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鉄筋コンクリート造耐震壁の曲げ降伏後の最大耐力に関する考察

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(1)

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1

論  

文 】

UDG ;69

022 ;699

B41 :624

012

4 日本 建築 学 会 構 造 系 論 文 報告 集 第 378号

昭 和 62 年 8 月

鉄 筋

造 耐震 壁

降伏 後

最 大 耐 力

考 察

正 会 員 正 会 員 正 会 員

_

**

* * *

 

1

めに

 

筆 者 等

rv1LZ

い て

FEM

解 析 手 法

値 実 験 結 果

実 験 結 果

づき

鉄 筋

コ ン ク リ

造 耐 震

壁の

最 大 耐 力

推 定

す るためのマ クロ モ デル を

提 案

そ の

適 合 性 等

につい て

考 察

し た。 こ のマ クロ モ デル は

加藤

称 原

の圧 力

B)

付 帯 柱

の せ ん

断 力

担 を

慮 し た もの で

曲 げ

破 壊

か ら

せ ん

断 破 壊

まで の

耐力

し て

計算

す ること がで き

と の

良 好

で あっ た

し か し

この マ クロモ デル で は

力 を 計

す る た めに

数 回の

れ ん 計

を 必

とし

最 大

推定

で は

表 現

さ れて いな か っ た。

 

げせ ん

断加 力

耐 震 壁

をみ る と

破 壊

の みな ら ず

せん

断 破 壊

報 告

さ れて い る

耐 震 壁 も含

めて

その

く が

最 大 耐 力

まで に

引 張 側 柱

主 筋

およびほと ん どの

壁 縦 筋

降 伏

し て い る

以 下 本 報

で は

この よ う な

場 合

降 伏

して い る と

呼 称

する

もの と

推 定

さ れ る が, その

最 大 耐 力

は,

通 常

曲 げ理 論

による

に は

して い ない

のが

 

本 報 告

で はこの

に 着 目 し

u

2切 マ クロモデル を

最大耐 力時

震 壁

降伏

し てい る

し て

適 用

し,

耐 力

推 定 式 を

陽 な

誘 導

す る

このマ ク ロモ デル と

げ 理

との

比 較 検 討

か ら,

降 伏 後

の最

大 耐 力

は, この よ う なマ クロモ デルを

用 す ること に よ り

機構 的

により正 し く

さ れ ること を

す。

 

さ ら に

耐 震 壁の

耐 力

へ の

横 筋

効 果

降伏

を 保

証 す

横 筋

量 につ い て

す る と

と も

耐 震 壁

の じん

につ い ても

こ の マ クロモ

ル に

耐 力

に基づ いて あ る

程 度 推 定

で き る こと を

す。  

2.

マ クロモ デル

 

本 報

で の マ ク ロ モ デル は

文 献

1

と 同

荷 重

を 受 け る

片 持

形 式の

震 壁 を 対

と してお り

耐 震 壁

のせ ん

断 抵 抗 機 構 を

横 筋

に よ る

機 構

付 帯

メ ンの

拘 束 効 果

に よる

機 構

耐 震 壁

耐 力

機 構

耐 力

と し て

評 価

さ れ る と

え る

の である

 * (株 )熊 谷 組  原 子 力 開発 室 建 築 技 術 部

鵯 明治 大 学  教 授

工博 # i

株 )

熊 谷 組

 

原子力開発 室建 築 技 術 部

部長     (昭 和61 

ij

 129日原 稿 受 理

1

た だ し

文 献

1

で のマ クロ モ デル に よる

算結果

コ ン ク リ

ス の

形 状

引 張 側 柱 頭 付 近

FEM

解 析 結 果

主 応 力 図 と

や や

相 違

が み ら れ た

文 献

1>

19

参 照 )

の で

本 報

の マ クロモ デル で は, こ れ を

改 善 す

る ために

文 献

1)

では

考 慮

さ れ てい な かっ た

引 張 側 柱 頭

の せ ん

断 力 負 担

考 慮

されて い る

 

こ の マ クロモ デル は

設 定

し た

機 構

のつ り

足 し

材 料

破 壊 条 件 を 冒 さ

ない とい

う条 件 下

での

力 を

え る も ので

下 界 定 理

づ く

の で

 

では

降 伏

最 大 耐 力

対 象

と し て お り

張 側

主 筋

壁 縦 筋

最 大 耐 力 時

降 伏 耐 力

に 達 し ている

の と

る。 ま た

頂 部

の は りは

剛強

る こと を

前 提

とし

そ の

破 壊

考 慮

し て いない

 

な お

以 下

い る

記 号

説 明

ま と め て

尾に

す。

 

