線は，柱脚部に塑性ヒンジが形成されるとしたときの塑性崩壊機構直線であり，塑 性ヒンジ部での曲げ耐力を一般化累加強度で計算した.実線はコンクリート強度を0.85倍したものと鋼 材の降伏強度を用いて計算した一般化累加強度を，破線はコンクリート強度と鋼材の降伏強度を用いて 計算した一般化累加強度である. 図中，・点は主筋の座屈が生じた時点を表している. 軸力比nが0.1 ^� 0.3では，RC柱材， 芯鉄骨合成柱材ともに主筋の座屈が生じることなく安定した挙動を示している. 軸 力比が0.35では部材角が3/100rad. でRC柱，芯鉄骨合成柱材で主筋が座屈することにより耐力が減少し ているが， 最大部材角での4 回の繰返し回数ではRC柱， 芯鉄骨合成柱ともに軸力保持不能となる崩壊 現象は生じていない. 軸力比が0.4 以上ではRC柱材は主筋の座屈発生後， 急激に耐力が低下し， 軸力 を保持できず崩壊しているのに対し， 芯鉄骨を挿入した場合， 主筋が座屈し， 耐力が低下するが，水平 力が無くなるまで軸力を保持できている.

RC柱の軸力と 同じ軸力となる芯鉄骨合成柱材の軸力比は表6.3に示す値となり，同じ軸力のもとでの RC柱材と芯鉄骨合成柱材の挙動を図6.9-1 ，6.9-2 で比較すると，芯鉄骨の存在により，高軸力まで安定 した挙動が得られることがわかる. 解析結果を表6.4 に示している.

図6.11 にせん断補強筋比をPwを0.64%としたときの柱材の正側の除荷点における断面中心軸歪の挙 動を示している. 軸力比nが0.35の場合，鉄筋コンクリート柱材に比べ， 芯鉄骨比が0. 5%，1.0 %の芯鉄 骨合成柱材の中心軸歪の発散は抑えられているが， それ以上の芯鉄骨量を挿入した場合， RC柱材に比 較して軸歪量が大きくでている. これは， 同じ軸力比で比較しているため，芯鉄骨を挿入した柱材の作 用軸力が大きくなっているためである，しかしながら，軸力比nが0.4以上の軸力を受ける場合には， 同 じ軸力比で比較しでも， 軸歪はRC柱材に比べ抑えられ，さらに軸力を保持できるまでの軸縮み量が大 きくなっている.

せん断補強筋比Pwを0.32%としたときの柱材の水平力ー部材角関係を図6.10・1及び図6.10-2 に示す.

せん断補強筋比が0.64%の場合に比べ，コンクリートの拘束効果が小さいこと，および主筋の座屈開始 歪が小さいことから，最大耐力発揮後の劣化性状が激しくなっている. 軸力比nが0. 2程度の場合では，

表6.3 RC柱が高朝l力を受けるときの軸力と 同軸力となる芯鉄骨合成柱材の軸力比

RC RCS05 RCS10 RCS15 RCS20 RCS30 RCS50

0.40 0.38 0.37 0.35 0.34 0.31 0.27

0.45 0.42 0.41 0.40 0.38 0.35 0.30 0.50 0.47 0.46 0.44 0.42 0.39 0.34

125

司v

第6量産 芯鉄骨合成柱材の構造性能に関する解析的檎討

Z

( n=O.1 )

( n=O.2 )

( n=O.3 )

(n=O.35 )

〈n=O.4 )

(n=0.45 )

(n=O.50)

国 RC

-1∞o

nu 日4EE : : :

^L1

ル」/K

Oよ

-'・E A - 、‘.，，， 44 日日ム《 川町告。，­(」

・5000

・1000

・1500

-1500

-3 -2 -1 0 1 2 3 (a-4) 1500 rH (kN) 1000

500 0

・500

R(%)

」ー'---'-­

-3 -2 -1 0 1 2 3 (a-5) 1500 _{rH (kN)}

1∞0ト RC に斗ζ占ー-

500L n=0.45

。

R(%)

ームーーーム...

・3・2・1 0 1 2 3 (a

・ ₆

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1閃Or-H (kN)

1∞o卜 RC に半誌と~

5OOl-n=0.50

。

ー3・2-1 0 1 2 3 (a-7)

図6.9-1

2 3

園 Rω5 国 防10 国 防15

15OOrH(附)

I

₁₅₀₀

1∞0 500

∞「H(kN) (b-i) 1∞0トRCS05=

5∞ L n=O.2

-1500

(b-2) r-H(kN)

1∞0トRCS05=ζド元骨ニ�.

500 L

n=0.3 -1000仁一一ι一一・500

-1500 -3 -2 -1 0 1 2 3 1日OF (b・3)

r H (kN)

1∞oトRCS055001. n=0.35 :':":':'子諒勢主ιニー

。

-500

。

1500 rH (kN) 1∞o

5∞

困 問

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R(%) -1500 ^{円(弘) -1∞o}

r ' ^� ..j...

