NII-Electronic Library Service
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
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
正 会 員 正 会 員 正 会 員白
狩
町
石
野
田
芳
亘
郎
*_
**寛
* * *1
.
はじ
めに筆 者 等
は,
前
rv1LZ
}におい てFEM
解 析 手 法
によ
る数
値 実 験 結 果
や既
往
の実 験 結 果
に基
づき,
鉄 筋
コ ン ク リー
ト造 耐 震
壁の最 大 耐 力
を推 定
す るためのマ クロ モ デル を提 案
し,
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 力場
理論
B)に付 帯 柱
の せ ん断 力
負
担 を考
慮 し た もの で,
曲 げ破 壊
か ら,
せ ん断 破 壊
まで の耐力
を一
貫
し て計算
す ること がで き,
実
験
結
果
と の対
応
も良 好
で あっ た。
し か し,
この マ クロモ デル で は,
耐
力 を 計算
す る た めに,
多
数 回の収
れ ん 計算
を 必要
とし,
最 大
耐
力
の推定
式
も陽
な形
で は,
表 現
さ れて いな か っ た。一
方
,
既
往
の曲
げせ ん断加 力
の耐 震 壁
実
験
結
果
をみ る と,
曲
げ破 壊
の みな ら ず,
せん断 破 壊
と報 告
さ れて い る耐 震 壁 も含
めて,
その多
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
が降 伏
し て い る(
以 下 本 報
で は,
この よ う な場 合
を,
曲
げ降 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
の曲 げ理 論
による値
に は達
して い ないも
のが多
い。
本 報 告
で はこの点
に 着 目 し,
前報
u・
2切 マ クロモデル を最大耐 力時
に耐
震 壁
が曲
げ降伏
し てい る場
合
に限
定
し て適 用
し,耐 力
の推 定 式 を
陽 な形
で誘 導
す る。
このマ ク ロモ デル と曲
げ 理論
との比 較 検 討
か ら,曲
げ降 伏 後
の最大 耐 力
は, この よ う なマ クロモ デルを採
用 す ること に よ り,
機構 的
により正 し く把
握
さ れ ること を示
す。』
さ ら に
,
耐 震 壁の耐 力
へ の横 筋
の効 果
と曲
げ降伏
を 保
証 す
る横 筋
量 につ い て考
察
す る とと も
に,
耐 震 壁
の じん性
につ い ても,
こ の マ クロモデ
ル によ
る耐 力
の計
算
結
果
に基づ いて あ る程 度 推 定
で き る こと を示
す。2.
マ クロモ デル本 報
で の マ ク ロ モ デル は,
文 献
1
)
と 同様
に,
頂
部
に水
平荷 重
を 受 け る片 持
形 式の耐
震 壁 を 対象
と してお り,
耐 震 壁
のせ ん断 抵 抗 機 構 を
,横 筋
に よ る機 構
と付 帯
ラー
メ ンの拘 束 効 果
に よる機 構
に分
け,
耐 震 壁
の耐 力
は,
両
機 構
の耐 力
の和
と し て評 価
さ れ る と考
え るも
の である。
* (株 )熊 谷 組 原 子 力 開発 室 建 築 技 術 部・
工修 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61ij
12月9日原 稿 受 理1
た だ し,
文 献
1
)
で のマ クロ モ デル に よる計
算結果
の斜
コ ン ク リー
トプ
レー
ス の形 状
は,
引 張 側 柱 頭 付 近
で,
FEM
解 析 結 果
の主 応 力 図 と
や や相 違
が み ら れ た(
文 献
1>
,
図
一
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
が考 慮
されて い る。
こ の マ クロモ デル は
,
設 定
し た機 構
の力
のつ り合
いを
満
足 し,
材 料
の破 壊 条 件 を 冒 さ
ない という条 件 下
での耐
力 を与
え る も ので,
下 界 定 理
に基
づ くも
の であ
る。
本
報
では,
曲
げ降 伏
後
の最 大 耐 力
を対 象
と し て お り,
引
張 側
柱
主 筋
およ
び壁 縦 筋
は,
最 大 耐 力 時
に降 伏 耐 力
に 達 し ているも
の とす
る。 ま た,
頂 部
の は りは剛強
であ
る こと を前 提
とし,
そ の破 壊
は考 慮
し て いない。
な お
,
以 下
に用
い る記 号
の説 明
は, ま と め て末
尾に示
す。2
.
