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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

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(1)

1

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

昭 和 60 年 9 月

め ひ

付 近

る せ ん

せ ん

断伝 達 力

       

FEM

を用

数値解析

よ る

検 討

3

 

鉄 筋

コ ン

部材

お け る

高強 度

断補 強筋

強 効

関 す る

研 究

正 会 員

 福

  §

1.

 

研 究 は

0

2

Offset

法によ る 耐 力 (以

伏 強

とい う

13

 

tonf

cmZ と

い強

す る 鉄 筋

せ ん

断 補 強 筋

と して

い た と き

その

降伏

な 活 用 範 囲 を 究 明 す ること を 目 的 と し た

連の研 究の

であ る

  第

])

建 論 報

320

号 )

では

52

逆 対 称 ば

試 験

bXD

18cm

×

40cm

を 用い て

は りの

げ せ ん

あ ま り

使 用

さ れ ていな かつた

せ ん

断 補 強 筋

を 用い た はりのせ ん

断 終

強 度

ぼ す 補 強 効 果 を

心に

し た

      

1

  第

2

3}

論 報

339

号 )

で は,

1

シ リ

ズの

か ら

せ ん

スパ ン

1

5

試 験 体 を解 析

,初

め か ら

多 数

め ひび

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

じて いる

めひ び

れ を

か ら

ん だ モ デル で あり

この よ うな

で この モ デル を

FEM

マ クロ

弾 性 解 析

モ デルと

んで いる。 こ のモ デルの

妥 当

検 討

し た

せ ん

断破壊

に とっ て

め て

役割

めひび

れ を

切 る せ ん

補強

のせ ん

力 等

につ い て

検 討

した。

 

本 報

目 的

FEM

マ クロ

弾 性 解 析

モ デル を

い て

数 値 解 析

高 強 度

せん

断 補 強 筋

いた は りのせ ん

断 終 局 強 度

評 価

す る た めの

基 礎 資 料

るこ とであ る

に お け るパ ラ メ

せ ん

ス パ ン

α

D

1

O

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

3

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

1

0

の終 局 耐 力 近

の ひび 割 れ 状

し た

写 真

1 例

で あ り,

Fig.

1

は α

D

1

o

解 析

モ デル で あ る

こ の

解析

モ デルは

Photo.

1

の写

参 考

成 し た もので

その

徴 は 試 験 体の

縮部端 部

か ら ほ かの

の圧

縮部端 部

に入 れ た

Diag.

東京

業 大

 助手

  〔昭 和

59

年 6 月 6 日原 稿 受 理 日

昭 相

60

5

2

日改訂原 稿 受理 日

  討 論 期 限昭和

60

12

月末日)

onal  

Shear

 

Crack

あ る

 

Photo.

2

a

D

1.

5

の ひ

した

写 真

1

,Fig.

2

はこれ

実 験 結

果 を

参 考

作 成

し た

a

D

1

5

解 析

モ デルで あ る。 こ の

解 析

モデル の

特 徴

め ひ

び 割

れ と して

A ,B ,

C

3

逆 対 称

れて

り, こ の

モ デル は

2

3) で そ の

妥 当 性 を

との

対 応

検 討

し たモ デルと

の で

こ れ

二 つの

解析

モ デルの

はコ ンク

トと主 筋 が

角 形

な ら

に四

せ ん

断 補 強 筋

線 材

要 素

して あ る。

Fig.

3

解 析

モデル の

断 面 を

Fig

4

主 筋

とコ ンク リ

ぶ ボン ド リンク を

し た

の で

ま た

Fig.