R (%)

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2 3 ・3-2 -1 0 1 2 3 (e-2) 1500 rH (kN)

困 問

15lH

副 み

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-500 -1500

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困 問

1日OrH(刷) 1∞o 5∞ -500 o

R(%) 1500

1∞0 5∞

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回∞日

1500 1000

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3330000 日ω即

日∞日

R(%)

玄」5[

R(%)ー1∞oL

.3 -2 -1 0 1 2す-1日0・3-2・1 0 1 2 3

(b-7) (c-7)

NRC40:RC柱の軸力比0.4と同程度の軸力 NRC45:RC柱の軸力比0.45と同程度の軸力 NRC50:RC柱の軸力比0.5と同程度の軸力

柱材の水平カー部材角関係の解析結果(Pw

=0.64%) (つづく)

円し 一 一 - 4 04

わムLh ブ一N-

』 4

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3

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H

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日∞

R(%)

R(%) ・…[一

-1500 "-. -1500

，3-2-1(d0・5)1 2 3 -3-2-1 (e0-5)1 2 3 1500rH(kN)

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N 1回OrH(kN)

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NRC50 1500 1∞5∞O RnCz0S4155 一一一;.:".

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₁₀₀₀

500 円=0.45 500

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-500 -500 -500

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^--11∞:[

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_R(%) -3 -2・10 1 ・3・2・1 0 1 2 3

(d-6) ^(e-6)

1500 r-H (kN) 1500 rH (kN)・~

1000 5∞n=O.50

。

-500

∞0

1ー沼|三;

^R(%)叩of

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^R(%)

ー1500

I

_，1.-1500

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(d-7) (e-7)

。

-500 -回0

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1000

-500

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r(kN)(e:3) N

1∞o �

RCS20にk注 二目白0 500 ^n=0.35

L

-500

R(%) -3 -2 -1 0 1 2 3

(e-4) 1日orH (kN) 1000トRCS201

5∞L n=0.40

。

::zkfT1f-?

「(kN)

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⁾

1oo0� RCS50 500L n=O.50 -500

21J??1f T!

(g-7)

図6ふ2 柱材の水平カー部材角関係の解析結果(pw=0.64%) (つづき)

-1000 R("Io)

・1500'・L_____a__J

J

^I

-3 -2 -1 0 1 2 3 (c-l)

1500r-H (刷)

1∞0トRCS10=ιζニニー 500L n=0.2

・5000

ー3 ・2 ・1 0 1 2 3

(d-l) r-H (kN) 1∞01- RCS15…þ

500 L

^n=O.2

・5000 -1000ド�

R(%) -3・2・1 0 1 2 3

(c-2) 1500 rH (kN)

1000トRCS10辺主幹弘培抱一一 500L n=0.3

-500 O R(%)

(d-3) 1500 rH (kN) 一一1 NRC40 10001- RCS1s-t-二一一

5∞ 1

^n=O.35

ーー...

円(%) -3 -2 -1 0 1 2 3

(c-3) 1回OrH (kN) 1000

-500 _R(%)

・3-2 -1 0 1 2 3 い (d・4)

rH (kN) N一一

1∞o

1-

RCS 15----rよ与ニーンー 500L n=0.40

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-1500 ^R(%)

(c-5)

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500 n=0.50

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R(%)

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1257::ロ; _{ドミ認トで} !哨

第6章 芯鉄骨合成柱材の構造性能に関する解析的横討

z ^{回 RC RCS05 国 RCS15}

pw

R (%)

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-1500Lム�

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^{�::: r-} 1000 1日or H (kN) -500 500 0 -3・2・1 0 1 2 3

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1500r H (kN)

-3・2 -1 0 1 2 3 ( ^e ・ ¹ )

1日OrH (kN) 1000

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-3 -2・1 0 1 2 3

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1回OrH (kN) 1000 500 0

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1500 1000 500 。 -500 1500

1000 500 -500

-1000

-1500 1500 1000

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N一一

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500

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困 問。

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回 RCS50

1日OrH (kN)

1∞o ト RCS回 一 一 - 5∞l- n=O_10 。

-1000

1日0 1000 -500 5∞ 。 -1∞0 -1500

-1OO0f�

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∞目

今4

図6.10・1 柱材の水平カー部材角関係の解析結果(pw=O.32%) (つづく) ^図6.10・2 柱材の水平力・部材角関係の解析結果(pw=O.32%) (つづき)

。

(n=O.1 )

1∞0 -500 5∞ o -1∞0

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1

500 1000 500

-500

買お門司JF符

(b・6)

RCS10

1日OrH (kN) 1∞o 5∞

1500r H (kN)

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3白

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500 。 -500 -1∞oト~ーz -1500

-500 。

・1∞0 ・1日O -3 -2 -1 0 1 2 3

(c・1)

1回OrH (kN) 1∞o

-3・2 -1 0

¹

2 3 (d-l) 1500 ^r H (kN) 1000 5∞

500 。 -日O 。

-500

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R(%) _{4ー..._._}

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1∞o

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-'-・..._ R(%) -3・2・1 0 1 2 3

(c・2)

1500

r H似N)