2

1

  横 筋

機 構

 

こ の

機 構

Fig

1

よ う

横 筋

応 力 と

それ につ り

4se

コ ング リ

ス の圧

縮 力

柱 主 筋

お よ

び軸 方 向 外 力

に よっ て

さ れ る ものと する。 こ の

機 構

に よる壁

脚 部

げモ

メ ン トwM は

次 式

と な る

    

wM ; γ

T

1・

 (1 )

 2

2 付帯

メ ンの

拘束機構

 

この

機構

は,

Fig.2

の よ うに

付 帯

メ ン の

軸 方 向

げ お よ

せ ん

縦 筋

応 力

軸 方 向 外 力

お よ び

コ ン クリ

トブ レ

ス の

圧 縮 力

にょ り

構 成

さ れ る

の と

る。 こ こ で

圧 縮 側 柱

引 張 側 柱

そ れ ぞ れ

お よ び

頂 部 加 力 芯

固 定 端

片 持 柱

に モデル化 し, 壁

コ ンク リ

トブレ

スが

付 帯 柱

に ぶ つか る

Yc

 

yt

付 帯 柱

げモ

メ ン トが

曲 げ

メ ン トに

す る と きの

と して

するt「1)

 

こ の

機 構

鉛 直 方 向力

のつ り

い よ り,

次 式

られ る

    

1

γ

Tv

十vTv 十¢

C

十,

N

vf2

tllCOS2

θ

     

Yc十

yt

− h

sin θcos θ

i

 

…………・

2

壁 脚 部

げモ

メン

M

下 式

と な り

    

M

O

5

1

γ

Tr

1

C

1

一 91 一

N工 工

Eleotronio  Library  

(2)

      

十 ン

fl

t1

Yc

yt

h

lsin

θ

COS

θ

     

Yc

y

− h

)(

Yc

yt

h

sin3 θ

1

3 )

(2 )

よ り‘

C

めて

(3 >

入 する と,

次 式

ら れ る

    

M

1

γ

Tr’1

十〇

5

T

1

十〇

5

Ngl

      

− IVGI

1

a +

β

一1

λ

tan

 

elll

a

β

1

      

λ

tan

θ

12

1

tan2

1

 

………・

…・

(4 )

こ こ に

     

α

Yc

h,

β

yt

λ

h

1,

 

N6 =

vf

tt

4

コ ン ク リ

ス の

角 度

θ は

部の 曲 げモ

メ ン トの つ り 合いか ら

5

と な る注2) 。

       

λ,ハ

11

     

tan

θ==

        

2

Sm

十 rN 十 λINS

1

1

4

灘警

            

9・

 

 

 

9・

…99・

 

(5

 

とこ ろ で こ の

機 構

の せん

断 力

式 (

6

と な る が,

  

Q

+,

Q

=1V61tan

θ+

α+

β

一1

λ

tan2

θ

       

1

tant

θ

…………

 

……・

…・

6

このせ ん

断 力

は,

コ ン ク

ス の

角度

が,

7

の と き に

と な り

式 (

8

え ら れ る

1

.N Q  

 

一 一

一一一一一一一

一一

一』

「     卩 → 1

   旨

   

1

   }

   旨

   

1

11  :  旨

 

45P

 I I        I l         I ,

1

 

N

1

 

 

1

1

≡≡≡

il

L

IN

h

Fig

1

 

Shear

 resistant mechanism  

based

 Qn 

horizontal

 rein

     

fQrcement

N

Q   」

 

1

 

F

i

   

 

i

  l     

TY     1

   

\   

1 宦C

yG

。 [    

Q

 

 

匸    

− 1 甲  

   

 

 

T  

 

 

   

    二   晒 L

I

亠 「 レ

  r 厂    

L

Fig

2 Shear

 resistant mechanism  

based

 on 【estriction  of the

     

surrounding

 

frame

92

    tan

θ

α+

β

1

λ+

 

a +

β

一1

t λ2+

1 …・

7

   

Q

+,

Q

NG

 

1

α+β

1

λ+

 

a +

β

1

tλ2+

1V2

       

 

 

8

この と き の

鉛 直 方 向 力

のつ り

いは

式 (

9 )

と な る。

    2 (

1

γ

Tr

+ vTv

Nl

 

ll

α+β

1

α

β

1

λt

     

a

β

1

λ

 

α+

β

1

2λs+

1

2

N

       

 

 

 

9

 

い ま

式 (9 )