5

験 部に

用 して い る せん

断 力

Qun

、t

1

O

 

tonf

めひ び

部 分

む せ ん

断 破 壊 面

の せ

ん 断 抵

の せ ん

断 伝 達 力

Qw

 

Q

 

Q

。との

関 係

し た

の で ある

こ れ

の関

下 式の よ うに な る

    

Qtrntt

Qw

Qc

Qd

………

1 )

     

Quntt

試 験 部

用 し てい る

単位

の せ ん

断 力

         

1

Ot

nf

      

Q

. :

めひび

切 る せ ん

強 筋

のせ

      ん 断 伝 達 力

      

Qc

めひび

れ先 端

近の コ ン ク リ

      素

の せん

断伝 達 力

         

Q

,:

めひび

を水 平

切 る

主 筋

ダボ

       セ

       

せん

断 伝 達 力

 

な お,

Qw

Fig

6

に示 すよ う に

め ひび

れ を

切 る せ ん

断 補強 筋

の せ ん

断伝

達 力の

総 和

し た

の であ り

こ れ は せん

断 補 強 筋

用 してい る

引 張

応 力

である。

 

また

Qc,

 

Q

はコ ン ク リ

トな ら びに

主 筋

要素

節点

作 用

し た

等 価 節 点 力 よ

られ る

 

2.

2 材料

定 数

  斜

めひび

付 近

の せん

断 抵 抗 要 素

分 担

す る せ ん

伝 達 力

材 料

定 数

っ て

変 化

す ること が

え られる

そ こ で

めひ

び割

分 を

切 る せ ん

断 補

作 用 す

るせ

ん 断伝 達 力

分 担

に, コ ンク リ

トの ヤ ン グ

係 数

E

。な ら びに

ン ド リン クの バ

Kb

(2)

どの

程 度 影 響

す る か を

べる ために予

備解

析 (ユ

を行

っ た

 

コ ン ク リ

トの ヤ ン

グ 係 数

Ec

1

0 〜

2

0

×

105kgf

cm2

変 化

させ

ド リ

ン ク のバ

ネ 剛 性

x

yKb は

2

 

O〜

3

0

fo

t

cm3

変 化

させ た

な お

ア ソ ン

はコ ンク リ

0

16

鉄 筋 が

0.

333

と し た。

 

Fig.7

は,

析結

で あ る

こ の図にみ ら れ る よ うに,

め ひ

び 割

分の

補 強 筋

作 用

す るせ ん

断 伝 達 力

t、

Q

、、nit に

え る ボン ド リン クx

yKb の

はほ と ん ど な       Q匸m

Photo

1

 

Behavior

 ol the 

Cracks

 after 

Shear

 

Failure

α

D

       

1

e

)    

2xQuntt

圃      

Qun1

し 

 

1

0

tonf      

2xQu

it

         

Fig

1

 

Analylica

Mod

ε}(

aM

1

0

    

Phot

α

2

 

Behavior

 of 

the

 

Cracks

 after 

S

」ea【

Failure

(α/

D

       

1

5

2xqunit

∈ uO

O マ

“.

⊂bn【rete 日ond  凵 nk  

hearReinb

にgm  LOngit目di副 ReinIor匚臼men

Fig

 

3

 

Act

ロral 

Section

 of 

Analyt

丘eal

Models

了 ▲ T Φ

Y

 

Kb

K

yKb剛

t

°[

tr

・…3 )

r

・・一

 

1

    」

  競講 蕩 弄瓣 sし。。l

 

yKb

      x

Fig

4

 

Bond

 

Links

Fig

2

 

Analytical

 

Model

(a/

D

1

5

2xQunit

中n

P:

ε

7囓

i

言 r Rein才

τ

詫:

調

『:::: rζ  e

1     @ IOcm

 

q

 

: 5hg

Riし →

  q

 

 

   

舶 窪 ……≡≡5三三…i喜;三………≡三  

R

Qc

q6      

x

聊 1t

Fig

5

 

Reiation

 

between

 

the

 

Shear

     

Streng

h

〔= 8Q

and 

the

     

Shear

 

Tra

ロsfer

     

Q

 

Qc

 and

 

Q回

) (1 )   

   

c2

ShearRer

for

匸ern

M

                 2xq

」nit

Fig

6 Shear

 

Transfer

 carried 

by

     

Sltear

 

Rei

force

海 ent across

     

the 

Jnclined

 

Crack

A

(3)

wq ・・

it

t

°

 

 

5h

Tfer

σ「

S

卜K葦r 

Re

「【

f

α 匸emqrt ε韮rOSs  

A

こe

55

Kb

iffne550f

 

d

50

45

)コ

3

o

t

。nf ’cm3 )

 

2

5

囗  =

2

ρ x105f m2

0

Q

9

1

0

1

5

20

ResuLts

 of  

the

 

Reserye

 

Analysis

1

ま た

コ ン ク

ング

係 数

Ec

1.