1∞0 500 0

・500

-3 -2 -1 0 1 2 3 (d・3) 1500 ^r H (kN)

1000

5∞

1500

1000

500 。 。

-500 -500

-500 O

-3・2 -1 0 1 2 3 (d-6) -3・2・1 0 1 2 3

(c-6)

|NRC40:RC柱の軸力比0.4と同程度の軸力|

128

-500

2 3 500 。 ー500

129

第61艦 芯鉄骨合成柱材の構造性能に関する解析的検討

中心軸歪(%)

。

-0.5

l

^n=0.35

I

〆^RCS10

:'t

"

RC RCS15

白妓き点 主筋座屈無し 黒塗り点. .主筋座屈後 -1.5

12 14

繰返し数 (a-l)軸力比n=0.35 (鉄骨比0.5%� 1.5%)

中心軸歪(%)

0

・0.5

・1.5

-2

l

^n=0.40

I

-2.5 \ ^RCS15

白扱き点. ，主筋座屈無し

A〆

・3�黒塗り点 主筋座屈後 -3.5

2 4 6 8 10 12 14

繰返し数 (b-l)軸力比n=0.40 (鉄骨比0.5%� 1.5%)

中心軸歪(%)

。 ー0.5

-1.5

l

^n=0.45

I

-2.5

10 12

繰返し数 (c-l)軸力比n=0.45 (鉄骨比0.5%� 1.5%)

中心軸歪(%)

。

-0.5 RCS05

〆RCS10 RCS15

-1.5

白銭き点 主筋座屈無し 黒塗り点 主筋座屈後 -2

2 4 6 8 10

繰返し数

(d-l)軸力比n=0.50 (鉄骨比0.5%� 1.5%)

-1.2 -1.4

中心軸歪(%)

0

・0.2

・0.4

・0.6 -0.8

・1.2 -1.4 -1.6

RC

中心軸歪(%)

0

・0.2

・0.4

・0.6

・0.8

|

^n=0.35

I

RCS30 白銭き点 主筋座屈無し 〆

黒塗り点 主筋座屈後

2 4 6 8 10 12 14

繰返し数 (a-2)軸力比n=0.35 (鉄骨比2%� 5%)

企r-

l

^n=0.30

I

_RCS15

ノベ

\

Â

白t主き点 主筋座屈無し 黒塗り点 主筋座屈後

(a・1)軸力比n=0.30 (鉄骨比0.5%� 1.5%)

中心軸歪(%)

0

・0.5

-1.5 -2

中心軸歪(%)

o -0.5

・1.5

-2.5

・3

-3

・3.5 一-nu­-A斗一; 一円U一

一一一

一一nH一

-2.5

nu 円。QU ハUQ川ム〆

-3.5

-2

|

^ω35

I

白銭き点 主筋座屈無し 黒塗り点 主筋座屈後

-4 10 12 14

繰返し数 (b-2)軸力比n=0.40 (鉄骨比2%� 5%)

2 4 6 8 10 12 14

繰返し数 (b-l)軸力比n=0.35 (鉄骨比O.5%� 1.5%)

中心軸歪(%) 中心軸歪(%) 。

0

・0.5

-1.5

・2 -2.5

-3

・3.5

-4 -1.5

-0.5

12 14

繰返し数 (c-2)軸力比n=0.45 (鉄骨比2%� 5%)

中心軸歪(%)

0

・0.5

-1.5 -2

l

^n=0.50

I _、

-2.5�白扱き点 主筋座屈無し 黒塗り点 主筋座屈後 -3

8 10 12

繰返し数 (d-2)軸力比n=O.50 (鉄骨比2%� 5%) 図6.11

中心軸歪の挙動 (pw=O.64%)

中心軸歪(%)

0

・0.2

・0.4 -0.6

・0.8

-1.2 -1.4

|

^n=0.40

I

白妓き点 主筋�屈無し

黒塗1)点 主筋座屈後 RCS10 〆RCS15

l

^n=0.30

I

白t主き点 主筋座屈無し 黒塗り点 主筋座屈後

(a-2)軸力比n=0.30 (鉄骨比2%� 5%)

中心軸歪(%)

。

(c-l)軸力比n=0.40(鉄骨比O.5%� 1.5%)

-2

|

^n=0.35

I

-3

白抜き点 主筋座屈無し

・4�黒塗り点 主筋座屈後

-5 12 14

繰返し数 (b-2)軸力比n=O.35(鉄骨比2%� 5%)

中心軸歪(%)

o -0.5

・1.5 -2

-2.5 -3

・3.5

|

^n=0.40

I

白抜き点 主筋座屈無し 黒塗り点 主筋座屈後

-4 12 14

繰返し数 (c・2)軸力比n=0.40 (鉄骨比2%� 5%) 図6.12 中心軸歪の挙動 (pw=O.32%)

第6叢 芯鉄骨合成柱材の構造性能に関する解析的検討

表6.4 解析結果-1(pw=0.64%)

SRC規準 作用 一般化累加強度 解析最大耐力 耐力比 エネルギー(kNm)

