1
研究 論 文
1
UDC :624.
012.
45 :624.
072.
2 日本 建築 学 会 構 造 系 論 文 報告 集 第355
号・
昭 和 60 年 9 月斜
め ひ
び
割
れ
付 近
に
お
け
る せ ん
断
抵
抗
要
素
の
せ ん
断伝 達 力
に
関
す
る
FEM
を用
い
た
数値解析
に
よ る
検 討
第
3
報
鉄 筋
コ ンク
リ
ー
ト
部材
にお け る
高強 度
せ
ん
断補 強筋
の
補
強 効
果
に
関 す る
実
験
研 究
正 会 員福
原
正
志
*§
1.
序
本
研 究 は,
0
.
2
%Offset
法によ る 耐 力 (以下
,
降
伏 強度
とい う)
が,
約
13
tonf
/
cmZ と高
い強度
を有
す る 鉄 筋を
せ ん断 補 強 筋
と して用
い た と き,
その降伏
強
度
の有
効
な 活 用 範 囲 を 究 明 す ること を 目 的 と し た一
連の研 究の一
部
であ る。
第
一
報
])(
建 論 報
320
号 )
では,
52
体
の逆 対 称 ば
り型
試 験
体〈
bXD
=18cm
×40cm
)
を 用い て,
は りの曲
げ せ ん断
実
験
を行
い,
従
来
あ ま り使 用
さ れ ていな かつた高
強
度
せ ん断 補 強 筋
を 用い た はりのせ ん断 終
局強 度
に及
ぼ す 補 強 効 果 を中
心に報
告
し た。
1
第
2
報
3}(
建
論 報
339
号 )
で は,第
1
報
の実
験
シ リー
ズの中
か ら,
せ ん断
スパ ン比
が1
.
5
の試 験 体 を解 析
の対
象
に選
び,初
め か ら多 数
の斜
め ひび割
れ を入 れ たFEM
マ クロ弾 性 解 析
モデルを 提 案
し た。 この解 析
モ デルは,
破 壊 時
に生
じて いる斜
めひ び割
れ を,
初
か ら組
み込
ん だ モ デル で あり,
この よ うな意
味
で この モ デル をFEM
マ クロ弾 性 解 析
モ デルと呼
んで いる。 こ のモ デルの妥 当
性
を検 討
し た後
,
せ ん断破壊
に とっ て極
め て重
要
な役割
を果
す斜
めひび割
れ を横
切 る せ ん断
補強
筋
のせ ん断
伝
達
力 等
につ い て検 討
した。本 報
の目 的
は,
先
のFEM
マ クロ弾 性 解 析
モ デル を用
い て数 値 解 析
を行
い,
高 強 度
せん断 補 強 筋
を用
いた は りのせ ん断 終 局 強 度
を評 価
す る た めの基 礎 資 料
を得
るこ とであ る。
数値
解
析
に お け るパ ラ メー
ター
は,
せ ん断
ス パ ン比
α/
D
(
1
.
O
と1
.
5
>
,
せ ん断 補 強 筋 比
Pw
(
O
〜
4
.
0
%)
, な ら びに主 筋 比
Pt
(
1
.
3
〜
3
.
2
%)
の3
種
で ある。
§2
.
数 値 解 析
2
.
l
FEM
マ クロ弾 性 解 析
モ デルPhoto
.
1
は α/
D
が1
.
0
の終 局 耐 力 近傍
の ひび 割 れ 状況
を示
し た写 真
の1 例
で あ り,Fig.
1
は α/
D
が1
.
o
の解 析
モ デル で あ る。
こ の解析
モ デルはPhoto.
1
等
の写真
を参 考
に作
成 し た もので,
その特
徴 は 試 験 体の一
方
の圧
縮部端 部
か ら ほ かの一
方
の圧縮部端 部
に入 れ たDiag.
*東京
工業 大
学助手
〔昭 和59
年 6 月 6 日原 稿 受 理 日,
昭 相60
年5
月2
日改訂原 稿 受理 日,
討 論 期 限昭和60
年12
月末日)onal
Shear
Crack
であ る。
Photo.
2
はa
/
D
が1.
5
の終
局
耐
力
近傍
の ひび
割
れ状
況
を示
した写 真
の1
例
であ
り,Fig.
2
はこれ等
の実 験 結
果 を参 考
に作 成
し たa
/
D
が1
.
5
の解 析
モ デルで あ る。 こ の解 析
モデル の特 徴
は,
斜
め ひび 割
れ と してA ,B ,
C
の3
種
が逆 対 称
に入
れてあ
り, こ の解
析
モ デル は,
第
2
報
3) で そ の妥 当 性 を
実
験
結
果
との対 応
で検 討
し たモ デルと同
じも
の であ
る。
こ れ等
二 つの解析
モ デルの要
素
分
割
はコ ンクリ
ー
トと主 筋 が
三角 形
な らび
に四角
形面
要
素
に,
せ ん断 補 強 筋
は線 材
要 素
に置
換
して あ る。Fig.
3
は解 析
モデル の断 面 を
,
Fig
.
4
は主 筋
とコ ンク リー
ト要
素
を結
ぶ ボン ド リンク を示
し たも
の であ
る。
’
ま たFig.
5
は,
試
験 部に作
用 して い る せん断 力
Qun
、t(
=
1
.