O− 2

0

X

105kgf

/cm :

変 化

させ て

も 約

1

割 程 度

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

t コ ンク

トの ヤング

係 数

Ec

2.

0

×

10s

kgf

cm2

と し

またボン ド リン クの バ

ネ 剛 性

森 田

η

口e)

黒 正

51

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

に及 ぼ す

要 素 分 割

影 響

 

めひび

れ を

切る

主 筋

のダ ボ

剛 性

い かんで は

せ ん

抗 要

のせ ん

断 伝 達 率

微 妙

影 響

ぼ すこと が

懸 念

さ れ る

そこ で

めひび

れ を

横 切

筋 の

剛 性

ぼ す

要素

, な ら びに ひび

付 近

着 剛

影響

み る た めに

Fig

8

示 す よ う

ひ び

れ を

切 る

主 筋 を

したテス ト

モ デルを

予 備 解 析

2

っ た

ま たこ の モ デル の

断面

し たのが

Fig.

9

であ る

こ の

解 析

では テス

ト用

モ デルの

き さ を

5

0

2

5

1

25cm

3

変 化

さ せ

さ らに ひ び

分で は

付 着 剛 性

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

握 す

る た

付 着 剛 性

0

と し た

L

1

25

7

5

cm に

変 化

さ せ

だ。

その結 果 を

し た の が

Fig

10

で あ る。 こ の図 が

す よ うに,

L

。で

比 較

し た

場 合

さ く す れ

ば主 筋

変 形

き く な り

ま た

じ 大 き さの

要 素

で は

L

を大

き く す る と

主 筋

きく な り, ダ ボ

剛性

とし て は

な く な る

Table

 

l

 

Results

 of  the 

Preparative

 

Analysis

1

)  

050050050

K32232Z322  

00n555000

E2221LLLL 工 塾O123456789 (1)  (

2

)  (

3

)  (

4

)  (

5

) (Σ)

81

 

132

 

131

  

90

   25 85  132  130   88   23 89  131  128   

84

   

20

84  t36  136   

94

   

24

88  

L36  

135  92   Z2

92 135 ユ34  

88

  

20

89

  工46  

153

  106   20 94   147  1S2 103  19

99

  工46  

15e

  

99

  16 45945S4S24744734695145L5510 Ec

n

S °f

 

CD”C「e匚e  E1甑 Kb

1

翻 譜

EneS

°

f

 

S°”d

 

L’nkS (1 )

(5): 

Shear 

Transfer ei  

Sltea

       Reiロfo「ce皿en 匚 under  unit         Load ←IOOO

 kgf )

  本 解 析

モ デル の

要 素 分 割

5cm

で あり

ひび

付 着 喪 失 長

L

5cm

であるが

 

Fig

10

に み ら れ る

よ う

5cm

メ ッシュ

,L

。が

5cm

主 筋

変 形

要 素 分 割

1

25cm

 

L

。が

2

5cm

に ほ ぼ

しい。

 

般に

,FEM

解 析 では 要 素 分 割 を 小 さ く

す れ ば す る

精算

に 近 く な るこ と, ま

5) の

付 着

両引

果で は

び 割

か ら

主 筋 径

の ユ

5

2

0

囲の

着 剛

極 端

く な るこ と が

報 告

さ れ ている

こ の こと

を考

え る と,

今 回

予 備 解 析 (

2

要 素 分 割

5cm

付 着 剛 性 を

0

に し た

長 さ

L

。が

5cm

解 析 結 果

ボ剛

要 素

1

25

 

cm

L

。が

2

5cm1

の ダ ボ

4

ー   ム ー ー   AT “

5

O

 