1
横 筋
の機 構
こ の
機 構
は,
Fig
.
1
のよ う
に,
横 筋
の応 力 と
それ につ り合
う4se
コ ング リー
トブ
レー
ス の圧縮 力
,
柱 主 筋
の応
力
お よび軸 方 向 外 力
に よっ て構
成
さ れ る ものと する。 こ の機 構
に よる壁脚 部
の曲
げモー
メ ン トwM は,
次 式
と な る。
wM ; γ
・
T
ジ1・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
(1 )
2
.
2 付帯
ラー
メ ンの拘束機構
この
機構
は,Fig.2
の よ うに,
付 帯
ラー
メ ン の軸 方 向
抵
抗
,
曲
げ お よび
せ ん断
抵
抗
,
縦 筋
の応 力
,
軸 方 向 外 力
お よ び斜
コ ン クリー
トブ レー
ス の圧 縮 力
にょ り構 成
さ れ るも
の とす
る。 こ こ で,
圧 縮 側 柱
およ
び引 張 側 柱
は,
そ れ ぞ れ,
脚
部
お よ び,
頂 部 加 力 芯
を固 定 端
とす
る片 持 柱
に モデル化 し, 壁板
の斜
コ ンク リー
トブレー
スが付 帯 柱
に ぶ つか る高
さYc
,
yt
は,
付 帯 柱
固定
端
の曲
げモー
メ ン トが,
終
局曲 げ
モー
メ ン トに達
す る と きの値
と して計
算
するt「1)。
こ の
機 構
の鉛 直 方 向力
のつ り合
い よ り,次 式
が得
られ る。
(
1
一
γ)
Tv
十vTv 十¢C
十,N
=
vf2・
,tllCOS2
θ十
(
Yc十yt
− h
)
sin θcos θi
…
…………・
・
(
2
>
壁 脚 部
の曲
げモー
メント
,M
は,
下 式
と な り,
,
M
=
O
.
5
〔
(
1
一
γ)
Tr
・
1
−
‘C
・
1
一 91 一
N工 工一
Eleotronio Library十 ン
fl
・
,t1
〔
Yc
−
yt
十h
)
lsin
θCOS
θ+
(
Yc
+y
,− h
)(
Yc
−
yt
+h
)
sin3 θ1
〕
・
・
…
(
3 )
式
(2 )
よ り‘C
を求
めて式
(3 >
に代
入 する と,次 式
が得
ら れ る。
,
M
;(
1
一
γ)
Tr’1
十〇.
5
げT
ジ1
十〇.
5
,Ngl
− IVGI
{
1
+〔
a +β
一1
〕
λtan
elll
−
(
a一
β
+1
)
・
λtan
θ}
/
12
(
1
十tan2
の
1
…
………・
・
…・
(4 )
こ こ に,
α
=
Yc
/
h,
β
;
yt
/
ん,
λ=
=
h
/
1,
N6 =
vfち
。
,tt
式
(
4
)
中
の,
斜
コ ン ク リー
トブ
レー
ス の角 度
θ は,
壁頂
部の 曲 げモー
メ ン トの つ り 合いか ら,
式(
5)
と な る注2) 。λ,ハ
11
tan
θ==2
(
Sm
十 rN 十 λINS)
・
{
1
+1
+4
駲
+灘警
翫捌
}
・
9・
・
・
・
・
…
曁
・
…
一
噛
・
…
9・
・
…99・
・
・
・
…
(5
)
とこ ろ で, こ の
機 構
の せん断 力
は,式 (
6
)
と な る が,ノ
Q
+,Q
=1V61tan
θ+(
α+β
一1
)
λtan2
θ}
/
・
(
1
十tant
θ〉
・
…………
……・
…・
…
(
6
)
このせ ん断 力
は,斜
コ ン クリ
ー
トブ
レー
ス の角度
が,式
(
7
)
の と き に最
大
と な り,
式 (
8
)
で与
え ら れ る。
1
.N Q厂
一
一
一 一
一一一一一一一
一一
一』
一
一
一
「 卩 → 1旨
1
}
旨
1
11 : 旨「
45P
I I I l I ,・
・,
1
}
.N
,・
・.
1
マ
・1
:
1
幸
≡
≡
斗
≒
≡
≡≡≡
≒
il
岡
L
=
一
一
IN
hFig
.