左 辺

右 辺

とな るよ うに

柱 主 筋 と

壁 縦 筋

配 置 さ

れて い る

場 合

引 張 側 柱 主 筋

壁 縦 筋

降 伏 を仮 定

した

式 (

4

の ,

M

は,

式 (

8

力 点

h

じ た

値 以 下

と な る た め

界 定

理の

立 場

か ら

こ の

場 合

に は

柱 主 筋

や 壁

筋 は

降 伏

付 帯

メ ン の

拘 束 機 構

形 成

さ れ る と

さ れ, こ の

機 構

の せ ん

断 力

(8 )

え られ る

しか し

本 報

の マ クロ モ デル で は, a と

β

計 算

柱 主 筋

降 伏 を前 提

とし ている た め, こ の よ う な

場 合

は,

本 報

の マ クロモ

ルの

範 囲 外 と

な る

 

2

3

 耐 震 壁

終 局 曲 げ

メ ン ト

 耐

震 壁

終 局 曲 げ

メン

Mu

は,

横 筋

機 構

る wM と

付帯

メ ンの

拘 束 機 構

に よ る 躍 の

和 と し

さ れ る。

    Mu

wM 十,

M =1

「r

1一

0.

5

 vTr

1

e.

S

N 一

1

      

N6111

α+β

1

λ

tan

θ

Hl

α

β

1

      

λ

tan

θ

1

12

1

tant

θ}

…・

 

…・

……

10

 

こ こ で,

耐 震 壁

耐 力

は,

を すべて

と し た

に な る と は

ら ない

本 報

で は

横 筋

機 構

い ら れ る

P

0

か ら,

実 際

配 筋

さ れ て い る

横 筋 比 ま

漸 次 変 化 さ

Mu

最 大 と

な る

の を

耐 震 壁

耐 力

と した

 

3.

マ クロ モ

ル の

検 証

  本 章

で は

本 報

のマ ク ロ モ デルを

検 証 す

る た め に

こ のマ クロモ デル による

計 算 結 果

FEM

解 析

験 結 果

比 較

す る。 こ こで

FEM

に ょ る

析 は,

Table

 

l

 

Dimensions

 and  material  

properties

 of sheai  walls

       

analyzed  

by

 FEM specセ

η

 

P司1

2

W 卜 3

1

2

2

W・II

M Re 「erenceAOYAM バ CH 旧 ぜ】 TAKAD メ h κ 2 ■lo×2叩 了o困50120  x  200 ‘20x20u Column40 ×2020×2010 ×1030  × 30 30x30

誓 o

 

6Beam40 ×3D15

×

1030  

×

 30 30x30 wall

 

th 齢 S 田

93

0 8

0 8

o COIumnD ■2

D1320

4

0

4

D15

2

DlO8℃161:

Bll1

Bll

Beam6D293 { }22 臼

1

0910

D198

D22

 

1

 ヒ

 2   ≡

1

ξ

w・ト中 凋 o

呂5D

2L 2

0  2

012 HooPD6

@501

4か@50D10

@研 団o    mo气鰤 D1 α

@67 StlrruPD10

@1001

4。

@50D13

@50D13

@5 r

c 〔k齢   } 29了 2〜429134 了 353352235 〇

U」

OQf 咤

〔k9ゆ  レ 23

61

2π 2B

132

133

駐 24

5 盲8

8

 一

§

臨 臨

び 36802130382 “ 382036203820 桝  3 謳

E

・ 36202990420D4200420039504152

Axial

 

force〔tonl24

巳 5

4 532 63

2

(3)

NII-Electronic Library Service

Table

 

1

8 体

震 壁 試

験 体

し て

っ てい る

な お

,FEM

解 析 プ

ラム の

につ いて は

文 献

1

証 し

析 結

果 が

験 結 果 と よ く 適 合 す る こ と

認 して い る

 

3

1

  最 大 耐 力 時

状 況

  最 大 耐 力 時

状 況

につ い て

果お よ び

FEM

析 結

果 とマ ク ロモ デル に よる

計 算 結 果

との

比 較

Table

 

1

Wall

1

 

Wall

1

お よ

WI −

3

3

と して

,Fig.