Mesh

 

MOdel

− .・

     画

5

o

   

L

rtu

a

Fig

8

ー ウ ー ⊥

1 ▽

ワ ∴

V

48000L

ユ        

  

L

ρ:

Zonewithout

 

Bond

 

Stres5

Model

 ef 

the

 

Prepara

ive

 

Analy

sis 〔

2

lC

°nc 「ete    

6

3

Ste

 

l10

0

468

ρ 翫

3

3

2

1

         

      

Unit

 cm      

A

A

 

Section

Fig

9

 

Actual

 

Section

 of 

the

 

Preparatlve

     

Analytical

 

Model

2

し α

q

8x10

−2

cm

20.

m

一甲 1喩靨暫一一9句

一一冒 _

曹一一__

_

ε

S

量eel

1

25Mes

■一

一曹

,   

5

O

 

Mes

    圏

esh

{cm

Fig

10

     

2

5

       

5

0

       

7,

5

Results

 of the 

Preparative

 

Analysis

2

(4)

剛 性

に ほ ぼ

しい こ

要 素 分 割

5.

OcmL

。が

5.0

本 解 析

モ デ ル は

精 算 解

ダボ

解 析

してい る

の と

え ら れ る

 

§

3.

析 結

検討

 

3.

1

パ ラメ

解 析 結 果

  数 値 解 析

a

D

1

5

解 析

モ デル を

い た もの

36

a

1

)が

LO

解 析

モ デル

を用

いた

の を

11

っ た。

Table

 

2

に a

D

1.

5

場 合

解 析

結 果 を示

し た

パ ラ メ

とし て は

せん

強 筋 比

p

0

4

0

% )

せ ん

断 補 強 筋

降 伏 強 度

t、Oy

3

 

OOO〜

12000kgf

cmz

主 筋 比

Pt

 

Pe (

1.

9,2.6,3.2

3

種 類

 

3.

2

 

せ ん

ス パ ン

影 響

 

せ ん

ス パ ン

a

D

影 響

を み る た めに

っ た

Diagonal

 

Shear

 

Crack

a

D

LO

解析

モ デ

Fig

1

) (

Pw =

1

0

 

Pt

p

。=

3.

2

% )

いて

し た

結 果

数の

lnclined

 

Shear

 

Crack

す る

Table

 

2

 

Analytical

 

Parameters

 and 

Results

NOPw (1) wσ yP 晒 ρヒ

P¢ .

Q

、畆 (

2

)  (

3

)   〔u)    〔5) dQu門1 (

6

レ cauni  ts

Nuniti   〔

7

〕    〔

8

P

、一

L

O

03000

0

05

20

5

LOL44

2

0

!03000

3

05

2377

6a

95

2

9 3

0

25 ,

OOO

7

53

25

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

96

L⊥ ヲ

2

00 )000

60

0 ,29 自入 5G

85

LO LO

2

50

ヲ000

75

03

295L4

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

watV 

Se

1e5

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

PL

P Ser工;s

    L   r 21

0

03000

0

0 ,

20

95

101

 

  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

o

o

000

0

0

30

41

2

5

0

25

0

103000

o5

257 ア

68

95

2

9

26

0

0

000

o2

6

1

58

,5

3

2

27

0

103000

0L9

自岶

5

o

5

28

0

10300D

0

二」 423

36

ユi8

3

o

29

1

003000

50

032866

5L

36

1

3 刃

005000

30

0

2

68

8

自7

88

LJ

31

1

DO

000

30

01

9

81

ムエ

95

L

自 ヲ2

1

OD5000

30

OlJ529

55

五10

1

6

33

3

oo3000

90

03

2

51

9

8

0

9 頚

3

005000

90

02

6 ヲ50

48

87

0

9

35

3

00

00Q

90

0

99

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  of 

longttudinal

 reinforcem 巳n 亡(兇〉 (

5

) 

Shear

 transfer  carried  

by

 shear  re 工nforcemen 匸   across  the  shear  crack (B )

6

 

D

〔}wel

 

shear

 

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  shear  

force

   (x10

鞠 L・nf 〆・ 囗2 )

8

 

Maxmam

 wedth

 

工n

 

shear

 

crack (

B

 

subjected

 

亡o

  unit  shear  foτ ce  ( x 

lO

2mm  

10

a

D

1

5

解 析

モ デル

Fig.