軸力比 N N

断面 制限軸力 軸カ Mpc1

I

Mpc2 国Mmax肘�m) caM max I caM max _{弾性限最終状態}

n N付�) ^{sNu cNu}

srcNI (kN) 付�m) 仰サm) (正側)I(負側) ^Mpcl

I

^{Mpc2 Ee I Eu}

0.1 2，147 0.11 1，543 1，577 1，568 -1，578 1.02 1.00 4.5 448.60 0.2 4，295 0.23 1，968 2，062 2，040 -2，035 1.04 0.99 5.7 474.56 6，276 0.3 6，442 0.34 2，242 2，397 2，375 -2，379 1.06 0.99 6.4 525.31

RC (0.29) 0.35 7，515 0.40 2，297 2，508 2，466 -2，469 1.07 0.98 6.4 605.88

0.4 8，589 0.46 2，294 2，571 2，503 -2，505 1.09 0.97 6.2 384.10 0.45 9，6⁶³ 0.^{51 2，234 2，583 2，504 -2，512 1.12} 0.97 ^5.8 252.65 0.5 10，736 0.57 2，116 2，548 2，435 -2，467 1.16 0.96 5.2 186.05 0.1 2，274 1.80 0.'2 1，841 1，914 1，860 -1，856 1.01 0.97 5.9 493.62 0.2 4，548 3.59 0.24 2，183 2，309 2，252 ー2，244 1.03 0.97 6.8 501.60 7，120 0.3 6，821 5.39 0.36 2，352 2，551 2，471 -2，472 1.05 0.97 6.9 539.36 RCS05 (0.31 ) 0.35 7，958 6.29 0.42 2，380 2，625 2，513 -2，517 1.06 0.96 6.8 596.64 0.4 9，095 7.19 0.48 2，356 2，660 2，530 -2，535 1.08 0.95 6.4 504.48 0.45 10，232 8.09 0.54 2，285 2，650 2，533 -2，543 1 .11 0.96 6.0 355.33 0.5 11，369 8.99 0.60 2，192 2，595 2.474 -2，504 1.14 0.96 5.5 245.17 0.1 2.348 1.17 0.12 1，978 2，073 1，986 -1，982 1.00 0.96 6.6 516.88 0.2 4，696 2.34 0.25 2，271 2，429 2，356 -2，356 1.04 0.97 7.2 524.04 7，616 0.3 7，044 3.51 0.37 2，450 2，653 2，558 -2，558 1.04 0.96 7.4 555.83 RCS10 (0.32) 0.35 8，219 4.09 0.44 2，467 2，726 2，590 -2，590 1.05 0.95 7.2 617.17 0.4 9，393 4.68 0 0.50.50 2 2，430，430 2 2，751，751 2 2，589 ，589 --2，6042，604 1 1.07.07 0 0.94.94 6.88 ⁶ 5 513.4213.42 0 0.45.45 1 10O，567 ，567 5 5.26.26 0 0.56.56 2 2，339，339 2 2，728，728 2 2，582，582 --2，5912，591 1 1 .11.11 0 0.95.95 6 6.2.2 3 360.5360.53 0 0.5.5 1 111，741 ，741 5 5.84.84 0 0.62.62 2 2，229，229 2 2，656 ，656 2 2，516，516 --2，5432，543 1 1.13.13 0 0.95.95 5 5.7.7 2 265.3565.35 0 0.1.1 2 2，438，438 0 0.84.84 0 0.13.13 2 2，126，126 2 2，238，238 2 2，129J29 --2，2，113 113 1 1.00.00 0 0.95.95 7 7.2.2 5 55151.06 .06 0 0.2.2 4 4，877，877 1 1.67.67 0 0.26.26 2 2，416，416 2 2，560 ，560 2 2，459，459 --22，496 ，496 1 1.03.03 0 0.97.97 7 7.8.8 5 55353.72 .72

8 8，217，217 0 0.3.3 7 7，315 ，315 2.5151 0 02 .39.39 2 2，596，596 2 2，813，813 2 2，709，709 ー22，709，709 1 1.04.04 0 0.96.96 8 8.0.0 5 588.1488.14

R RCS15CS15 ( (0.34)0.34) 0 0.35.35 8 8，534.534 2.9393 2 0 0.45.45 2 2，600，600 2 2，875，875 2 2，725，725 --2，7262，726 1 1.05.05 0 0.95.95 7 7.8.8 6 673.0773.07 0 0.4.4 9 9，754.754 3 3.35.35 0 0.52.52 2 2，575，575 2 2，887 ，887 2 2，691，691 --2，7172，717 1 1.05.05 0 0.9.94 4 7 7.5.5 4 49494.69 .69 0 0.45.45 1 10O，973 ，973 3 3.7777 0 0.58.58 2 2，434，434 2 2，847 ，847 2 2，659，659 --2，6722，672 1 1.10.10 0 0.94.94 6 6.6.6 3 369.5769.57