1
Shear
resistant mechanismbased
Qnhorizontal
rein−
fQrcement
N↓
Q 」1
…
,芒
』
F
≡
く
ヨ
i
,
テ
≡
≡
一
淵
i
l.
TY 1…
\
1 宦C}
旨旨
yG静
コ覗
。 [一
Q
匸
罰
「
}
− 1 甲一
一
了
一
T一
暫
一
」
二 晒 LI
亠 「 レ}
r 厂一
=
L盈
Fig
.
2 Shear
resistant mechanismbased
on 【estriction of thesurrounding
frame
一
92
一
tan
θ=
(
α+β
一
1
}
λ+(
a +β
一1
)
t λ2+1 …・
(
7
>
!
Q
+,Q
=
NG
1
(
α+β一
1
)
λ+(
a +β
一
1
)
tλ2+1V2
・
甲
・
・
・
…
甲
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
(
8
)
この と き の鉛 直 方 向 力
のつ り合
いは,
式 (
9 )
と な る。2 (
1
一
γ>
Tr
+ vTv=
Nl
ll
−
(
α+β一
1
)
(
α一
β一
1
〕
λt−
(
a一
β
一
1
)
λ(
α+β
一
1
)
2λs+1
}
/
2
−
,N
・
・
・
・
・
・
・
・
…
甲
・
・
…
一
一
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
(
9
)
い ま
式 (9 )
で,
左 辺
〉右 辺
とな るよ うに,
柱 主 筋 と
壁 縦 筋
が配 置 さ
れて い る場 合
,
引 張 側 柱 主 筋
と壁 縦 筋
の降 伏 を仮 定
した式 (
4
)
の ,M
は,式 (
8
)
に加
力 点
高
さh
を乗
じ た値 以 下
と な る た め,
下界 定
理の立 場
か ら,
こ の場 合
に は柱 主 筋
や 壁縦
筋 は降 伏
せず
に,
付 帯
ラー
メ ン の拘 束 機 構
が形 成
さ れ る と判
定
さ れ, こ の機 構
の せ ん断 力
は式
(8 )
で与
え られ る。
しか し,
本 報
の マ クロ モ デル で は, a とβ
の計 算
は,
柱 主 筋
の降 伏 を前 提
とし ている た め, こ の よ う な場 合
は,本 報
の マ クロモデ
ルの適
用範 囲 外 と
な る。
2
.
3
耐 震 壁
の終 局 曲 げ
モー
メ ン ト耐
震 壁
の終 局 曲 げ
モー
メント
Mu
は,横 筋
の機 構
によ
る wM と,
付帯
ラー
メ ンの拘 束 機 構
に よ る 躍 の和 と し
て表
さ れ る。Mu
=
wM 十,M =1
「r・
1一
ト0.
5
vTr。
1
十e.
S
(
N 一
認
)
1
−
N6111
+(
α+β一
1
)
λtan
θHl
−
(
α一
β
+1
)
・
λtan
θ1
/
12
(
1
十tant
θ}}
・
…・
…
…・
……
(
10
)
こ こ で,
耐 震 壁
の耐 力
は,横
筋
を すべて有
効
と し た場
合
に最
大
に な る と は限
ら ない。
本 報
で は,
横 筋
の機 構
に用
い ら れ る横
筋
比P
畆
を
0
か ら,実 際
に配 筋
さ れ て い る横 筋 比 ま
で漸 次 変 化 さ
せ,
Mu
が最 大 と
な るも
の を,
耐 震 壁
の耐 力
と した。
3.
マ クロ モデ
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
を,
FEM
解 析
結
果
や既
往
の実
験 結 果
と比 較
す る。 こ こでFEM
に ょ る解
析 は,Table
l
Dimensions
and materialproperties
of sheai wallsanalyzed
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 ×2020×2010 ×1030 × 30 30x30}
誓 o一
萋
6Beam40 ×3D15×
1030×
30 30x30 wallth 齢 S 田
.
93,
0 8.
0 8.
o COIumnD ■2−
D1320−
4.
0唇
4−
D15、
2−
DlO8℃161:Bll1
:Bll
Beam6D293 { }22 臼一
1,
0910−
D198−
D22“
.
1
ヒ蘯
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一
@67 StlrruPD10−
@1001.