3

  本 報

のマ ク ロ モ デル で は

文 献

1

の マ ク ロ モデル に

え て,

引 張 側 柱 頭

の せ

ん 断 力 負 担 を考 慮 した

計 算

果の

コ ンク リ

トブレ

ス の

形 状

文 献

1

のマ クロモ デル に

べて

FEM

主 応 力 図

と, さ らに

対 応

して い る

文 献

1

19

参 照 )

斜コン ク リ

スの形

実 験 結

果のひ びわ れ

方向

と も

類似

して お り,

本報

のマ クロモ デルによる,

震 壁

の せ ん

断 抵 抗 機 構

の モ

は,

実 状

え ら れ る。

 

3

2

縮 側 柱 脚 部

応 力 状 態

 

付 帯 柱

対 す

るモ

妥 当 性 を検 証

す る た めに

縮 側 柱 脚

応 力

につ い て

,FEM

解 析 結 果 と

マ クロ モ デル に よ る

計 算 結 果

を 比

し て

Fig

4

よ り

や やバ ラツキ も み ら れ る が

付 帯柱 を 大 胆

片 持 柱

とモ デル

し た に も か か わ ら

両 者

比 較 的 良

対 応

して い る

 3

3 

最 大

力に

す る

既 往

実 験 結 果

との

照 合

 

頂 部

け る

持 形 式

耐 震 壁

132

つ い て

結 果

最 大 耐 力

とマ ク ロ モデル による

計 算

す る。

 

Fig.

5

験 結 果

計 算 結 果

した

値 (

rex,

τmacr 。

補 強 筋

Pw

, コ ン ク リ

圧 縮 強 度

f2

お よ び

さス パ ン

比 (

ん/の と

関 係 を示

よ り, レ 澄

 

日毳11#1

(a) Creck distribuしiens (Experiment)

 

iii

 

(b)  Principal strgss  dLsしrib腫tio且s (FE目)

rMFE

(いm)

20

      (c) Concrete dtngonal struts  (四acro  modeD

Fig

3

 

Comparison

 

between

 calculated  and experirnental  re

      su 【ts at the ultimate  state

(a)nement o

rOr

v (し) 100 〔b) n翼i8且 「O「C已 100   o

o

rQ

岡‘

 CO (c) Shear force100

Fig

4

 

Moment

 axial and  shear 

forces

 at the 

base

 ofcQmpressiQn  co 監umns  calculated  

by

 FEM  aロ

d

 macTo   model

93

(4)

  L  

L

  q   a £

冒 D \ 嚢

(a) τ OXP

ノτ

mn匸

eo

 

P

1

  o

6

11

4 」1

2

1

50

8  

e

6

      f

(ks/en: −  200                  400         60D (b》  

τ

g

〆τ

o

rO

OOO         O

  oa  

+20% OO

2D% 舳

1

of

 

T

¢町

P

ノreecre   F

1

03 S軸 団 面正

8U露

o     

0

12  h/¢       1

0       2

O       (c)  τ e

!τ

ro 

hll

Fig

5

 

Comparison  

between

 experimental  and  calcu 且ated results

実 験 結 果

計 算 結 果

,Pw ,

f2

h

l

に よ り

は み ら れ

計算結

実 験 結 果

と よく

対 応

し てい る

なお

132

体の実 験

果 と 計

算 結 果

の比の

平 均

は,

LO3

で あ り, そ の

準 偏 差

0

12

と なっ て お り

良 好

結 果

となっ て いる

 

また

,Fig.

6

に は

耐 震 壁

最 大 耐

力に 影 響 を 及 ぼ す

因 子 を独 立

変 化 さ

せ た

既 往

実 験

4L6 〕

10}とマ ク ロ モ デル に よ る

計 算 結 果

を比 較

して

よ り

マ クロ モ デル に よ る

計 算結

実 験 結

果の最

大 耐 力

と よ く

対 応

して おり,

本 報

のマ クロ モ

ルでは,

各 因 子

による

影 響

評 価

さ れ てい ると

判 断

さ れ る

な お

Fig.

6

に は

参 考

の た めに

曲 げ

11 ))

, お よ

広 沢

式 (

9

4,6,

2)参

に よ る

算 結 果

も 示 して あ る

 

4.

震 壁

曲 げ

耐 力

関 す

 

曲 げ

せ ん

断 加 力

震 壁

を み る と

破 壊

の みな ら

せ ん

破 壊 と

報 告

さ れ てい る耐 震 壁 も

め て そ の

く が

引 張 側 柱 主 筋

およ びほ と んどの

縦 筋

降 伏

っ て

最 大 耐 力

し て い る。 こ のよ

で は

壁 脚 位 置

ずる

引 張 合 力

圧 縮 合 力

通 常

耐 力

計 算

す る と きに

仮 定

さ れ る

あ り

実 験 結 果

で の

壁 脚 位 置

縮 応 力 分 布

げ 理

仮定

す れ

実 験結

す る は

であ る。

 

Fig.