2

) (

Pw

1

0

ρt

ρc

3

2

% )

い て

解 析

し た

結 果

と を

以 下

す。 な お

こ れ

等 解 析 結 果

は試

験 部

分に

単 位

の せん

Q

,、

it

1

O

 

tonf

作 用

さ せ た と き の

応 力 状 態

あ る

  1

主 応 力

  Fig

 

ll

 

σ/

D

1

0

 

ま た

Fig.

12

は α

D

1.5

の 圧

縮 主 応 力

解 析 結

果の

比 較

し た もの で

 

a

D

1

0

特 徴

試 験 部

分の

端 部

の圧

か ら ほ かの

圧 縮 側

Diagonal

 

Shear

 

Crack

沿

っ て

対 角 線 状

力 が 集 中

し て

れ てい る

。一

a

D

1

5

特 徴

α

D

1

0

結 果

比 較

して

端 部

の 圧

コ ンク リ

要素

応 力

集 中

し, その

応 力

れは

囲に 分

す る

果 を

 

2

  主 筋

応 力

  Fig

13

a

D

1

o

Fig

14

は α

P

L5

主 筋

におけ る

材 軸 方 向

応 力 分 布

解析 結 果

の比

を 示し たもの であ る

れの

析 結

果 も

主 筋

じ る

応 力

験 部 中

曲点

その

き く なっ てい た

ま た,

圧 縮 応 力 を受

け る

部 分

艷弛

1

 

 

 

 

 

1

 

L 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

F 

I

 

1

こト

1

    卜

1

富 : 副

N

II

1

1

令 

ζ

m 1 く

1

1

1

1

鳶・

1

丶 ・ 丶

1

謌 劃

r

卜 卜 1

 

 

1、

 

1  

 

 

 

 

L’

 

− 

 

 

F 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 …

F幽

 

L 

 

Lr

 

 

 

 

1

 

 

 

r 

 

L

1

1    

   

 

 1

  

r

  

L馳 、 卩

蜘 剋 軸 鯨

Q

nlげ rooo

1

1。

紀mZ 〕 cm

q

nl ヒ       2xQu ロiし

Fig

11

 

Compressive

 

PrincLpal

 

Stress

 

in

 

ConcreLe

 

Eleme

ts

      (α〆〇

1

0

) 辷 凶 う 民   %

L

、。  Cqm師 51ve

 

Pr

r国 S【re55   i∩Co  麒2 ε1師酬 ‘arD

5,

   

11

弖σn

 

 

 

 

L曁

 

h

 

 

 

 

’ 

ζ 

レ  1

1 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

1

 

11

 

F

1

 

}〉

1

・・

こ}卜 Σ

卜 

1・

 

 

 

ム 

 

  网

1

r

 

、、

  丶

 

、丶

1・

∵  い

 く丶 c

 層

  

   

,、・’

・ ・

  

  

 

   

  

 

、、

 

1

 

 

 

 

  

1 

 

 

 

 

 

 

7 駄m

q巳  2xQun

、、

 

1r 、

  

 q

 

こ1

 

1

.丶

1   

   

 

 

  丶   

                      

    

 

 

 

 

_

 

〜一

一    1  

   1

OU而1

1000

呼 【

1αkgl’・mZ}

 

L

Fig

12

 

Co

pressive

 

Principal

 

Stress

 

in

 

Concrete

 

Elements

(5)

巨 4

1a

tlv9ni1         P

Ol

e

j

      1

l

Fig

13 

Stress

 of  the

 Longitudinal

 

Reinforcement

      (

α

D

1

0

1

      1

”nt

Fig

14

 

Stress

 of the

 

Longitudinal

 

Reihforcem

セnt

     

(α

P

1

5

目 する と

そ の

領 域

は α

D

L5

LO

の もの

よ り

き く かつ

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

 

a

D

1.