O
tonf
)
と斜
めひ び割
れ部 分
を含
む せ ん断 破 壊 面
の せん 断 抵
抗
要
素
の せ ん断 伝 達 力
Qw
,
,
Q
.,
Q
。との関 係
を示
し たも
の で ある。
こ れ等
の関係
は,
下 式の よ うに な る。
Qtrntt
!
Qw
十Qc
十Qd
………
(
1 )
Quntt
:試 験 部
に作
用 し てい る単位
の せ ん断 力
(
=
1
.
「
Ot
・nf
)
Q
. :斜
めひび割
れを
横
切 る せ ん断
補
強 筋
のせん 断 伝 達 力
Qc
:斜
めひび割
れ先 端付
近の コ ン ク リー
ト要
素
の せん断伝 達 力
Q
,:斜
めひび割
れを水 平
に横
切 る主 筋
のダボ
セ
せん
断 伝 達 力
な お,
Qw
はFig
.
6
に示 すよ う に斜
め ひび割
れ を横
切 る せ ん断 補強 筋
の せ ん断伝
達 力の総 和
を示
し たも
の であ り,
こ れ は せん断 補 強 筋
に作
用 してい る引 張
り応 力
の総
和
である。また
Qc,
Q
. はコ ン ク リー
トな ら びに主 筋
の面
要素
の節点
に作 用
し た等 価 節 点 力 よ
り求
あ
られ る。
2.
2 材料
の定 数
斜
めひび割
れ付 近
の せん断 抵 抗 要 素
が分 担
す る せ ん断
伝 達 力
は,
材 料
の定 数
の値
に伴
っ て変 化
す ること が考
え られる。
そ こ で,
斜
めひび割
れ部
分 を横
切 る せ ん断 補
強筋
に作 用 す
るせん 断伝 達 力
の分 担
に, コ ンク リー
トの ヤ ン グ係 数
E
。な ら びにボ
ン ド リン クの バネ
剛性
..
。Kb
がどの
程 度 影 響
す る か を謂
べる ために予備解
析 (ユ〉
を行
っ た。
コ ン ク リ
ー
トの ヤ ング 係 数
Ec
は1
.
0 〜
2
.
0
(
×105kgf
/
cm2)
に変 化
させ,ボ
ンド リ
ン ク のバネ 剛 性
x.
yKb は,
2
.
O〜
3
.
0
(
fo
皿t
/
cm3)
に変 化
させ た。
な お,ボ
ア ソ ン比
はコ ンク リー
トが
0
.
16
ア.
鉄 筋 が
0.
333
と し た。Fig.7
は,解
析結
果
で あ る。
こ の図にみ ら れ る よ うに,斜
め ひび 割
れ部
分の補 強 筋
に作 用
す るせ ん断 伝 達 力
t、Q
、、nit に与
え る ボン ド リン クx.
yKb の影
響
はほ と ん ど な Q匸m◎
.
●Photo
.
1
Behavior
ol theCracks
afterShear
Failure
(α/D
=
1
.
e
)2xQuntt
.
涸
劉
圃Qun1
し=
1
.
0
・
tonf鬯
2xQu
皿it
Fig
.
1
Analylica
[Mod
ε}(aM
=
1
.
0
}Phot
α2
Behavior
ofthe
Cracks
afterS
」ea【Failure
.
(α/D
=
1
.
5
)2xqunit
∈ uO.
O マ[
“.
直
⊂bn【rete 日ond 凵 nkhearReinb
にgm LOngit目di副 ReinIor匚臼men占
囮
Fig
3
Act
ロralSection
ofAnalyt
丘ealModels
了 ▲ T ΦY
Kb
・
,K・・
yKb剛t
°[tr
・…3 )r
「
・・一鼕
1
鳰
.
・」
競講 蕩 弄瓣 sし。。lyKb
xFig
.
4
Bond
Links
Fig
.
2
Analytical
Model
(a/D
=1
.
5
)2xQunit
中n【
【
:
=
一
:
.
一
冒
;
一
一
一
一
一
.
凾
「
P:
匿
冒
.
:
于齟
ε7囓
熏■
.
.
i幽
….
言 r Rein才τ
石
;
「
;
詫:
:
:
調
二
訂
『:::: rζ e【
1 @ IOcmq
』: 5hg
隅
Riし →》
q卍
繋
舶 窪 ……≡≡5三三…i喜;三………≡三
軸
R凾
恥←
Qc◆
q6コ
x
聊 1tFig
.
5
Reiation
between
the
Shear
Streng
吐h
〔= 8Qの
andthe
Shear
Tra
ロsfer(
Q
鯉,
Qc
andQ回
) (1 )’
c2
)ShearRer
〔for
匸ern漏
黷
M
2xq
」nitFig
.
6 Shear
Transfer
carriedby
Sltear
Rei
皿force
海 ent acrossthe
Jnclined
Crack
(A
)wq ・・
it
’馬
。}t
〔°
’。
)し
5h
町Tfer
σ「S
卜K葦rRe
「【f
α 匸emqrt ε韮rOSsA
こe55
Kb
:iffne550f
昌
d
50
.
45
.
゜塩
)コ3
・
o
〔t
。nf ’cm3 )今
=
2
.
5
囗 =2
ρ 〔x105f ’⊂m20
.