4。一
@50D13−
@50D13−
@5 r.
c 〔k齢 } 29了 2〜429134 了 353352235 〇一
U」
呂OQf 咤
〔k9ゆ レ 23、
61.
2π 2B,
132、
133.
駐 24,
5 盲8.
8一
§
ミ臨 臨
・
び 36802130382 “ 382036203820 桝 3 謳}
匡
E麟
躍
・ 36202990420D4200420039504152Axial
force〔tonl24
.
巳 5.
4 532 63.
2NII-Electronic Library Service
Table
1
に示
す8 体
の耐
震 壁 試
験 体
に対
し て行
っ てい る。
な お,FEM
解 析 プ
ログ
ラム の妥
当
性
につ いて は,
文 献
1
)
で検
証 し.
解析 結
果 が実
験 結 果 と よ く 適 合 す る こ とを
確
認 して い る。3
.
1
最 大 耐 力 時
の状 況
最 大 耐 力 時
の状 況
につ い て,
既往
の実
験結
果お よ びFEM
解
析 結
果 とマ ク ロモ デル に よる計 算 結 果
との比 較
を
Table
1
中
のWall
#
1
,
Wall
#
1
”
お よ
びWI −
3
の3
体
を例
と して,Fig.
3
に示
す。
本 報
のマ ク ロ モ デル で は,
文 献
1
)
の マ ク ロ モデル に加
え て,引 張 側 柱 頭
の せん 断 力 負 担 を考 慮 した
が,
計 算
結
果の斜
コ ンク リー
トブレー
ス の形 状
が,
文 献
1
)
のマ クロモ デル に比
べて,FEM
解
析
結
果
の主 応 力 図
と, さ らに良
く対 応
して い る(
文 献
1
)
,図
一
19
参 照 )
。
ま
た,
斜コン ク リー
トブ
レー
スの形状
は,
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,耐
震 壁
の せ ん断 抵 抗 機 構
の モデ
ル化
は,実 状
に近
いも
のと
考
え ら れ る。3
.
2
圧縮 側 柱 脚 部
の応 力 状 態
付 帯 柱
に対 す
るモデ
ル化
の妥 当 性 を検 証
す る た めに, 圧縮 側 柱 脚
の応 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 比較
し て,
Fig
.
4
に示
す。
図
よ り,
や やバ ラツキ も み ら れ る が,
付 帯柱 を 大 胆
に片 持 柱
とモ デル化
し た に も か か わ らず
,
両 者
は比 較 的 良
く対 応
して い る。
3
.
3
最 大
耐
力に関
す る既 往
の実 験 結 果
との照 合
頂 部
に水
平
力
を受
け る片
持 形 式
の耐 震 壁
132
体
圃 に つ い て,
実
験結 果
の最 大 耐 力
とマ ク ロ モデル による計 算
結
果
を比
較
す る。Fig.
5
に.
実
験 結 果
を計 算 結 果
で除
した値 (
rex,.
/
τmacr 。)
と,
壁補 強 筋
比(
Pw
>
, コ ン ク リー
ト圧 縮 強 度
(
f2
)
・
お よ び,
高
さス パ ン比 (
ん/の と
の関 係 を示
す。
図
よ り, レ 澄、
.
ウ
.
・
彫’
二
・
ダ
日毳11#1”
(a) Creck distribuしiens (Experiment)
レ
,
iii
、
:
’
覧
玉
こ
」丶
(b) Principal strgss dLsしrib腫tio且s (FE目)
rMFE
鬥
(いm)20
レ
(c) Concrete dtngonal struts (四acro modeD
Fig
.
3
Comparison
between
calculated and experirnental re.
su 【ts at the ultimate state
ぞ
一 一 一 (a)nement o/
rOr匚
v (し) 100 〔b) n翼i8且 「O「C已 100 o、
.
、
o〆
rQ岡‘
.
。
CO (c) Shear force100Fig
.
4
Moment
,
axial and shearforces
at thebase
ofcQmpressiQn co 監umns calculatedby
FEM aロd
macTo model一
93
一
L
L
q a £.
冒 D \ 嚢。
ド
(a) τ OXP.
ノτmn匸
eo
−
P凵
{
戀
1
葉
o.
611
・
4 」1,
2丶
1.
・50
.
8e
.
6
f.