7

実 験 結 果

最 大 耐 力

本 報

のマ クロ モ

ル お よび

耐 力 略 算 式 (

ll )

に よる

計 算

と の

比 較

示 す

図 中

試 験 体

th3}

実 験 結 果

曲 げ破

壊 と報 告 さ

れ ている

お よ び

ん断 破 壊 と報 告

ていて

最 大 耐 力 時

引 張 柱 主 筋

およ びほ と ん どの

T

  魄/

 一一

ro

”   P6s

  / /    

/ ’

9

/ /

(・}C。mp ・es・iv・・t肥nglh 。f c・。c・etel°, ヒ ft1! uり ・

  6

tua      

σ

‘ヒ 〆di

{k

ノぴレ

_

…一

20    tO    60 (b)AxiaHo・ce6,

r.

lkg / c

t

     

/ /

   

/ /

  

/。

K

1。・ 《

(c} Reinforcing bar of  wallGl

 

〔d)Main reinforcing  ba[of  column6 }

 

〔e)

 

Heigltt span  ratio6 }

T

ζ

s/ c

) ]co

O

     Experiment Macroロodel Eq

 P・叩 。sed by HIROSA−AY’

一一一

  Fle にura置 t』eory  (Eq

11

))

       

(f)

 

Depth of  co[umn4 }

Fig

6

 

The

 effect  of  various  

factors

 on  the ultimate  strength  Df shear  walls

94

(5)

NII-Electronic Library Service

縦 筋

降伏

認 さ れ ている もので あ る

     

Mu

Tr・

i

十 〇

5

 vTr

1

十 〇

5

 

N ・1・

 

ユユ

 

より

マ クロ モ デルの

計算結

して いる が

耐 力

で は

せ ん

応 力 度

レ ベ ル の

試 験 体

して

最 大 耐 力

よ り

き め

評 価

して いること が わ か る

な お

e

関 数 法

に よ る

曲 げ 耐 力

B

切 計 算 結 果 も

Fig

7

b

τ

exp

(kg/di) 100     免

   

9

゜ _ 、

_

_

1

ce o     s

血側

 

i

巳o

       

 

 @D.0      

 

τ

acro (k8 /面

3^

認 。 B100 (掴 )  hacro 團

e1

@

 

 

 

 

 

 

 Q u

儲慧

muo 叮區o.即 ■ 0 」 8 (kg /dl     O     

 

 

 

200Cb

 F且e

ura且t

ory

Eq

.〔i1 )) Fig .ア Comparison  between  experimental  and

 

lcula

d

 

re

一 sults

 

 

 

iN 广

ホ|

一「碍

「一 一一 一

一 一 一 一

I

 

 

 

 

 

 

I

    :

@i

E彗 

e     t ξ kユhFig

8  The  

vertical

 reaction , C, and th

@distance

 

Qf

 eccen吐

ric

.     

tity

,  e , 

 

th

e

b

e o @

ear

 

ll

r

 

  09 語 、O

o )

o

一 a

Re

ノiqfi

 

C N ゜ t

1  

〔b )

駕 D.  OOpL−

,.    e

CTO( 

03Ddi3

」 臼nGe 

q

「eGGe 目しrユ

Gity

、  eFig .9 The 

vertical

 

reacti

M

,  

C

 and  

distance

 

Qf

 eccentriclty ,  

 e ,

ca

u

ated

 

by

 

FEM

 and   macro  

m

el

あっ

 

よ う

結 果

な る 理

マクロモデ ルを 用い

る こ

とによ り 以 下 の よ う 説

で きる

ここ で , 考

察 を

にする

め に,

筋 の 機

構 に

ら れ る

筋 比

P

翫 が

0

す わち ,

付 帯

ラー

拘束 機 構

み の

に,

耐 力 が 最大 な る 場合

に とっ

検討す

。  こ のと き

耐震

力 は, 次 式

与えら

る。  

 

 Mu

;ε

M

=Tv・

1

5

 

FT

1

〇 .

5N

1

    

  

N

tll

+(

a

β

λ

 

tan eHl

−(

a

β +

1

 

   

  

λ

tan

θ

Vl2

1

tan2

・・

・ ’

… … … (

12

12

ll

の 曲 げ

耐力略算

式 の 比

較に よ り, 式 (1

j

では

,曲げ

耐力

略算式に,

式に

す曲

ー メント の

AMu

が 付

とに な

。   

 

AM

=−

N

。  t 

ll

a

+ β 一

1

) λ

tan

θ}

 

  

 

  

・il −

α一

β

1

)λ

tan

θ

A2

1

tan2

θ )

 

 

  

 

 

   ……

… … ・

・ …

… ・

… … … ・ ( ユ

3

u

は ,

14

) , (

15

)に

示 す 斜 コ

ン クリ

ト レー ス

よる圧

の 壁

で の鉛

向反

C

位 置の 圧 縮

芯か らの偏 心 距

の積 と

な っ て

いる(Fig .