Q
ア9
日1
,
0
1.
5
20
ResuLts
ofthe
Reserye
Analysis
〔1
)〈
,
ま た,
コ ン クリ
ー
ト
のヤ
ング係 数
Ec
を1.
O− 2
:
0
(
X
105kgf
/cm :)
に変 化
させ ても 約
1
割 程 度
の影 響
が み ら れ る に 過 ぎ ない。
そこ で,
本 解 析
で はこれ等 予 備 解
析結
果 を踏
えt コ ンクリ
ー
トの ヤング係 数
Ec
を2.
0
(
×10s
kgf
/
cm2>
と し,
またボン ド リン クの バネ 剛 性
は森 田
η,
野
口e),
黒 正
51等
の研 究 結 果
を も参 考
に し, 鉛直 方 向
vKb ,水 平 方 行
xKb と も2.
0
(
tonf
/
cm3)
と し た。
2
.
3
ダ
ボ 剛性
に及 ぼ す要 素 分 割
の影 響
斜
めひび割
れ を横
切る主 筋
のダ ボ剛 性
い かんで は,
せ ん断
抵
抗 要
索
のせ ん断 伝 達 率
に微 妙
な影 響
を及
ぼ すこと が懸 念
さ れ る。
そこ で斜
めひび割
れ を横 切
る主
筋 のダ
ボ剛 性
に及
ぼ す要素
分割
, な ら びに ひび割
れ付 近
の付
着 剛性
の影響
を
み る た めにFig
.
8
に示 す よ う
に,
ひ び割
れ を横
切 る主 筋 を
モデ
ル化
したテス ト用
モ デルを作
成
し,
予 備 解 析
(
2
)
を行
っ た。
ま たこ の モ デル の断面
を示
し たのがFig.
9
であ る。
こ の解 析
では テスト用
モ デルの要
素
の大
き さ を5
.
0
,
2
.
5
,
1
.
25cm
の3
種
に変 化
さ せ,
さ らに ひ び割
れ部
分で は付 着 剛 性
が喪 失
す る と 考え ら れ, その喪 失 長
さ が ダ ボ剛 性
にどの程 度 影 響
す るか を把
握 す
る ため
に付 着 剛 性
を0
と し た長
さL
。を
1
.
25
−
7
.
5
cm に変 化
さ せ解
析.
しだ。
その結 果 を示
し た の がFig
.
10
で あ る。 こ の図 が示
す よ うに,同
じL
。で比 較
し た場 合
,
要
素
分割
を小
さ く す れば主 筋
の変 形
は大
き く な り,
ま た,
同
じ 大 き さの要 素
分割
で はL
。を大
き く す る と主 筋
の変
形
も大
きく な り, ダ ボ剛性
とし て は少
な く な る。
Table
l
Results
of thePreparative
Analysis
(1
)050050050
K32232Z32200n555000
E2221LLLL 工 塾O123456789 (1) (2
) (3
) (4
) (5
) (Σ)81
132
131
90
25 85 132 130 88 23 89 131 12884
20
84 t36 13694
24
88
L36
135 92 Z2
92 135 ユ3488
20
89
工46153
106 20 94 147 1S2 103 1999
工4615e
99
16 45945S4S24744734695145L5510 Ec:
鷙
n拓
’
、雛
・呈
S °fCD”C「e匚e E1甑 Kb
:
1
讒
言
、翻 譜
Ene昌S°
fS°”d
L’nkS (1 )
一
(5):Shear
Transfer ei
Sltea
匸Reiロfo「ce皿en 匚 under unit Load ←IOOO
.
kgf )本 解 析
モ デル の要 素 分 割
は5cm
で あり,
ひび割
れ部
分
の付 着 喪 失 長
さL
。も
5cm
であるが,
Fig
.
10
に み ら れ るよ う
に,
5cm
メ ッシュ,L
。が5cm
の主 筋
の変 形
は,
要 素 分 割
1
.
25cm
,
L
。が2
.
5cm
に ほ ぼ等
しい。一
般に,FEM
解 析 では 要 素 分 割 を 小 さ く’
す れ ば す る程
精算
解
に 近 く な るこ と, また
既往
5) の付 着
の両引
き試
験
結
果で は,
ひび 割
れ面
か ら主 筋 径
の ユ.
5
〜
2
.
0
倍
の範
囲の付
着 剛性
は極 端
に少
く な るこ と が報 告
さ れ ている。
こ の ことを考
え る と,今 回
の予 備 解 析 (
2
)
で要 素 分 割
5cm
で付 着 剛 性 を
0
に し た長 さ
L
。が5cm
の解 析 結 果
のダ
ボ剛性
が,
要 素
分割
1
,
25
cm
;
』
L
。が2
.
5cm1
の ダ ボ4
ー ム ー ー AT “一
5
.
O
Mesh
MOdel
− .・
画
5
・
o
L
>rtu
a
Fig
.
8
ー ウ ー ⊥▽
1 ▽・
ワ ∴V
48000L
ユト
,
L
ρ:Zonewithout
Bond
Stres5
Model
efthe
Prepara
しive
Analy
.
sis 〔2
)lC
°nc 「ete6
、
3
靂
Ste
l10
.
0
468
ρ 翫3
3
2
』
1
.