’
(ks/en:) − 200 400 60D (b》τ
臼
冨
g,
〆τ囗
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瓣
OOO O靆
oa一
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2D% 舳略
1開
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¢町
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ノreecre F.
1、
03 S軸 団 面正8U露
o”
・
0、
12 h/¢ 1.
0 2.
O (c) τ e麗
,
.
!τ顔
昌
‘
ro−
hllFig
.
5
Comparison
between
experimental and calcu 且ated results実 験 結 果
と計 算 結 果
の比
は,Pw ,
f2
およ
びh
/
l
の変
化
に よ り差
は み ら れず
,
計算結
果
は実 験 結 果
と よく対 応
し てい る。
なお、
132
体の実 験結
果 と 計算 結 果
の比の平 均
値
は,LO3
で あ り, そ の標
準 偏 差
は,
0
.
12
と なっ て お り良 好
な結 果
となっ て いる。
また
,Fig.
6
に は,
耐 震 壁
の最 大 耐
力に 影 響 を 及 ぼ す各
因 子 を独 立
に変 化 さ
せ た既 往
の実 験
結
果
4L6 〕,
10}とマ ク ロ モ デル に よ る計 算 結 果
とを比 較
して示
す。
図
よ り,
マ クロ モ デル に よ る計 算結
果
は,
実 験 結
果の最大 耐 力
と よ く対 応
して おり,本 報
のマ クロ モデ
ルでは,各 因 子
の変
化
による影 響
が良
く評 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
耐
力
の略
算
式
(
式
(
11 ))
, お よび
,
広 沢
式 (
文
献
9
)
,
式
(
4,6,
2)参
照
)
に よ る計
算 結 果
も 示 して あ る。
4.
耐
震 壁
の曲 げ
降
伏
後
の最
大耐 力
に関 す
る考
察
既
往
の曲 げ
せ ん断 加 力
の耐
震 壁
実
験
結
果
を み る と,
曲
げ破 壊
の みな らず
,
せ ん断
破 壊 と報 告
さ れ てい る耐 震 壁 も含
め て そ の多
く が,引 張 側 柱 主 筋
およ びほ と んどの壁
縦 筋
の降 伏
を伴
っ て最 大 耐 力
に達
し て い る。 こ のよう
な状
態
で は,
壁 脚 位 置
に生
ずる引 張 合 力
と,
圧 縮 合 力
の値
は,通 常
の曲
げ耐 力
を計 算
す る と きに仮 定
さ れ る値
と同
一
であ り,
実 験 結 果
で の壁 脚 位 置
の圧縮 応 力 分 布
が,
曲
げ 理論
の仮定
と一
致
す れば
,
実 験結
果
は曲
げ耐
力
と一
致
す る はず
であ る。Fig.
7
に,
実 験 結 果
の最 大 耐 力
と,
本 報
のマ クロ モデ
ル お よび曲
げ耐 力 略 算 式 (
式
(
ll )
)
に よる計 算
結
果
と の比 較
を示 す
。
図 中
の試 験 体
th3}は,
実 験 結 果
で曲 げ破
壊 と報 告 さ
れ ているも
の,
お よ び
せん断 破 壊 と報 告
され
ていても
,
最 大 耐 力 時
に引 張 柱 主 筋
およ びほ と ん どの壁
T.
魄/団
り一一
ro+
” P6s/囗
/ //
/ ’9
,
/ /一
(・}C。mp ・es・iv・・t肥nglh 。f c・。c・etel°, ヒ ft1! uり ・レ
ぞ
6.
卜
tuaσ
鹽
‘ヒ 〆diじ
ロ
{k!
ノぴレ認
_影
鶯
瑤
、
.
“
一…一
20 tO 60 (b)AxiaHo・ce6,r.
lkg / c“
t
)/ /
/ /
/。
K
。
・
1。・ 《ツ・
一
一
一
.
一
一
『
瓏
(c} Reinforcing bar of wallGl
〔d)Main reinforcing ba[of column6 }
【
、
ロ
リ〔e)
Heigltt span ratio6 }
T
.
ζ匡
s/ c“
一
) ]coO
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 variousfactors
on the ultimate strength Df shear walls一
94
一
NII-Electronic Library Service
縦 筋
の降伏
が確
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)
図
より,
マ クロ モ デルの計算結
果
は,実
験
結
果
と良
く対
応
して いる が,
曲
げ耐 力
略
算
式
で は,
せ ん断
応 力 度
レ ベ ル の高
い試 験 体
に対
して,
最 大 耐 力
を実
験結
果
よ り大
き め
に評 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
)
と同
様
な傾
向
でτ
exp.