0 0.5.5 1 122.192 ，192 4 4.1919 0 0.65.65 2 2，294，294 2 2，756 ，756 2 2，582，582 --2，6102，610 1 1.13.13 0 0.94.94 5 5.9.9 2 272.7572.75 0 0.1.1 2 2，563，563 0 0.62.62 0 0.14.14 2 2，293，293 2 2，432，432 2 2，3，344 44 --2，3112，311 1 1.02.02 0 0.96.96 8 8.0.0 5 56969.14 .14 0 0.2.2 5 5，126.126 1 1.2323 0 0.27.27 2 2，576，576 2 2，731，731 2 2，654，654 --2，6582，658 1 1.03.03 0 0.97.97 8 8.6.6 5 57373.15 .15 9 9，0.049 49 0 0.3.3 7 7.689689 1 1.85.85 0 0.4141 2 2，705，705 2 2.9947 47 2 2.811811 ー22，812，8121 1.0404 0 0.9595 8 8.6- 6 6 60808 58 .58 R RCS20CS20 ( (0.35)0.35) 0 0.35.35 8 8，971，971 2.1616 2 0 0.48.48 2 2，692 ，692 2 2，986，986 2 2，802，802 --2，8042，804 1 1.04.04 0 0.9494 8 8.2.2 6 686.0086 00

0 0.4.4 1 10，252O，252 2 2.47.47 0 0.5454 2 2，627，627 2 2，979 ，979 2 2，757，757 --2，7872，787 1 1.0606 0 0.9393 7 7.7.7 5 54141.41 .41 0 0.45.45 1 111，534 ，534 2 2.77.77 0 0.61.61 2 2，510，510 2 2，925 ，925 2 2，712，712 --2，7462，746 1 1.09.09 0 0.9393 6 6.9.9 4 402.2202 22

0 0.5.5 1 122，816 ，816 3 3.08.08 0 0.6868 2 2，365，365 2 2，824 ，824 2 2，636，636 --2，6652.665 1 1.1212 0 0.94.94 6 6.2.2 3 304.7904 79 0 0.1.1 2 2，776.776 0 0.44.44 0 0.15.15 2 2，554，554 2 2，705，705 2 2，614，614 --22，601 ，601 1 1.02.02 0 0.96.96 9 9.3.3 5 58888.39 .39 0 0.2.2 5 5，552，552 0 0.88.88 0 0.29.29 2 2，811，811 2 2，993，993 2 2，867，867 --2，8812，881 1 1.02.02 0 0.96.96 9 9.9.9 5 591.0091 00 1 10O，468 ，468 0 0.3.3 8 8，328，328 1 1.32.32 0 0.44.44 2 2，888，888 3 3，158，158 2 2，963，963 --2，9682，968 1 1.0303 0 0.9494 9 9.5.5 6 63311.0707 R RCS30CS30 ( (0.38)0.38) 0 0.3535 9 9，716，716 1 1.55.55 0 0.5252 2 2，851，851 3 3，171，171 2 2，924，924 ー22，931，931 1 1.0303 0 0.92.92 9 9.0.0 7 715.071507 0 0.4.4 1 111，104 ，104 1 1.7777 0 0.59.59 2 2，764，764 3 3，166 ，166 2 2，8652865 --2，9042，904 1 1.0404 0 0.91.91 8 8.3.3 6 60101 74 .74 0 0.4545 1 122.492 ，492 1 1.99.99 0 0.66.66 2 2，632，632 3 3，138，138 2 2，8152815 --2，8632，863 1 1.08.08 0 0.90.90 7 7.5.5 4 456.5456 54

0 0.5.5 1 133，880 ，880 2 2.21.21 0 0.7474 2 2，484，484 2 2，934，934 2 2，738，738 --2，7592，759 1 1 .11.11 0 0.94.94 6 6.7.7 3 34646 03 .03 0 0.1.1 3 3，199，199 0 0.30.30 0 0.17.17 2 2，985，985 3 3，16，164 4 3 3，014，014 --3，0323，032 1 1.01.01 0 0.96.96 1 111.8 .8 6 620.7920.79 0 0.2.2 6 6，398，398 0 0.61.61 0 0.34.34 3 3，，177 177 3 3，403，403 3 3，186，186 --33，193 ，193 1 1.0000 0 0.94.94 1 12.020 6 620.2520.25 1 133，288288 0 0.3.3 9 9，597，597 0 0.91.91 0 0.51.51 3 3，178 ，178 3 3，484，484 3 3，172，172 --3，1873，187 1 1.00.00 0 0.91.91 1 11 1.1 .1 6 671.1871.18 R RCS50CS50 0.42) ( (0.42) 0 0.35.35 1 111，197 ，197 1 1.0606 0 0.59.59 3 3，103，103 3 3，456，456 3 3，117，117 --3，1403，140 1 1.0101 0 0.91.91 1 10.30.3 7 750.8550.85 0 0.4.4 1 12，7962，796 1 1.2222 0 0.68.68 2 2，986.986 3 3，381，381 3 3，037，037 --3，0763，076 1 1.02.02 0 0.90.90 9 9.4.4 7 764.7164.71 0 0.45.45 1 14，3964，396 1 1.3737 0 0.76.76 2 2，851.851 3 3，26，264 4 2 2，975，975 --3，0363，036 1 1.05.05 0 0.92.92 8 8.5.5 6 615.481548