一
,
Unit
:
cmA
−
A
Section
Fig
.
9
Actual
Section
ofthe
Preparatlve
Analytical
Model
(
2
・
〉
し αq
8x10
−2
(
cm
〕20.
こm
一甲 1喩靨暫一一9句
「一一冒 _
曹一一__
_
」ε
S
量eel.
1
.
25Mes
■一
一
一
一曹
曹
一
酢
丶
,5
.
O
Mes
圏
esh』
{cm〕
Fig
.
10
2
,
5
5
.
0
7,
5
Results
of thePreparative
Analysis
(2
)剛 性
に ほ ぼ等
しい こと
は,
要 素 分 割
が5.
OcmL
。が5.0
の本 解 析
モ デ ル は,
精 算 解
に近
いダボ
剛性
で解 析
してい るも
の と考
え ら れ る。
§
3.
解
析 結
果
の検討
3.
1
パ ラメー
ター
解 析 結 果
数 値 解 析
は,
a/
D
が1
.
5
の解 析
モ デル を用
い た ものを
36
ケ
ー
ス,
a
/
1
)がLO
の解 析
モ デルを用
いたも
の を11
ケ
ー
ス行
っ た。Table
2
に a/
D
が1.
5
の場 合
の解 析
結 果 を示
し た。
パ ラ メー
ター
とし て は,
せん断
補
強 筋 比
p
訊
0
−
4
.
0
% )
,
せ ん断 補 強 筋
の降 伏 強 度
t、Oy(
3
OOO〜
12000kgf
/
cmz)
,
主 筋 比
Pt
,
Pe (
1.
9,2.6,3.2
%)
の3
種 類
であ
る。
3.
2
せ ん
断
ス パ ン比
の影 響
せ ん
断
ス パ ン比
a/
D
の影 響
を み る た めに行
っ たDiagonal
Shear
Crack
を有
するa
/
D
がLO
の解析
モ デル
(
Fig
.
1
) (
Pw =
1
.
0
%
,
Pt
=p
。=
3.
2
% )
を用
いて解
析
し た結 果
と多
数のlnclined
Shear
Crack
を有
す るTable
2
Analytical
Parameters
andResults
NOPw (1) wσ yP 晒 ρヒ=
P¢ .Q
、畆 (2
) (3
) 〔u) 〔5) dQu門1 (6
レ cauni ts”
Nuniti 〔7
〕 〔8
)一
P、
.
・
撃、一
L
.
O
.
03000
.
0
.
05
.
20
.
ヲ5
:LOL44
2.
0.
!03000.
3.
05.
2377.
6a.
95.
2,
9 3.
0.
25 ,OOO
.
7.
53
.
25
乃.
57.
,1.
2
.
2 4.
0.
53 冫QOO.
9.
95.
263955.
go.
2.
O う.
.
O.
503000.
L5.
0 ).
2737.
52.
89.
1,
7 6.
0.
ア5 ヌ〕OO.
22.
55.
28 ↓6.
3L,
87.
1.
自 7.
L.
oo5000.
50』 3.
2866.
5L86.
ユ」 8.
L50
)000
.
45』 ヲ.
z922
.
刃.
96.
L⊥ ヲ.
2,
00 )000,
60.
0 ,29 自入 5G.
85.
LO LO.
2.
50
ヲ000.
75.
03.
295L4
タ.
呂5.
1.
o LL3.
OO3000.
,0.
03.
295L.
幽9.
8乙.
0.
9 124.
003DOO 主20.
0 ,2952 ム8
馳 09一
watVSe
:1e5
一
冫
22.
⊃二,
6.
L.
♪ 1畠.
0.
506000.
50.
0 ,.
2 乃7.
5z.
57.
L.
7 15.
o.
33 ,000.
30.
03.
26 》タ.
55,
ヲ0.
2.
o 16.
O.
25 ‡2000.
30.
03.
25 ア3.
57.
,1.
2.
2
17
.
3
.
003000
.
90.
03
.
2951
.
彑9.
a自.
o.
9 工8
.
L506000
.
90
.
03
.
2922
.
52
,
86
.
1
.
1
エヲ.
LOO ヲロOO.
,口.
05.
2e66.
51.
86.
L2 20.
0.
フ512000.
90.
0 }2818.
51.
8フ.
1.
血一
PL,
P Ser工;s−
L r 21.
0,
03000.
0.
0 ,.
20.
95.
101.
血1
L曹
22
.
0
.
0 刃00.
0.
02.
60.
8
;.
10L
.
4.
7 2}.
0.
0300 σ.
0.
0L.
,o
.
54.
正OL.
4,
,2
侮.
o
.
o
,000
.
0
.
0
工.
30
.
41.
五2
話.
5.
025
.
0
.
103000.
}.
o5.
257 ア.
68.
95
.
2
.
9
26
.
0
.
ユ0
,000
.
,.
o2
,
6
畠1
↓.
58
.
,5.
3.
227
.
0
.
103000.
,.
0L9
自岶.
ム5
.
ユo
血.
ラ5
28
.
0
,
10300D
.
,.
0
二」 423.
36
.
ユi8.
3.
o29
.
1
.
003000
.
50.
032866
.
5L
.
36.
1.
3 刃.
ま.
005000
.
30
,
0
’
2
.
68
ヲ8
.
自7.