(kg/di) 100 免・
9
尹
゜ _ 、_
,.
鵬
.,
_
。.
1.
ce o s』
血側
餾
i驫
【
巳o国
,
−
@D.0τ
囗
acro (k8 /面3^
認 。 B100 (掴 ) hacro 團e1
@
。
−
%
Q u
儲慧
muo 叮區o.即 ■ 0 」 8 (kg /dl O200Cb
)
F且e:
ura且tory
(
Eq
.〔i1 )) Fig .ア Comparison between experimental andlcula
d
re
一 sultsiN 广
一
一
〒
一
一
一
一
一
ホ|
一「
一
.
一
一
一一
一「碍
「一 一一 一\
一 一 一 一I
I
:@i
\
E彗
・
司,
e t ξ kユhFig.
8 Thevertical
reaction , C, and th@distance
Qf
eccen吐ric
.tity
, e ,th
eb
e o @ear
ll
死
…
r
副
透09 語 、O
〔
層
o )剛
」o
一 a,
Re日
ノiqfi.
C N ゜ t
/
1
〔b )。
駕 D. OOpL−’
,. e閣
CTO(冫
且
03Ddi3
」 臼nGeq
「eGGe 目しrユGity
、 eFig .9 Thevertical
reacti
M
,
C,
anddistance
Qf
eccentriclty ,e ,
ca
u
[ated
by
FEM
and macrom
el
あった
)。
こ
のよ う
な結 果
と
な る 理由
は
本
報の
マクロモデ ルを 用いる こ
とによ り 以 下 の よ う 説明
で きる。
ここ で , 考察 を
簡明
にするた
め に,
筋 の 機構 に
用い
ら れ る
横筋 比
P
翫 が0
のと
き,
す わち ,付 帯
ラーメ
の
拘束 機 構の
み の場
合
に,耐
震
壁の
耐 力 が 最大 な る 場合を
例
に とって
検討する
。 こ のと きの
耐震壁
の力 は, 次 式
で
与えられ
る。Mu
;εM
=Tv・1
十〇
.
5FT
ジ1
〇 .
5N
。
1
−
N
。tll
+(a
+
β
一
ユ
)
λ
tan eHl
−(a
β +
1
)・
λtan
θ
Vl2
(1
十
tan2
)
}
・・一
・ ’一
…
・… … … (
12
)
式(
12
)
と,
(ll
)の 曲 げ
耐力略算式 の 比
較に よ り, 式 (1j
では
,曲げ耐力
略算式に,下
式に示
す曲げ
モ
ー メント の補
項
AMu
が 付
加
さ
れて
い
るこ
とに なる
。AM
。
=−N
。 tll
(
a
+ β 一
1
) λ
tan
θ}
・il −
(
α一β
1
)λtan
θ
}A2
(1
+tan2
θ )
}……
… … ・
…・ …
・
・
… ・… … … ・ ( ユ
3
)u
は ,
式
(
14
) , (
15
)に示 す 斜 コ
ン クリー
ト レー スに
よる圧縮
力の 壁
脚
位で の鉛
直方
向反力
C
と,
その
作用
位 置の 圧 縮側
柱
芯か らの偏 心 距離
ニ
の積 と
な っ て
いる(Fig .