一一Lー 0 0.5.5 1 15，9955，995 1 1.5252 0 0.8585 2 2，703，703 3 3，131，131 2 2，890，890 --2，922，924 4 1 1.0808 0 0.9393 7 7.7.7 4 461.4061 40 -'1) 1)SRC規準制限軸力のSRC (( ))内の数字は制限軸力の圧縮耐力に対する比を示している

宅)一般化累加強度 M Mpc1 : 0.85cpc1:0.85cσbとsσyY.. Mpc2: cMpc2:cσbとsσyの組み合わせ.. (c (cσbb:: コンクリ一卜強度司 Sσyy ::鋼材の降伏強度) 匂)弾性限エネルギ--Ee:Ee:柱の弾性剛性を用い. 曲げ耐力がMMpc1pc 1に遣した段階までに服収した弾性眼エネルギー

1 *4))服収エネルギーEEu:u :量終段階までに吸収したエネルギー(部材角RR=3/1 =3/10Grad-の変形までに崩壊した場合. その時点まで)OOrad.

・55))塑性率μ:;最終状態までに吸収した工ネルギーの11/2/2で計算した塑性変形能力

1 13232

塑性率 μ

25.42 21.35 21.12 24.31 16.09 11.45

9.47 21.35 18.98 20.05 22.57 20.06 15.30 11.59 20.22 18.80 19.37 22.05 1 19.439.43 1 15.005.00 1 122.2424 1 19.679.67 1 18.198.19 1 18.77877

2 22.16 216

1 17.107.10

1 144.51 .51 1 12.13213 1 18.338.33 1 17.087.08 1 18.82424 2 21.411.41 1 188e.1717 1 155.02 .02

1 12.89 289

1 16.266 26

1 155.43 .43 1 17.087.08 2 20.380.38 1 18.618.61 1 15.78578 1 13.503.50 1 13.663.66 1 13.43343 1 15.615.61 1 18.698.69 2 20.790.79 1 18854 .54 1 15555 .55

S SRCRC規準

軸力比 作用

断面 制限軸力 軸力 N

一

n N体NN)) s sNuNu s srcNI (kN)rcNl(kN)

0 0.1.1 2 2，147.147 0 0.2.2 4 4，295，295 R RCC 6 6，276，276 0 0.25.25 5 5，368，368

( (0.29)

0.29) 0 0.3.3 6 6，442，442 0 0.3535 7 7，515.515 0 0.4.4 8 8，589，589 0 0.1.1 2 2.274274 1 1.80.80 0 0.2.2 4 4，548，548 3.5959 3 R RCS05CS05 7 7，120，120 0 0.25.25 5 5，684，684 4 4.49.49

( (0.31)

0.31) 0 0.3.3 6 6，821，821 5 5.3939 0 0.35.35 7 7，958，958 6 6.29.29

0 0.4.4 9 9，095，095 7 7.19.19 0 0.1.1 2 2，3，348 48 1 1.17.17 0 0.2.2 4 4，696，696 2 2.34.34 7 7，616，616 0 0.25.25 5 5，870.870 2 2..92 92 R RCS10CS10

( (0.32)

0.32) 0 03 .3. 7 7，044.044 3 3.51.51 0 0.35.35 8 8，219.219 4 4.09.09

0 0.44 9 9，393，393 4 4.68.68 0 01.1 . 2 2，438.438 0 0.84.84 0 0.2.2 4 4，877.877 1 1.67.67 8 8，217，217 0 0.25.25 6 6，096，096 2 2.09.09 R RCS15CS15

( (0.34)

0.34) 0 0.3.3 7 7，.315 315 2 2.51.51 0 0.35.35 8 8.534534 2 2.93.93

0

0.44 9 9，75，754 4 3 3.3535 0 0.

11 2 2，563，563 0 0.62.62 0 0.2.2 5 5，126，126 1 1.2323 9 9，049，049 0 0.25.25 6 6，408，408 1 1.54.54 R RCS20 CS20

( (0.35)

0.35) 0 0.3.3 7 7，689.689 1 1.85.85 0 0.35.35 8 8，971，971 2 2.16.16 0 0.4.4 1 10O，252 ，252 2 2.47.47 0 0.1.1 2 2，776，776 0 0.44.44 0 0.2.2 5 5，552，552 0 0.88.88 1 10，468O，468 0 0.25.25 6 6，940，940 1 1.1010 R RCS30CS30

( (0.38)

0.38) 0 0.3.3 8 8，328，328 1 1.32.32 0 0.35.35 9 9，716，716 1 1.55.55 0 0.4.4 1 111，104 ，104 1 1.77.77 0 0.1.1 3 3，199，199 0 0.30.30 0 0.2.2 6 6，398，398 0 0.61.61 1 133.288 ，288 0 0.25.25 7 7，998，998 0 0.76.76 R RCS50 CS50

( (0.42)

042) 0 0.33 9 9，597，597 0 0.91.91 0 0.35.35 1 111，197 ，197 1 1.06.06 0 0.4.4 1 12，7962，796 1 1.2222