88,
LJ
31
.
1
.
DO
,000
.
30
.
01
.
9
巳81
.
ムエ.
95,
L
自 ヲ2.
1.
OD5000.
30.
OlJ529.
55.
五10.
1.
633
.
3
.
oo3000
.
90
.
03
.
2
,51
.
色9
、
8
自.
0.
9 頚.
3.
005000.
90,
02.
6 ヲ50.
48.
87
.
0
.
935
.
3
.
00
,00Q
.
90
.
0
↓.
99
凸9
.
47.
ヲ彑.
1
.
0
56.
5.
0050 口0.
ヲ0.
01.
) 92040.
LO9
.
1
.
2
(1)
Shear reinforce 田ent (鬼)(2 )
Yield
stress
of
shear
relnforcement (kgf 〆cm2 ) (
3
)・Wh
・y
(kgf ノ・m2 )(
4
) A皿ount oflongttudinal
reinforcem 巳n 亡(兇〉 (5
)Shear
transfer carriedby
shear re 工nforcemen 匸 across the shear crack (B )(
6
)D
〔}welshear
しransfer
cartied
by
lottgitudinal
reinforcement across the shear craak (
B
) (7)Mean
value of compressive stress ln crltical conere 亡e elements subjected 仁o unit shearforce
(x10
一
鞠 L・nf 〆・ 囗2 )(
8
)Maxmam
wedth工n
shear
crack (
B
)subjected
亡o
unit shear foτ ce ( x
lO
−
2mm )一
10
一
a
/
D
が1
.
5
の解 析
モ デル(
Fig.
2
) (
Pw
=
1
.
0
%
,
ρt=
=
ρc=
3
,
2
% )
を用
い て解 析
し た結 果
と を以 下
に示
す。 な お,
こ れ等 解 析 結 果
は試験 部
分に単 位
の せん断
力Q
,、。
it(
;
1
.
O
tonf
)
を作 用
さ せ た と き の応 力 状 態
であ る 。1
.
圧縮
主 応 力
分布
Fig
.
ll
は,
σ/
D
が1
.
0
の,
ま た
Fig.
12
は α/
D
が1.5
の 圧縮 主 応 力
分布
の解 析 結
果の比 較
を示
し た もの であ
る。
a
/
D
が1
.
0
の特 徴
は,
試 験 部
分の一
方
の端 部
の圧縮
側
か ら ほ かの一
方
の圧 縮 側
にDiagonal
Shear
Crack
に沿
っ て対 角 線 状
に力 が 集 中
し て流
れ てい る。一
方
、
a
/
D
が1
.
5
の特 徴
は, αノ
D
が1
.
0
の結 果
に比 較
して端 部
の 圧縮
部
コ ンク リー
ト要素
に応 力
が集 中
し, その応 力
の流
れは広
い範
囲に 分散
す る結
果 を得
た。
2
.
主 筋
の応 力
分布
Fig
.
13
はa
/
D
が1
.
o
の,
ま
たFig
.
14
は α/
P
がL5
の主 筋
におけ る材 軸 方 向
の応 力 分 布
の解析 結 果
の比較
を 示し たもの であ る。
いず
れの解
析 結
果 も主 筋
に生
じ る引
張
り応 力
が,
試
験 部 中
央
の反
曲点
を越
え, その引
張
り領
域
が大
き く なっ てい た。
ま た,圧 縮 応 力 を受
け る部 分
に轍
艷弛
焉
「
い
」
1.
・
1
L
I
.
L
.
」
.
I
F
I’
こ1
・
こト1
∫卜
1
・
富 : 副丶
N
ご}
、
II
硬.
1
・
1
・
…,
令匚
巨ζ
m 1 く一
1
・
こ1
\1
丶1
こ鳶・1
諦
.
丶 ・ 丶1
謌 劃丶r
娘卜 卜 1唱
、
1、
1
.
、
唱
丶
■
L’
−
卩
、
F
、
.
■
.
1 …
.
F幽
L
.
曁
Lr
」
陛
巳
1
」
r
L
1軍
1・
,
・
・
1・
r
L馳 、 卩
赴
蜘 剋 軸 鯨、
Q凵
nlげ rooo.
暉、
、
1
−
1。.
」創紀mZ 〕 cm」
q
、
nl ヒ 2xQu ロiしFig
.
11
Compressive
PrincLpal
Stress
in
ConcreLe
Eleme
皿ts
(α〆〇
二
1
.
0
) 辷 凶 う 民 %L
、。 Cqm師 51vePr
鷹
r国 S【re55 i∩Co 麒2 ε1師酬 ‘arD・
鳳.
5,11
弖σn噛
ト
・
L曁
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、
、
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丶
’・
じ・
ζ・
レ 1・
、
1
、
1
、
1
“
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1
ト
1
層
11
F
1」
・
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1
・・
こ}卜 Σ・
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、
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ム、
、
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蚊网
・
卜
1
・
「
、
、
’
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、、
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斌1・
∵ い、
く丶 c層
、
5¶
、
,
鹽
,、・’
こ・ ・
卜
、
、
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、
丶
¶
・
鹽
甼
、、
1
1
、
一↑
塁
7 駄m薦
q川巳 2xQun・
、、
、
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、
丶 く・
’
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こ1、
、
1、
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.丶
1.