8参照)。

 

 

 

C =

B11

α

β

1

λ

tan

θ

V

(1 +

tan

’θ)   

 

  

 

    …… …

・ …・ ・

… …… 一 ・

14

  

e

一 (

α

β

1

)λ

tan

θ} /

2

… … … ・・

… (

15

が っ

AMu

げ 耐

力 略

算 式 仮定し てい

力中心

距 離と

, 本

報の

モデ

に よる それ と

相 違 よ っ て 生 ず る

曲 げ モ ー メン ト

の 変

分を

味し て い る

4

} 。

 

Fig

9

, 式 (

14

),(15 )による

C

e

, そ

れFEM 解 析結 果 と 比

較した

ので

E5

で 検 討

対 象と し た

FEM

結 果

,  Table  

1 中

の 耐 震 壁 のうち , 本 報 の マ

に よ る

算 結果 で ,横 筋 の

機 構

に用 いられ る

P

が 0 の

6

ある 。図より ややバラツキも見られるが, 両者はほぼ対応 しており,Cとeの積であるAMuは妥 霸\鉾Vζ

4

l

(6)

当 と 思 わ れ る

こ れに

して

11

略 算 式

で は

に e

=0

して い ることにな る。 ま た

,Fig,

10

Table

 

1 中

Wall

#1

と し

壁 脚 位 置

直方

応 力

分 布

図 を 示 す。

より,

FEM

解 析

とマ クロ モ デ ル に

応 力分 布

その

形 状

な る

の の

縮 領 域

類 似

し て い る の に

e 関

数 法

に よ る

算 解

応 力 分 布

縮 柱 側

き く

っ て お り

FEM

解 析

と か な り

なっ た

傾 向 を示 し

て い る。

 

この よ うに

理 論

で は

略 算 式

および

精 算 解

脚 位 置

の圧

縮 応 力

分 布

FEM

解析 結 果

とか な り

なっ ていること が わ か る。 これ は

本 来 線 材

に モデル

で き る

部 材

適 用 す

べ き

理 論

で は

ひ び わ れの

発 生

構 造 化

影 響

でき ないた めで

る。 こ の た

通 常

曲 げ理 論

最 大 耐 力

結 果

実 験 結 果

FEM

解 析

と あ ま り

適 合

し な く な っ て い る。 これに

し て

本報

の マ クロ モデル では

最 大 耐 力

計 算 結 果

実 験 結 果

FEM

解 析

耐 力 と良 く適 合 し

て お り

こ の

影 響 を 適 正

評 価

し て い る と

え られ る

 

5.

耐 震

壁 の

最 大 耐 力

へ の

横 筋

効 果

関 す る考 察

 

曲 げ

せ ん

断 加 力

ける

やは り

部 材

で は

主 筋 量

な く, い わ ゆ る

壊 型の場 合には

降 伏

さ せる

程 度

にせ ん

断 補 強 筋

配 置

さ れ ていれ

, そ れ

にせ ん

断 補 強 筋 を配 置

して

耐 力

は ほと ん

ど 上 昇

し な い。 そ れ に

し て

主 筋 量

軸 力

き く な り

主 筋

降 伏

しないせ ん

断破 壊 型 とな

場 合

ん断 補 筋 量

耐 力

寄 与 す

よ う

にな るこ

認 め

られて い る。 これ に

し て

耐 震 壁

場 合

に は

壁 補 強 筋

通 常 縦 横 等 量

配 置 さ

れるた め,

横 筋 単 独

耐 力

へ の

効 果

十 分

には

明 ら

かに

れてい

  本章

では

,FEM

に よ る

数 値 実 験 結 果

本 報

のマ ロ モ デル によ り

耐 震

へ の

横 筋

効 果

につ い て

す る。

 5

1 

曲 げ 降 伏

有 無

に よ る,

耐 力

へ の

筋の効

    相

 

耐 震 壁

最 大 耐 力

へ の

横 筋

調

べ るた めに

筋 比 を

パ ラ メ

タ と す る

,FEM

解 析

に よる

数 値 実 験

実 施

した。

数 値 実 験

,Table

 

2

す よ うに

さ ス パ ン

1

51

0,

75

2

種 類

と し そ れ ぞれ

柱 主 筋

量 を

2

種 類

変化

さ せ た

4

を 設 定

スと も に

横 筋

比の み を

変 化

させ た

  Fig

11

数値 実

最 大 耐 力

Qu

筋 比の関

Table2Dimensions

 and materjal  properties of   shear  wa 且

1s

analyzed  

by

 

