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山 形 鋼 筋 か い 端 接 合 部 に 対 す る 乾 式 補 強 法
その
2
実 験 結 果 と 考 察
山形 鋼 保 有 耐 力 接 合 筋 か い 突出脚 高 力 ボ ル ト 摩 擦 接 合 1. はじめに 前報(その1)に引き続いて、本報(その2)では実験結果 を考察し、補強効果を検討する。2
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実験結果と考察2
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1
荷重一変形関係と破断状況 実験より得られた、接合部の荷重一変形関係と載荷後 の接合部を図1に示す。また、実験結果一覧を表1にまと P[日>1] 300 225.4kN (有効断而)'
P[ld寸] 300 135.2kN (はしぬけ)γ
正 会 員 同0
梶間夏美事l 吉 敷 祥一勺 日本建築学会大会学術講演梗概 集 (中国)2017年8月 正会員 同 仲 田章太郎・l 薩川恵一勺 める。図中のVは最大耐力を表し、×は途中で載荷を中 断した時点を表している。また、高力ボル トのすべりが 発生した部分を図から削除し、初期すべり発生点をムで 示している。さらに、図中の破線は無補強の試験体であ り、既存材ボノレトの本数ごとに比較する。なお、 L75-3-L(ロ ング型)と L75ふF(前方型)は試験対象でない上側の接合部 の溶接部分周辺から破断したため、載荷を途中で中断し P[日>1] 300 251.6kN P [ld叫] (はしぬけ) 300v
令無補強 270.7kN (はしぬけ)v
無補強 δ[mm] δ[mm]。
r
8[mm]r
8 [mm]o
。
25。
25 0 25 0 25 (a) L75-3(無補強) (b) L75-2(無補強) (c) L75-2-N (標準型) (d) L75-2-F (前方型) P[kN] 251.4kN P[kN] 266.9kN P[kN] 256.7kN P[ldぜ] 260.3kN 300~ (有効断而) 曲l
f
300 (有効断而) 別1
1
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Jどすべ;り♂発 生 、無補強 ¥無補強 ~.l δ[mm] 8[mm] 6[mm]0￨ 1 8[mm]。
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25! 国 健
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項削
(e) L75ふN (標準型) (f) L75-3-F (前方型) (g) L75ふ C (コンパクト型) (h) L75-3-L (ロング型) 図1 接合部の荷重 変形関係と載荷後の様子 SeismicRetrofit ofAngle Brace Connectionsby usingHigh Strength Bolt Part2:Test Resultている。 荷重 変形関係より、補強を施すと大小の差はあるも のの耐力が上昇しており 、補強効果が確認できる。既存 ボルト3本のL75-3シリーズでは、最大耐力が標準型で 251kN、 コンパク ト型で256kN、 前方型で267kN， ロング型 で260kNとなり、それぞれL75-3の無補強 (225kN)に対して 26-41kN (11.5-18.2%)の耐力上昇がみられた。この中で連結 ボルトを前方に位置させた前方型が補強材に流れる応力 が大きくなり、他の補強タイプと比べて耐力の上昇が大 きくなっていることが分かる。一方、既存ボルト2本のL75 -2シリーズでは、最大耐力が標準型で251貯4、前方型で 270kN となり、それぞれL75-2の無補強(135kN)に対して116廿J、 135kNの耐力上昇がみられ、無補強の2倍近くまで耐力が 上昇している。ただし、 L75-3シリーズよりも耐力の上昇 は大きかったが、最終的な最大耐力はL75-3シリーズと同 程度であった。 次いで、載荷後の接合部の様子をみると、 L75-3シリー ズでは補強により突出脚の面外変形が小さくなっている ことが分かる。一方、 L75-2シリーズではすべてはしぬけ 破断に至っている。はしぬけ破断耐力は有効突出脚部に 依らないと考えられるため、無補強の最大耐力と補強試 験体の最大耐力の差分が補強材の応力負担であると解釈 できる。 表 1 実験結果一覧 試 体 名 ￨最 国
i
カ￨有 効 ? ? 率￨破壊モード L75-3 225.4 0.44 L75-3-N 251.4 0.57 L75-3-F* 266.9 0.65 有効断面破断 L75-3-C 256.7 0.60 L75-3-L* 2ω3 0.62 L75-2 135.2 0.05 L75-2-N 251.6 0.57 はしぬけ破断 L75-2-F 270.7 0.67 *載荷を途中で中断した試験体 l.0 T Y [-] 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4•
0.3 0.2 0.1。
。
2
.
2
突出脚有効率による保有耐力接合の検討 突出脚有効率3)を図2に示す。図中の.は実験より得 られた突出脚有効率を示し、途中で載荷を中断した試験 体はO
で示している。さらに、ボル ト本数で規定された 突出脚有 効 率1)を破線で示す。突出脚有効率を用いるこ とで、補強効果分を有効突出脚部の増加分に置きかえ、 ここでは保有耐力接合を満たすのに必要な突出脚有効率 と比較する。 本実験では、 L75-2-F(前方型)のみ保有耐力接合を満 た す の に 必 要 な 突出脚有効率を満たしており 、他の補 強タイプは満たしていないことが分かる。ただし、 L75 -3-L (ロング型)とL75-3-F(前方型)は途中で載荷を中断 しているため、実際には必要な突出脚有効率まで上昇し ていた可能性がある。以上より、並列タイプの補強方法 では、連結ボルトを既存ボル トより前方に配置すること で、保 有耐力接合を満たす補強効果が得られると考えら れる。 3. まとめ 本報(その2)では山形鋼筋かい端接合部に対する乾式補 強(並列タイプ)の実験結果を考察した。 謝辞 本研究は日本鋼構造協会平成28年度鋼構造研究助成事業による 成果です。ここに記して謝意を表します。 参考 文献 1 )日本建築学会鋼構造接合部設計指針， 2012 2 )伊山潤ほか:東北太 平 洋 沖 地 震 等 に よ る 鉄 骨 造 文 教 施 設 鉛 直 ブレースの震動被害，日本建築学会技術報告集，第19巻， 第41号，pp.153-158， 2013.2 3 )吉敷祥一，河野由佳山形鋼高カボルト接合部に対する隅肉 溶接の付加による補強，日本建築学会構造系論文集，第719 号，2016.1 4)石 井 大吾ほか 引 張 プ レ ー ス 接 合 部 の 火 無 し 耐 震 補 強 工 法 の 提 案 ， 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概集， 2016.8 保 有 耐 力 接合 を 満 た す 1・
。
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一
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既存ボルト 3本。
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5本 4本 3本•
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」 L75-2 L75-2-N L75-2-F (無補強) (標準型) (前方型) /11ζ> 1 ¥ ノl寸ro1¥ /1寸ro1¥ / 110 I ¥ / I ollro I ¥ / I 0 111 0 I ¥ 同 日 山 口 図2
突出脚有効率 既 存ボ‘ルト 2本 *1 東 京 工 業 大 学 大 学 院 修 士 課 程 *2 東 京 工 業 大 学 准 教 授・博 士 (工 学) 可 愛 知 工 業大 学 教 授・博士 (工学) Graduate， To匂oInstitute ofTechnology Associate Professor， To旬。InstituteofTechnology， Dr.EngProfessor， Aichi Insti旬teofTechnology， Dr.Eng