丶
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「
丶
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噛
’
,
,
.
.
.
一
_
〜一
一
一 1驢
1\
OU而1・
1000・
呼 【−
1αkgl’・mZ}L
¶
Fig
.
12
Co
皿pressive
Principal
Stress
in
Concrete
Elements
巨 4
、
1a.
tlv9ni1 P・
/
.
Ol’
e・
j』
十
月
1属
〇四
lFig
.
13
Stress
of theLongitudinal
Reinforcement
(
α〆D
=
1
.
0
>1
:
鬥
1
:
”ntFig
.
14
Stress
of theLongitudinal
Reihforcem
セnt(α/
P
=
1
.
5
}
着
目 する と,
そ の領 域
は α/
D
がL5
の力
がLO
の ものよ り
大
き く, かつ,
広く分 布
し て いる傾 向
がみ られ る。
3
.
せ ん
断 補 強 筋
のせ ん断伝
達 力Fig.
15
は,
a
/
D
が1.
0
の試 験 体
のDiagonal
Shear
Crack
を 横 切る せ ん断補
強 筋の せ ん断伝 達 力
を示
し た もので あ る
。
.
Fig.
16
は, α/
D
がL5
の試 験 体
の斜
めひび割
れB
面 を横 切
る せ ん断 補 強 筋
のせ ん断 伝 達 力
を示
した もの で
あ
る。
こ れ等
の せん断 伝 達 力
を比 較
す る と,
α/
D
が1
.
0
のDiagonal
Shear
Crack
を 横 切
る せ ん断 補
強 筋
の せ ん断 伝 達 力 よ
り,
α/
D
が1
,
5
のB
面
を横 切
る’
せ ん断伝 達 力
の方
が負 担 力
は大
き い結 果 を得
た。
Fig.
17
は, こ れ等 斜
め ひび割
れを横 切
る せ ん断 伝 達
力
の総 和
,
wQu。
itとせ ん断 補 強 筋 比
Pw
との関 係
を示
し た もの である。
こ の図
にも
み ら れ るよ うに,
せん断
破 壊
面
に お け る せ ん断 伝 達 力
は,Pw
が0
%
〜
4
.
0
%の全 範
囲
に わ た りa
/
D
が1
.
o
のも
のよ
り,
ユ.
5
の方
が約
2
割
程 度 大
きい値 を示
し てい た。
3
.
3
α/
D
がL5
の斜
めひび割
れ 面 を横
切 るせ ん断 補
強 筋
のせ ん断 伝 達 力
Fig
.
17
の。
印
は,.
a
/
l
)が1
.
5
の解 析
モ デル におけ
る2xCL
囗i重竜
一
一
一
」
− 」G
〕【i
量.
1000.
.
2xQur
魎量 へFig
,
15
Shear
Transfer
camedby
the
Shear
Reinforcement
across
the
Diagonal
Sheal
Crack
〔α/D
=
1
.
O
)2xq
」nitセ
ー
.
_
a’
D
冨
!.
5
}
1
iunit
:kgf
L
−一
一
,
…
曹
曹
一
9−.
¶
r’
ロ
−ロ
ロ
ロ
−−ロ
J
ロ
1
Lj
q
.it
・
・。。α168
2
・Q
.ni量Fig
,
16
Shear
Transfel
carriedby
the
Shear
』
Reinfofcement
across し
he
Shear
Crack
B
(α/P
罵
1
,
5
)1
.
0
『
O
.
8
0
.
6
o
.
4
O
.
2
■ α α w(冖
lt
(T
。nf )「
一
一
●ロ
ー
一凾一
曹
冒
一
層一一
曹
,
穿一
’
’
一
暫
一
8
璽
一
−,
1−一
.
一
.
曹
’
.
,9
「,
(ガ
.
“
.
a ’D ・
1
,
5
(
邑1shea
〜
⊂rac )φ
φ
,Φ
a
/O
司.
0
(
tdiago
旧 5h田 r ⊂rak )r
「
「
r て鮪
,
1匚
.
1卩
1,
馬
(°’・
),
1
.
0
ZO
3
.
o
Fig
.
17
Relation
between
wQunit andpw40
斜
めひび割
れB
面 を 横 切
る せ ん断 補 強 筋
の せ ん断 伝 達
力
wQuntt と せ ん断 補 強 筋 比
Pw
との関 係
を示
したも
の で あ る。
この 図に
示
す よ うに,
wQ 。 。it は,
Pw
に比例
して上昇
す る傾 向 を示
し,
Pw
が約
LO
%
に な る と,
上 昇
は頭 打
ちに なっ て く る。
ま た,
Pw
が約
1
.
5
% に な る と,
全
せ ん断
の90
%以
上せ ん断 補 強 筋
が負 担
す る よ う に な り,
いわ ゆ る全 補 強
の状 態
に近
く な る結 果
を得
た。3
,
4
最
大斜
めひび割
れ 幅Fig.
18
は,
a
/
D
が1
.
5
の解 析
モ デル の斜
めひび割
れB
面
にお け る節
点
同
志 間
の鉛
直
方 向
の開
きを
,
最
大
斜
めひ び割
れ幅
bW
。
ntt と考
え,
こ の bW。
。
itとせ ん断補
強筋 比
Pw
との関 係 を示
し た もので あ る。
こ の
図
に示 す よ う
に,
b肌魁 は,
Pw
に反 比 例
す る傾
向 を示
し た。
3
.