0

試 験 体

Diagonal

 

Shear

Crack

を 横 切る せ ん断

強 筋の せ ん断

伝 達 力

し た も

ので あ る

Fig.

16

α

D

L5

試 験 体

めひび

B

面 を横 切

る せ ん

断 補 強 筋

のせ ん

断 伝 達 力

た もの で

こ れ

の せん

断 伝 達 力

比 較

す る と

α

D

1

0

Diagonal

 

Shear

 

Crack

を 横 切

る せ ん

断 補

強 筋

の せ ん

断 伝 達 力 よ

α

D

1

5

B

横 切

断伝 達 力

負 担 力

き い

結 果 を得

 

Fig.

17

は, こ れ

等 斜

め ひ

び割

を横 切

る せ ん

断 伝 達

総 和

wQu

itとせ ん

断 補 強 筋 比

Pw

との

関 係

し た もの である

こ の

み ら れ るよ うに

せん

破 壊

に お け る せ ん

断 伝 達 力

Pw

0

4

0

%の

全 範

に わ た り

a

D

1

o

5

2

程 度 大

きい

値 を示

し てい た

  3

3  

α

D

L5

めひび

れ 面 を

切 るせ ん

断 補

      強 筋

のせ ん

断 伝 達 力

  Fig

17

,.

a

l

)が

1

5

解 析

モ デル にお

2xCL

i重

 」

− 」

       

G

〕【

i

1000

 

  

 

 

 

  

 

  

 

  

2xQur

魎量       へ

Fig

15

 

Shear

 

Transfer

 camed  

by

 

the

 

Shear

 

Reinforcement

      across  

the

 

Diagonal

 

Sheal

 

Crack

α/

D

1

O

2xq

」nit

_

 

 

a’

D

 

5

 

 

  

 

1

   

iunit

kgf

   

L

−一

 

 

 

 

9−.

    r

−ロ

−−ロ

J 

 

   

1

       

Lj

 

q

it

・。。α

       

168

   

2

Q

.ni量

Fig

16

 

Shear

 

Transfel

 carried  

by

 

the

 

Shear

Reinfofcement

     

across し

he

 

Shear

 

Crack

 

B

α

P

1

5

1

0

O

8

0

6

o

4

O

2

■ α α w(

 

lt

T

。nf )

一凾一

層一一

  

   曹

穿

  

  一

8

−,

1−一

9

  .

      a ’

D ・

1

5

1shea

⊂rac )

φ

φ

Φ

a

O

0

tdiago

旧 5h田 r ⊂rak )

r 

r て

1匚

1

1

(°’

1

0

ZO

3

o

Fig

17

 

Relation

 

between

 wQunit  and 

pw40

めひび

B

面 を 横 切

る せ ん

断 補 強 筋

の せ ん

断 伝 達

wQuntt と せ ん

断 補 強 筋 比

Pw

との

関 係

した

の で あ る

 

この 図に

す よ うに

wQ 。 。it は

 

Pw

に比

して上

す る

傾 向 を示

Pw

LO

に な る と

上 昇

頭 打

ちに なっ て く る

ま た

Pw

1

5

% に な る と

せ ん

90

上せ ん

断 補 強 筋

負 担

す る よ う に な り

いわ ゆ る

全 補 強

状 態

く な る

結 果

た。

(6)

 

3

4

めひび

れ 幅

 

Fig.