表66.55 解析結果--2(Pw=0.322(pro.32%)

%)

一般化累加強度 解析最大耐力 N M Mpc1 ^pc1

I

^Mpc2Mpc2 伺MMmaxmax僻JJm)m)

c cNuNu

似NNm)m)付4�m)m) (正側))I((負側)

0 0.11.11 1 1，543.543 1 1，577.577 1 1，568，568 --1，5761.576 0 0.23.23 1 1，968，968 2 2，062，062 2 2，037，037 --2，0322.032 0 0.29.29 2 2，118，118 2 2，236，236 2 2，220，220 --2，2222，222 0 0.34.34 2 2，242，242 2 2，397，397 2 2，357，357 --2，3602，360 0 0.40.40 2 2，297，297 2 2，508.508 2 2，423，423 --2，4232，423 0

0.46.46 2 2，2，294 94 2 2，571，571 2 2.459，459 --2，4592，459 0 0.12.12 1 1，841，841 1 1，914，914 1 1，851，851 --1，1，848 848 0 0.24.24 2 2，183，183 2 2，309，309 2 2，242，242 --2，2392，239 0 0.30.30 2 2，285，285 2 2，452，452 2 2，，357 357 --2，3612，361 0 0.36.36 2 2，352，352 2 2，551，551 2 2，429.429 --2，4232，423 0 0.4242 2 2，380，380 2 2，625，625 2 2，464，464 --2，4652，465 0 0.48.48 2 2，356，356 2 2，660，660 2 2，485，485 --2，4862，486 0 0.12.12 1 1，978.978 2 2，073，073 1 1，987，987 --1，9671，967 0 0.25.25 2 2，271271 2 2，429.429 2 2，343，343 --2，3402，340 0 0.31.31 2 2，5，546 46 2 2，373，373 2 2，454，454 --2，4572，457 0 0.37.37 2 2，450，450 2 2，653，653 2 2，505，505 --2，5072.507 0 0..44 44 2 2，467，467 2 2，726，726 2 2，520，520 --2，5242.524 0 0.50.50 2 2，430，430 2 2，751，751 2 2，534.534 --2，5372.537 0 0.13.13 2 2，126，126 2 2，238，238 2 2，130，130 --2，1012.101 0 0.2626 2 2，.416 416 2 2，560，560 2 2，476，476 --2，4832，483 0 0.3232 2 2，535，535 2 2，705，705 2 2，585，585 --2，5932，593 0 0.3939 2 2，596，596 2 2，813，813 2 2，643，643 --2，6432，643 0 0.45.45 2 2，600，600 2 2，875，875 2 2，63，634 4 --22，647 ，647 0 0.52.52 2 2，575，575 2 2，887，887 2 2，625，625 ， -2，6402，640 0 0.14.14 2 2，293，293 2 2，，432 432 2 2，339，339 --2，3092，309 o 0.27-27 2 2，576，576 2 2，731.731 2 2，613，613 --2，6282，628 0 0.34.34 2 2，667，667 2 2，864，864 2 2.704704 --2，7072，707 0 0.41.41 2 2，705，705 2 2，9，947 47 2 2，724，724 --2，7242，724 0 0.48.48 2 2，692，692 2 2，986，986 2 2，703，703 --2，7192，719 0 0.54.54 2 2，627，627 2 2，979，979 2 2，67，678 8 --2，7102，710 0 0.15.15 2 2，554，554 2 2，705，705 2 2，588，588 --2，5922，592 0 0.29.29 2 2，811，811 2 2，993，993 2 2，814，814 --2，8232，823 0 0.37.37 2 2，873.873 3 3，099，099 2 2，859，859 --2，8652，865 0 0.44.44 2 2，888，888 3 3，158，158 2 2，855，855 --2，8552，855 0 0.52.52 2 2，851.851 3 3，171，171 2 2，811，811 --2，8342，834 0 0.59.59 2 2，764，764 3 3，166.166 2 2，765，765 --2，8212.821 0 0.17.17 2 2，985，985 3 3，164，164 2 2，964，964 --2，9862，986 0 0.34.34 3 3，177，177 3 3，403，403 3 3，081，081 --3，3.088 088 0 0.42.42 3 3，202，202 3 3，462.462 3 3，083，083 --3，0863，086 0 0.51.51 3 3，178，178 3 3，484.484 3 3，036.036 動33，055，055 0 0.59.59 3 3，103，103 3 3，456.456 2 2，985，985 --3，0143，014 0 0.68.68 2 2，986，986 3 3，381，381 2 2，928，928 --2，9762.976

耐力比 c caM max aM max I caM maxcaM max

一

Mpcl M ^pcl

I

^Mpc2Mpc2

1 1.0202 1 1.00.00 1 1.03.03 0 0.99.99 1 1.05.05 0 0.99.99 1 1.0505 0 0.98.98 1 1.05.05 0 0.97.97 1 1..07 07 0 0.96.96 1 1.00.00 0 0.97.97 1 1.03.03 0 0.97.97 1 1.03.03 0 0.96.96 1 1.03.03 0 0.95.95 1 1.04.04 0 0.94.94 1 1.06.06 0 0.93.93 1 1.00.00 0 0.95.95 1 1.0303 0 0.96.96 0 0..96 96 1 1.03.03 1 1.0202 0 0.94.94 1 1.02.02 0 0.93.93