5
斜
めひび割
れを横 切
る主 筋
の ダ ボせん断 力
Fig.
19
は,
斜
めひ び割
れB
面
を水 平
に横 切
る主 筋 要
素
に作 用
し て い る鉛 直 方 向 力
〔
ダ
ポせ ん断 力
)
の総 和
dQ 。ntt とPt・
Pc
と
の関 係 を 示
し たも
の であ
る。Fig
.
19
に みら
れるよ う
に,
ダ ポせ ん断 力
dQu 。itは,
主 筋 比
が大
き く な る程 大
き く な る傾 向
を示
し,
こ の様
な傾 向
は,
4.
bWu
,it
(・
1。冒
2mm
)阪
コ2
一
1 。 wfy・
3000
.
CkPt
’c・・2
) \ Ohe−
x −、
o−
o−一_
.
●su
’
c
’
t・
) ■0
、
0
.
し0
2D
3
.
0
40Fig
.
18 Relatien
between
bl覧曜 andp
四
(α/ヱ)=
L5
}eo〔L 8a 60
.
40.
20,
d 气ni 藍【陶f,払
;
wary
・
30
。O.
kgf t・m2哇
・
呈1
°
ん〕 a α 1.
0
20
コOFig
.
19
Re
且a [ion
between
dQunit andpt
,
ρc 〔α/
P
=
1
.
5
)
& し α K
凋
」σz}o o 6 £
圃
ll
,
、一
隗
ヂ
_ _謂
「
1Fig
.
20
Stress
ef theBond
Links
ゆ
凵=
1
.
0
%)
一 12 一
Pw
が少
ない程 顕 著で あっ た。
3,6
ボン ド リンクの
応 力
Fig.
20
は, せん断 補 強 筋
が1
.
0
%
で主 筋 比 を
2
.
6
%
,
L9
%,
ユ.
3
% と変 化
さ せ た場 合
の主 筋
と コ ン クリー
ト要 素 を結
ぶ ボンドリ
ン ク に作 用
し た応 力
を示
し たも
の であ
る。 こ の図
に示
すよ う
に,
ボン ド リンクに作 用
し た応
力
は,
斜
めひ び割
れB
面
の先
端 付
近に集 中
してい た。
そ し て,
こ の ボン ド リンクの応 力
は,
主 筋 比
の大
きい も の程
大
きい傾 向
を示
し,
せ ん断 補
強 筋
量 に関
して は,
ρw の少
ない もの程大
きい結 果
を
得
た。3
.
7
付 着 割 裂 破 壊
に対
す る考 察
3
.
5
で記 述
し たよ う
に,
ダ
ボ せ ん断 伝 達 力
は主 筋
比 が大
き いも
の程 大
き く,
ρw の小
さい もの程
そ の傾 向
は顕
著
であ
っ た。 ま た,
3
.
6
で記 述
し たよ う
に,
主 筋
とコ ン ク リー
トの相
互作 用
を示
す ポ ン ドリン クの応 力 は,斜
め ひび割
れB
面
の引
張 り側 先 端
に集
中
して,
ダ ボ
せ ん断
伝
達 力
と 同様 主 筋 比
が大
きい もの程 大
き な値 を示
し た。
これ らの
解 析 結 果
か ら,ダ ボ
せん断 力
が大 き
く,
ボンドリ
ンク の応 力
が大
きい主 筋 比
の大
きい はり の方
が,
主
筋
の まわ り の か ぶ りコ ン クリー
ト部
分 に負
担 がかか り,
その結 果
,
付 着 害
ll裂 破 壊
が生
じ やす
く な ること が考
え ら れる。
こ の様
に、
主 筋 量
が大
きい程 付 着 割 裂 破 壊 を 生
じ や す い ことは,
広 沢 博
士の文 献 等
にも報 告
さ れ て い る。§
4.
結 び
せ ん
断 破 壊 時
の ひび割
れの状 況 を参 考
にし
,
初 め
から
多
数
の斜
めひ び割
れを 組
み込
ん だFEM
マ クロ弾性 解
析
モ デルを用
い,
せん断
ス パ ン比
,
せん断 補 強 筋 比
,
主
筋
比 をパ ラメー
ター
と し た数値 解 析
を行
っ た。
その結 果
,
一
般に行
わ れて い るFEM
弾
塑性
逐次 解 析
法 や,
実
験的 手
法 よ り簡 単
な方 法
で,斜
めひ び割
れ の各
せ ん断
抵 抗要 素
が負 担
する せ ん断 伝 達 力等
が把 握
で き た。
以 下
に,
数 値 解 析 結 果
の要 約 を示
す。
1
.
せん断
ス パ ン比
の影 響
せん
断 破 壊 時 近 傍
の圧 縮 主 応 力 分 布
,
主 筋
の応 力 分 布
,
な らびに斜
め ひび割
れ を横 切
る せ ん断 補 強 筋
が負 担
す る せん断 伝 達 力
に及
ぼ す,
せ ん断
ス パ ン比
の影 響
が把 握
でき
た。2
.