FEM

C旨se CQIumnP     〔% } P

 (% ) h

×

己  〔cm ,ag {G )φ¥ 1150x1005

o3500o

2

1

2o

4 2

10

0

D

2

2

375xtoO5

o

D2

1

2

4

10

0

02

2

57

96

C  mon

 

matters eodumn  l2cm刈2Gm Beem   !OCPt

〜DGm Wa卩1 【hl

koe

S   昌5

m  oep

o

4s

らtirrUP

ロ お

響編

c調 AxI

δ

1「OrQ

o

こ こ で

,FEM

解析結 果

制 御 解 析

場 合

では

力の

最 大

と なっ た

荷 重 制 御 解

場 合

で は

数 値 計 算 誤 差

き く な り,

不 能

とな る

直 前

荷 重

と し た

近 く に

し た

引 張 側 柱 主 筋

壁 縦 筋

降 伏 耐 力

す る

,FEM

析 結 果

最 大 耐 力 時

壁 脚 部

引 張 側 柱 主 筋

縦 筋

引 張 合 力

図 よ

最 大 耐 力 時

の 壁

合 力

横 筋 比

増 加

と と もに

大 する

が み ら れ る

た,

引 張 合 力

降 伏 耐 力

9

割 程 度

FEM

解 析 結 果

れ ば

引 張 側 柱 主 筋

お よ び 圧

縮 側

柱 近

くを

く ほとんどの壁

筋 が

伏 してい る 状 態

と なる

きの

横 筋 比 を境

に して

そ れ

ヒに

比 を

し て

最 大 耐 力

は ほ と ん ど

増 加

し ていない こと が わ か る

 

し た がっ て

耐 震 壁の場 合 も 柱 やは り部

と 同

横 筋

耐 震

壁 を

降伏

さ せ るの に必

分 な

量 以 上

配 置

さ れ てい る

場 合

に は

す で に

曲 げ 降 伏

す るこ

と が

保 証

さ れて いる ので

によ る

耐 力 上 昇

はな く,

横 筋

が そ れ

以 下

に は,

曲 げ 降 伏

必 要

横 筋 比

ま で は

横 筋

増 加

によ り

上 昇

する ことにな

 

5

2

  耐

震 壁 の曲 げ

伏に必

十 分 な 横 筋 比

 

こ こ では

横 筋

増 加

耐力

上 昇

寄与

する かど うか の

境 界 点

と な る

す な わ ち

耐 震 壁

曲 げ降 伏

要 かつ十 分 な

筋 比

Pwh

本 報

のマ クロ モ デル か ら Q

“on )

7

O

02 Q

CtOn} ・

1

,、 IO 蓼 郡

臣 〆 ’

伽0 

2

o

甑 β

e【9 [

z翩% P

L{鮒 a

ζt

n] 4 Case 

1

a

〔L“n) 50 1

0    2

0    3

O 40 30 20 ◎   Case 

2

  O

B8       0

91

00

 

d

”.

◎ o

co      

re

ta s

m       [

leli        

    !

  ’

  〆

! §

  1

o

 

M

一騨

gEq

,姻

h  HdMVII

A

− −

Flenral

 

Lheety‘Eq

 

11)         PrL 〔鰯 10     2

0    3

0     艶 se 

3

              Case4

(7)

NII-Electronic Library Service

推 定

する こと を 試み る。

 

な お

以 下

議 論

におい ては

横 筋

機 構

構 成

す る

筋 比

し て

付帯

メ ン の

束機

にお ける

a

=y

h

β

=yt

h

変 化

し ない と

仮 定

して い る。

実 際

には

α と

β

横 筋

機 構

い られる

横筋

比 と と もに

す るた め に

Pwh

を より

厳 密

計 算

す るに は

,2

で述 べた よ う な

れ ん

計 算

が 必

る。

 

Pwh

を 求

め る に は

横 筋

機 構

PWh

形 成

さ れ る と した と き に

付 帯

メ ン の

拘 束 機 構

に お い て

え ら れ た

引 張 側 柱 主 筋 と 壁 縦 筋

して

式 〔

9

ょ う ど

満 足

さ れ る

場 合 を 考

え ればよ い

式 (

9

下 式

考 慮

し て

       

1v6

No

1

2P

凵バ w σ r

fl

       ,

N

N

PWh

w σr

tl

     

γ

Tr

 

Pwh’

 w σ r

 

th

PWh

につ い て

理 す る と

16 )

ら れ る。

    

Pwhニ

2

 

Tv

十vTv 十

IV− hNo

2

        

1

1

2

λ

tl

眇σ

 

t−…

 

 (

16

ここで,

    