18

 

a

D

1

5

解 析

モ デル の

めひび

B

にお け る

志 間

方 向

めひ び

b  

W

ntt と

こ の bW

itとせ ん断

筋 比

Pw

との

関 係 を示

し た もので あ る

 

こ の

示 す よ う

b肌魁 は

 

Pw

反 比 例

す る

向 を示

し た

 

3

5

  斜

めひび

を横 切

主 筋

の ダ ボせん

断 力

 

Fig.

19

めひ び

B

水 平

横 切

主 筋 要

作 用

し て い る

鉛 直 方 向 力

ポせ ん

断 力

総 和

dQ 。ntt と

Pt・

Pc

関 係 を 示

し た

の で

る。 

Fig

19

に み

れる

よ う

ダ ポせ ん

断 力

dQu 。itは

主 筋 比

き く な る

程 大

き く な る

傾 向

こ の

傾 向

4

bWu

it

1。

2mm

2

1 。 wfy  

3000

CkPt

’c・・

2

) \ Ohe

x        

o

o

−一_

su

c

t

) ■

0

 

0

     し

0

    

2D

      

3

0

     40

Fig

18 Relatien

 

between

 bl覧曜 and  

p

(α/ヱ)

L5

eo〔L 8a 60

40

20

d 气ni 藍【陶f,

 

wary

30

。O

 kgf t・m2

       

1

°

      a         α 1

0

     

20

      コO

Fig

19

 

Re

且a [

ion

 

between

 dQunit  and  

pt

ρc α

P

1

5

&       し       α   K

」σz}

        

o       o 6       £ 

ll

 

_ _

 

 

1

Fig

20

 

Stress

 ef the 

Bond

 

Links

1

0

一 12 一

Pw

ない程 顕 著で あっ た

 

3,6

 

ボン ド リンクの

応 力

 

Fig.

20

せん

断 補 強 筋

1

0

主 筋 比 を

2

6

L9

3

% と

変 化

さ せ た

場 合

主 筋

と コ ン クリ

要 素 を結

ぶ ボン

ドリ

ン ク に

作 用

し た

応 力

し た

の で

る。 こ の

よ う

ボン ド リンクに

作 用

し た

めひ び

B

端 付

近に

集 中

してい た

そ し て

こ の ボン ド リンクの

応 力

主 筋 比

きい も の

きい

傾 向

せ ん

断 補

強 筋

量 に

して は

ρw の

ない もの

程大

きい

結 果

た。

 

3

7

  付 着 割 裂 破 壊

す る

考 察

  3

5

記 述

し た

よ う

ボ せ ん

断 伝 達 力

主 筋

比 が

き い

程 大

き く

ρw の

さい もの

そ の

傾 向

っ た。 ま た

3

6

記 述

し た

よ う

主 筋

とコ ン ク リ

トの

作 用

す ポ ン ドリン クの応 力 は,

め ひび

B

張 り

側 先 端

して

ダ ボ

せ ん

達 力

と 同

様 主 筋 比

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

大 き

ボン

ドリ

ンク の

応 力

きい

主 筋 比

きい はり の

の まわ り の か ぶ りコ ン クリ

分 に

担 がかか り

その

結 果

付 着 害

ll

裂 破 壊

じ や

く な ること が

え ら れる

こ の

主 筋 量

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

も報 告

さ れ て い る。

  §

4.

結    び

 

せ ん

断 破 壊 時

の ひび

れの

状 況 を参 考

初 め

めひ び

を 組

ん だ

FEM

マ クロ

弾性 解

モ デル

を用

せん

ス パ ン

せん

断 補 強 筋 比

比 をパ ラメ

と し た

数値 解 析

っ た

その

結 果

わ れ い る

FEM

次 解 析

法 や

的 手

法 よ り

簡 単

方 法

めひ び

れ の

せ ん

抵 抗

要 素

負 担

する せ ん

断 伝 達 力等

把 握

で き た

  以 下

数 値 解 析 結 果

要 約 を示

 

1

せん

ス パ ン

影 響

 