せ ん
断 補 強 筋
の せん断 伝 達 力
と せ ん断 補 強 筋 比
の関 係
斜
め ひび 割
れを 横 切
る せん 断 補 強 筋
の せ ん断 伝 達 力
は,
せ ん断 補 強 筋 比
Pw
に比 例
し て増 加
する。
し か し,
ρw が約
LO
% に な ると増 加
の割 合
は急に緩 慢
に な る。
ま た,
α/
D
が1,
5
では,
Pw
が約
L5
% にな る と ほ ぼ全
補 強
の状 態
になることが明 らか に なっ た。
3
.
主 筋 比
の影 響
せん
断 破 壊 面 を横 切
る主 筋
の ダ ボせ ん断 伝 達 力
は,
主
筋 量
が多
く な る程 大
き く な り,
こ のよ う
な傾 向
はPw
が少
な いも
の程 顕 著
で あっ た。
4
.
その他
’
上
記
の ほ か,
斜
めひび割
れ幅
と せ ん断
補 強 筋
との閧 係
,付 着 割
裂破壊
に とっ て重要
な情報
を
有
す る ボン ド リン ク の挙 動 等
が把 握
で き た。謝 辞
本 実 験 研 究
を行
うに際
し,
御 指 導
い ただい た東
京
工業
大 学 教 授
・
工学 博
士黒
正清 治 先
生,
な ら びに解 析
を す る にあ
たっ て適 切
な助 言
をいた だい た東 京
工業 大 学 助 教
授
和 田 章 博
士に紙 面
を借
り厚
く御
礼申
し上 げ
ま す。
ま た
,
実
験に際
し,
長 期 間にわ た り御協
力 下 さい ま し た高
周
波熱錬株
式
会社常務水 馬克
久 氏
な らび
に関
係 各 位
に深 く感 謝
の意
を表
し ま す。
参 考 文 献1
) 福 原正 志,
黒正清治 :鉄 筋コ ンク リー
ト部材 に お け る高 強 度せん断補 強 筋の補 強 効果に関 する実 験研究 (は り の 曲 げせん断 実験 ),
日本 建 築 学 会 論 文 報 告 集,
ng
320
号,
昭
和
57
年
2
) 福原
正 志 :は り の せ ん断
終局耐 力 付 近に.
お け る斜め ひび 割れ近 傍の せ ん断性 状に関 する解 析 的 研 究;RC
構 造のせ ん断 問題 に.
対する解 析 的 研 究に関 す るコ 囗 キ ウム論 文 集 >3
.
4
)
}5
}6
)
7
)8
)9
(日本1
ン クリー
ト工学 ),
2
,
昭和58
年 福 原 正 志 ; はりの せん断 終 局 耐 力 付 近にお け る高 強 度せ ん断補
強 筋の せん断 伝達力
,
.
第
2
報
鉄 筋コ ンクリー
ト部材
にお け る高 強度
せ ん断 補 強 筋の補 強 効 果に関 す る実 験 研 究,
第339
号,
昭 和59
年 黒 正 清 治, 滝口克己 :有 限要 素法によ る 鉄 筋 コ ンク リー
ト部 材の 二次 元 非 線型解析 (その1
,
2
,
仮 定 お よ び 解析 方法)
,
日本建築学会 論 文 報 告 集,
189
号,
昭 和46
,
47
年 黒正
清 治,
林 静 雄,
小林克
己,
吉
田弘行
:異
形 鉄 筋 と コ ン ク リー
トの付 着に関する基 礎 的 研 究 (そ の2
,
その3
),
日本 建 築 学 会 大 会 学 術講 演 梗 概 集,
昭 和57
年 野口博
,
丸 田誠 :鉄 筋コ ン クリ
ー
ト ば りの せ ん断 抵 抗 機 構の非 線 形 有 限 要 素 法 解 析,
RC
構 造せ ん断 問題に 対す る解 析 的 研 究に関す る.
コ ロ キウム論 文 集,
昭和
57
年森
田司 郎
,
角 徹
三 :繰 返し荷 重にお け る鉄 筋とコ ンク リー
ト間の付 着 特 性に関す
る 研 究,
日本建築学会 論 文 報 告 集,
229
号,
昭 和50
年 荒 川卓:鉄 筋コ ン ク
’
リー
ト は り』
の せん断 抵 抗に関す る 研 究,
・
北 大 工 学 部 研 究 報 告 第25
号.
昭和
35
年 広 沢雅也
;鉄 筋コ ンク リー
ト短柱
の崩 壊防
止に関 する総合
研究 (
その19
:付 着 割 裂 破 壊モー
ドにつ い て),
日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集,
昭 和49
年SYNOPSIS
UDC :624.
012.
45 :624.
072.
2STUDY
ON
THE
SHEAR
TRANSFER
NEAR
INCLINED
CRACK
BY
FEM
LINEAR
ANALYSIS
patt
3
EffecLiveness
of
high
tension
shear
reinforpement
in
reinforced
concrete
membersby
MASASH
且FUkuHARA
,
Resea
・chAss
・ciate 。f
Tokyo
ln
・
stitute of
Technology
,
Member
ofA
.
1
.
J
.
This
studydescribes
the
analytical results concerningthe
shear
transfer
carried
by
the
shear
resistant
elements
across
the
incLined
cracks.
The
analytical method wasFEM
linear
analysis usedth
’
e
models withsome
inclined
し
cracks as many as