λ3

1

α+

β

1

α

β

1

λs

       

a

β

一1

λ

 

α十

β

1

2λt十

1

た だ し

M

0

条 件

か ら, 

Pw

、t≦vft

2

 wcrr

る。

16 )

Pwh

本 報

のマ クロモ デル か ら

推 定

さ れ る

震 壁の 曲 げ 降

に必

要 十 分

横 筋 比

で あるif5,。

 

16

妥 当 性 を 調

べ る た

Fig

 

ll

FEM

数値 実験 結

PWh

値 を 示

し た。 こ こ で

 

Pwh

算 する ための

a と βの

 

P

O

と し た と きの

1 )

k

)式

角 度

か ら

ま る

値 を 用

い た

 

柱 主 筋 量

ない

Case

 

1

3

 

Pwh

に な っ て い る の は

横 筋

が な くて も,

震 壁

曲 げ 降伏

する こ と

を 意 味

して お り

,FEM

数値実

験 結 果

で,

横 筋

増 加

して

耐 力

上 昇

して いない こと

と対 応

して いる

QmaCrO /Qmax 。

t

。 。 o

6 o

4 O         ooo     O

 

o

Oo       μ

Rv/RY

   2

0     4

0       6

0 o

9i

ま た

,Case

 

2

お よ

4

C

 

PWh

値 が

 

FEM

数 値 実

験 結

果で

横 筋

増 加

に よる

耐 力 上 昇

がな く なると きの

横 筋 比

とほ ぼ

対 応

し て お り,

式 (

16

推 定 式

妥 当

わ れ る

 

こ れ に

し,

Fig.

ll

に は

従 来 曲 げ 耐 力

とせ ん

断 耐

般 的

と し て

い られ て い る

曲 げ耐 力

算 式 (

式 (

11

広 沢 式

計 算 結 果 も示

され て い る

沢 式の

耐 力 略 算 式

値 以

下の場

には

にせ ん

断破 壊

判定

さ れ

横 筋

増加

に よ り

耐 力

増 加

す る と

推定

さ れ る

し か し

,Case

 

3

FEM

数 値

験 結 果 は

上 記の予 測 と まっ た く 違っ た 傾 向 を 示 して いるe

ま た

,Case

 

2

3

4

において

 

FEM

果で

横 筋

さ せ て も

し な く な る と きの

筋 比

広 沢 式 に基づ い て予 想 され る

よ りは か な り

さく なっ てい る ことが わ か る

 

6.

耐 震 壁

じん 性

につい て

  本 章

で は

マ クロ モ デ ル による

計 算 結 果 を指 標

とし て

耐 震 壁

の じん

推 定

す る ことの

可 能 性

検 討

す る。

 

実 験 結 果

5,」°〕

1]) じ ん

終 局 時 部 材 角

Ru

外 縁

柱 主 筋

最 初

降 伏

し たと きの

材 角 Ry

し た じん

性 率

μで

評 価

し た。 こ こ で

Ru

最 大 耐 力以 降

耐 力

最 大 耐 力

80

% 以 下

低 下

し たと きの

部 材 角

と し た

 

じん

性 を

する ための

指 標

とし て は

2

つ の

を採 用

し た

   

本 報

で のマ クロ モ デ ル に よ り

計 算

さ れ る

最 大 耐

Qma

。。。

曲 げ 降 伏

わ ずに

破 壊

す る と し た と きの

最 大 耐 力

Qmax

し た

値 (

Qmac

。。

Qma

,、

こ こ で,

Qm

。x は

降 伏

破 壊

す る よ うに

主 筋

を 十 分 大 き な 値 と し

文 献

2 )

に示 し た

方 法

に よ り

し た

   

マ ク ロモ デル による

計 算 結 果

の圧

縮 側 柱 脚

負 担

せ ん

断 力

Q

計 算 結 果

最 大 耐 力

Qma

.m で

除 し

Q

Qmacr

。 tQ /Q

xcr

0

6 D

4 o

2     o 。

簿

  oo ∂ μ

R

/馬

゜ 〔e) Qmacro /QmaH

μ 2

0    4

0    6

0 〔b)rQI

 

Qma

ro 「 μ

Fig

12 

Ductility of s

ear  wa 亘【s

97

Table   l   Dimensions   and   material   properties   of   sheai   walls         analyzed   by   FEM spec セ η  P 司 1 障 ろ 2 解 W 卜 3 梱 .1 製 一2 . .2 』 . W ・ II − M Re 「 erenceAOYAM バ CH 旧 ぜ 】 TAKAD メ h   κ  2 ■ lo × 2 叩 了 o 困 50120  x   200 ‘ 20x20u Column40

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