せん

断 破 壊 時 近 傍

圧 縮 主 応 力 分 布

主 筋

応 力 分 布

な らびに

め ひび

れ を

横 切

る せ ん

断 補 強 筋

負 担

す る せん

断 伝 達 力

ぼ す

せ ん

ス パ ン

影 響

把 握

た。

 

2

 

せ ん

断 補 強 筋

の せん

断 伝 達 力

と せ ん

断 補 強 筋 比

      関 係

  斜

め ひ

び 割

を 横 切

る せ

ん 断 補 強 筋

の せ ん

断 伝 達 力

せ ん

断 補 強 筋 比

Pw

比 例

し て

増 加

する

し か し

ρw が

LO

% に な ると

増 加

割 合

は急に

緩 慢

に な る

ま た

α

D

1,

5

では

Pw

L5

% にな る と ほ ぼ

補 強

状 態

になることが明 らか に なっ た

 

3

  主 筋 比

影 響

 

せん

断 破 壊 面 を横 切

主 筋

の ダ ボせ ん

断 伝 達 力

筋 量

く な る

程 大

き く な り

こ の

よ う

傾 向

Pw

な い

程 顕 著

で あっ た

(7)

 

4

その

 

の ほ か

めひび

と せ ん

補 強 筋

との

閧 係

付 着 割

裂破壊

に とっ て

重要

情報

す る ボン ド リン ク の

挙 動 等

把 握

で き た。

  謝    辞

 

本 実 験 研 究

うに

御 指 導

い ただい た

大 学 教 授

学 博

清 治 先

な ら びに

解 析

を す る に

たっ て

適 切

助 言

をいた だい た

東 京

業 大 学 助 教

和 田 章 博

士に

紙 面

礼申

上 げ

ま す

 

ま た

験に

長 期 間にわ た り御

力 下 さい ま し た

波熱錬株

会社常務水 馬克

久 氏

な ら

係 各 位

に深 く

感 謝

し ま す

参 考 文 献

1

) 福 原正 志

黒正清治 :鉄 筋コ ンク リ

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

  

57

2

) 福原

正 志 :は り の せ ん

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

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

強 筋の せん断 伝

達力

2

鉄 筋コ ンクリ

ト部

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

339

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

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

昭 和

46

47

年 黒

清 治

林 静 雄

小林克

田弘

形 鉄 筋 と コ ン ク リ

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

 

丸 田

 

誠 :鉄 筋コ ン クリ

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

司 郎

角 徹

三 :繰 返し荷 重にお け る鉄 筋とコ ンク リ

ト間の付 着 特 性に関

る 研 究

日本建築学会 論 文 報 告 集

229

昭 和

50

年 荒 川

 

卓:鉄 筋コ ン ク

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

35

年 広 沢

雅也

;鉄 筋コ ンク リ

ト短

の崩 壊

止に関 する総

究 (

その

19

:付 着 割 裂 破 壊モ

ドにつ い て)

日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集

昭 和

49

SYNOPSIS

UDC :624

012

45 :624

072

2

              

STUDY

 

ON

 

THE

 

SHEAR

 

TRANSFER

 

NEAR

 

INCLINED

                      

CRACK

 

BY

 

FEM

 

LINEAR

 

ANALYSIS

   

patt

 

3

 

EffecLiveness

 

of

 

high

 

tension

 

shear

 

reinforpement

 

in

 

reinforced

 

concrete

 members

by

 

MASASH

FUkuHARA

 

Resea

・ch 

Ass

・ciate 。

f

 

Tokyo

 

ln

 

stitute  of 

Technology

 

Member

 of 

A

1

J

 This

 study  

describes

 

the

 analytical  results  concerning  

the

 

shear

 

transfer

 

carried

 

by

 

the

 

shear

 

resistant

 

elements

across  

the

 

incLined

 cracks

 

The

 analytical  method  was  

FEM

 

linear

 analysis  used  

th

e

 models  with  

some

 

inclined

      し

cracks  as many  as 

the

 

experimental

 results

 

The

 analytical  results  

prQvided

 

the

 

information

 about  

the

 critical  

in

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参照

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