8参照)。
C =
B11
十(
α+
β
一
1)
λ
tan
θV
(1 +tan
’θ)
…… …
…
・ …・ ・…
… …… 一 ・
・
(
14
)
e
=
」
扛一 (
α
一β
十
1
)λtan
θ} /2
… … … ・・… (
15
)し
たが っ
て,
AMu
は,
曲
げ 耐力 略
算 式 仮定し ている
応
力中心間
距 離と, 本
報のマ
クロ
モデル
に よる それ との
相 違 よ っ て 生 ず る曲 げ モ ー メン ト
の 変化
分を意
味し て い る4
} 。
Fig
.9
は, 式 (
14
),(15 )によるC
およ
e
を
, それ
ぞ
れFEM 解 析結 果 と 比較した
も
のであ
E5
)
。
ここ
で 検 討の
対 象と し たFEM
解
析結 果
, Table1 中
の 耐 震 壁 のうち , 本 報 の マク
ロ
デル
に よ る計
算 結果 で ,横 筋 の機 構
に用 いられ るP
が 0 のと
き,
耐
力
最
大
ニ
なった
6
体で
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Vζ4
}
l
当 と 思 わ れ る
。
こ れに対
して,
式〔
11
)
の略 算 式
で は常
に e=0
と仮
定
して い ることにな る。 ま た,Fig,
10
にTable
1 中
のWall
#1
”
を例
と して,
壁 脚 位 置
の鉛
直方
向
応 力分 布
図 を 示 す。図
より,FEM
解 析
とマ クロ モ デ ル によ
る応 力分 布
は,
その形 状
はや
や異
な るも
の の,
圧
縮 領 域
は類 似
し て い る の に対
し,
e 関数 法
に よ る曲
げ精
算 解
の応 力 分 布
は,
圧縮 柱 側
に大
き く偏
っ て お り,FEM
解 析
と か な り異
なっ た傾 向 を示 し
て い る。この よ うに
曲
げ理 論
で は,
略 算 式
および精 算 解
とも
に,
壁脚 位 置
の圧縮 応 力
の分 布
が,
FEM
解析 結 果
とか な り異
なっ ていること が わ か る。 これ は,
本 来 線 材
に モデル化
で き る部 材
に適 用 す
べ き曲
げ理 論
で は,
斜
ひ び わ れの発 生
に伴
うブ
レー
ス構 造 化
の影 響
が考
慮
でき ないた めであ
る。 こ の ため
,
通 常
の曲 げ理 論
によ
る最 大 耐 力
の計
算
結 果
が,
実 験 結 果
やFEM
解 析
結
果
と あ ま り適 合
し な く な っ て い る。 これに対
し て,
本報
の マ クロ モデル では,
最 大 耐 力
の計 算 結 果
が,
実 験 結 果
およ
びFEM
解 析
結
果
の耐 力 と良 く適 合 し
て お り,
こ の影 響 を 適 正
に評 価
し て い る と考
え られ る。
5.
耐 震
壁 の最 大 耐 力
へ の横 筋
の効 果
に関 す る考 察
曲 げ
せ ん断 加 力
を受
ける柱
やは り部 材
で は,
主 筋 量
が少
な く, い わ ゆ る曲
げ破
壊 型の場 合には,
主筋
を降 伏
さ せる程 度
にせ ん断 補 強 筋
が配 置
さ れ ていれば
, そ れ以
上
にせ ん断 補 強 筋 を配 置
しても
,耐 力
は ほと んど 上 昇
し な い。 そ れ に対
し て,
主 筋 量
や軸 力
が大
き く な り,
主 筋
が降 伏
しないせ ん断破 壊 型 とな
る場 合
,
せん断 補 筋 量
の増
加
が,
耐 力
上昇
に寄 与 す
るよ う
にな ること
が一
般
に認 め
られて い る。 これ に対
し て耐 震 壁
の場 合
に は,
壁 補 強 筋
が通 常 縦 横 等 量
に配 置 さ
れるた め,横 筋 単 独
の耐 力
へ の効 果
は十 分
には明 ら
かにさ
れていな
い。
本章
では,FEM
に よ る数 値 実 験 結 果
と本 報
のマ クロ モ デル によ り,
耐 震
壁
の最
大
耐
力
へ の横 筋
の効 果
につ い て考
察
す る。5
.
1
曲 げ 降 伏
の有 無
に よ る,耐 力
へ の横
筋の効果
の相
違
耐 震 壁
の最 大 耐 力
へ の横 筋
の効
果
を調
べ るた めに,横
筋 比 を
パ ラ メー
タ と す る,FEM
解 析
に よる数 値 実 験
を実 施
した。数 値 実 験
は,Table
2
に示
す よ うに高
さ ス パ ン比
を1
.
51
と0,
75
の2
種 類
と し, そ れ ぞれ柱 主 筋
量 を2
種 類
変化
さ せ た計
4
ケー
スを 設 定
し,
各
ケー
スと も に横 筋
比の み を変 化
させ た。
Fig
.
11
に数値 実
験
結
果
の最 大 耐 力
Qu
と横
筋 比の関Table2Dimensions
and materjal properties of shear wa 且1s
analyzed