1 1.0404 0 0.92.92

0 0.99.99 0 0.94.94 1 1.03.03 0 0.97.97 1 1.02.02 0 0.96.96 1 1.0202 0 0.94.94 1 1.02.02 0 0.92.92 1 1.0202 0 0.91.91 1 1.01.01 0 0.96.96 1 1.02.02 0 0.96.96 1 1.0101 0 0.94.94 1 1.0101 0 0.92.92 1 1.0101 0 0.91.91 1 1.0303 0 0.90.90 1 1.0101 0 0.96.96 1 1.0000 0 0.94.94 1 1.0000 0 0.92.92 0 0.9999 0 0.90.90 0 0.99.99 0 0.89.89 1 1.0101 0 0.88.88 1 1.00.00 0 0.94.94 0 0.97.97 0 0.91.91 0 0.96.96 0 0.89.89 0 0.96.96 0 0.87.87 0 0.97.97 0 0.87.87 0 0.99.99 0 0.87.87

エネルギー ((kNm)kN

m)

弾性限最終状態 E Ee I e EuEu 4 4.5.5 4 448.8248.82 5 5.7.7 4 474.4474.44 6 6.0.0 4 49999 49 .49 6 6.4.4 5 56464.41 .41 6 6.4.4 3 332.4032.40 6 6..²² 1 1797933 .33 5 5.9.9 4 48888.82 .82 6 6.8.8 4 49494.72 .72 6 6.9.9 4 4999914 .14 6 6.9.

9 5 532.4132 41 6 6.8.8 4 42929.25 .25 6 6.4.4 2 23131.2020 6 6.6.6 4 49595.90 .90 7 7.2.2 4 49696.57 .57 8 8.3.3 5 509.2509-25 7 7..4 4 5 544.3444.34 7 7.22 4 42424.56 .56 6 6.8.8 2 275.2675.26 7 7.2.2 5 523.7723.77 7 7.8.8 5 5171769 .69 8 8.0.0 5 5313174 .74 8 8.0.0 5 57575.13 .13 7 7.8.8 4 43333.97 .97 7 7.55 2 28686.27 .27 8 8.0.0 5 53838.03 .03 8 8.6.6 5 536.9636.96 8 8.7.7 5 51313.69 .69 8 8.6.6 5 513.6913.69 8 8.2.2 4 48181.56 .56 7 7.7.7 3 346.6646 66 9 9.3.3 5 552.9252.92 9 9.9.9 5 53939 69 .69 9 9.7.7 5 55252.97 .97 9 9.5.

5 6 60707.39 .39 9 9.0.0 5 57272.53 .53 8 8.3.3 4 452.8552 85 1 11.81.8 5 55858.94 .94 1 12.020 5 56666.93 .93 1 111.6 .6 5 56767.85 .85 1 111.1 .1 6 63131 60 .60 1 10.30.3 6 683.834242 9 9.4.4 6 651.6351.63

塑性率 μ 2 255.43 .43 2 211.34 .34 2 211.19 .19 2 222.66 .66 1 13356 .56 7 7.78.78 2 211.15 .15 1 188.73 .73 1 18.70870 1 199.80 .80 1 166.38 .38 9 9.47.47 1 19.429.42 1 177.84 .84 1 15.77577 1 188.98 .98 1 155.33 .33 1 100-65 .65 1 18.738.73 1 177.04 .04 1 17.097.09 1 188.36 .36 1 144.47 .47 1 10.100.10 1 17.367.36 1 16.046.04 1 15.315.31 1 155.47 .47 1 15.185.18 1 11.821.82 1 15.315.31 1 14.14414 1 144.71 .71 1 166.46 .46 1 166.42 .42 1 144.13 .13 1 12.35235 1 12.32232 1 12.79279 1 144.72 .72 1 17.067.06 1 17719 .79

』 ..... 圃一一

-.1) 1)SRC規準制限軸力のSRC (( ))内の数字は制眼軸力の圧縮耐力に対する比を示している

・22))一値化累加強度 M Mpc1 : 0.850pc1:0.85cσbとsσy‘ MMpc2: ccrbpc2:ccbとsσyの組み合わせ.. (c (cσbb::コンクリー卜強度、 sσyy :: 鋼材の降伏強度) コ)弾性限工ネルギ--Ee:Ee:柱の弾性剛性を用い. 曲げ耐力がMMpc1pc1に達した段階までに岨収した弾性限エネルギー

・44))吸収エネルギ--Eu:Eu ::最終段階までに破収した工ネルギー(部材角RR: =3/1 =3/10Grad-の変形までに崩渡した場合司 その時点まで)OOrad.

・55))塑性率μ::最終状態までに吸収したエネルギーの11/2/2で計算した塑性変形能力

1 13333