1
論文
1
UDC :624
.
012.
45 :539.
415 :539.
61日本 建築 学 会 構 造 系 論 文 報 告 集 第430号
・
1991年12月Joumal
of StTuct.
Constr
、
Engng,
AIJ,
No.
430,
Dec,
,
1991RC
円形 柱
の
せ ん
断
終局
強
度算定式
お よ
び
主
筋
の
付着 強度算定式
に
つ
い て
E
Ω
UATIONS
TO
ESTIMATE
ULTIMATE
SHEAR
STRENGTH
OF
CIRCULAR
REINFORCED
CONCRETE
COLUMNS
AND
BOND
STRENGTH
OF
LONGITUDINAL
REINFORCEMENT
IN
THE
COLUMNS
鈴
木 計
夫
*,
中 田 浩
之
* *
,
中 塚
佶
* * *
Kaxuo
SUZUKI
,
Hiro
:yuki
IVAKA
TA
andTadashi
IVIAKA
TSUKA
In
thispaper
, two equationsto
estimate ultimate shear strength of circular reinforced concretecolumns and
bond
strength oflongituClinal
reinforcementin
the
columns arederived.
The
first
equation
is
composed oftruss
mechanis 皿 strength of transverse reinforcement and arch mechanism strength on concrete strutbased
onplastic
theory
,
The
second Qneis
der
五vedby
using theideas
employed
in
similar equations,
which arebased
on experimental studies,
for
members with rec.
tangular sections。
Compatibility
ofthe
two
derived
equations are examinedby
comparing calcu.
lated
values with experimental ones obtainedfrom
previous experiments.
KegWOizls
:shear strength,bond
strengrh,
circular column,
reinforced concreteせ ん
断 強 度
,
付 着 強 度
,
円 形 柱
,
鉄 筋
コ ンクリー
ト1,
ま え が きRC
円 形 柱
は,
コ ン クリ
ー
ト
に対
す る 円形
横補
強 筋
の す ぐ れ た横
拘
束
(
コ ン フ ァイ
ン ド) 効
果が期 待で き るこ と,
外
荷
重
に対
し断 面
に方 向 性
が無
い, な どの特 徴
をも
つ有
用
な構 造 部 材
であ
る。
し か し,
同 円形
柱
の設計
で は,
断面
形
状
が円形
で ある こ と による設計
上の煩雑
さ を避 け る た めに円形 断 面
を同
一
断 面 積 を
有
す る 正方 形 断 面
に置
換
し,
角 形 断 面 柱
の諸 算 定 式 を便 宜
的
に用
い ること がよ
く行
わ れる”。
特
に,
円形 柱
のせ ん断
・
付 着 設 計
で は, 同柱
の せん断 破 壊
,付 着 破 壊
につ いての実 験
デー
タ
が少
な くてその性 状
がほ とんど 明
ら かで ないた め,
最 近 刊 行
さ れ た日本 建 築 学 会 「
鉄 筋
コ ンク リー
ト造 建物
の終 局 強
度
型 耐 震 設計 指 針
・
同 解 説
」(
以
下
,指針
と呼
ぶ)
の「
せ ん断
と付 着
に対 す
る設 計」
Z 】におい て も,
こ の便 法
が用
い ら れて いる。
し か し,
そ の妥 当性
につ い ては 全 く示
さ れ て いない。一
方
,
RC
円 形 柱 を
円形
断
面
と して取
り扱
う せ ん断終 局 強 度 算 定 法 が 村 上
,
南
3〕 に よっ て提 案
さ れ ているも
の の,
解
析
が煩 雑
かつ複 雑
であるた め その 実 用性
に問 題
が あ る と考
え ら れ る。本 研 究
は,
RC
円 形 柱
のせ ん断終
局 強 度 算 定 式
およ
び主 筋
の付 着 強 度 算
定
式 を
,
指針
におい て角 形 断 面 部 材
の それら諸 算 定 式 を
導
く際
に用
い ら れ た手 法
は準 用 す
る が,
円形 断 面 を角 形 断 面
に置
き換
えず
に導
くことを 試
み たも
の であ る。
さ
らに、
円形 柱
部材
に関
す る既 往
の実
験 デー
タ を用
い て,誘
導
し た円 形 柱
の せ ん断 終 局 強 度
算定
式
およ
び付 着 強 度 算 定 式
の適 合 性
を検 討
し た。
2
.
RC
円 形 柱
の せ ん断 終 局 強 度 算 定 式
指 針
で は,
角 形 断 面
のRC
部 材
の せ ん断終
局 強 度 算
定 式 法
とし て,
塑 性
理論
に基
づ く トラス機 構 強 度
とアー
チ機 構 強 度 を足
し合
わ せる形 式
のせ ん断終 局 強 度 算 定 式
(
A
法 算 定 式 )
が示 さ
れて いる。
し か し円形
断面柱
で は,
トラ ス機 構
に おける横 補 強 筋
の形状
が 円 形であ る 点,
お よ びト
ラス機 構 と
アー
チ機 構
に お け るコ ンク リー
ト圧縮
束
の断 面 形 状
が各 束 断 面 位 置
に よっ て一
様
でない点
な ど の理
由
に よ り,
角 形 断 面
につ い て のA
法 算 定 式 をそ の ま ま適 用
す ること は困 難
であ
る。
ま
た.
単 純
に同一
断 面
積
の正 方
形柱
に置 換
してA
法 算 定 式 を適 用
する ことの物
理 * 大阪大学 ⊥ 学 部建築工学 科教授
・
工博零
*
奥 右寸組 建築 設 言十部*
# 大 阪 大学 工 学部建 築1
/学 科助手
・
工博Prof
.
,
D
叩t.
o正Archi
亡ecture,
Facuhy
of Engineering,
Univ
.
of Osa−
ka,
Dr.
Eng.
Building
Deslgn
andPlanning
Division,
Okumura
Corpora
ヒ10n ResearchAssoc
.
,
Dept
.
of
Architecture
,
Faculty
Q〔
Englneering
,
Univ
.
ofOsaka
,
Dr.
Eng.
的 意 味
お よ び そ の妥
当 性
につ いて も明
確
で ない。
し た がっ て本 論
で は,
円形 断 面 部 材 特 有
のそ れ ら諸 点 を 考慮
す る,
円 形 断 面 部材
に対
す る せ ん断 終
局強 度 算 定 式 (
1
)
式
を,
角 形断面部材
につ いてのA
法
算
定式
の考
え方 を
準
用
し,
以 下
の(
a)
一
(
d
)
に示
す考
え方
に基
づ いて誘 導
し た。
アどロ
・Q
匠τ P
’
・聰’
D ’
丿・c°
c・t
φ
+
ta
号
θ・
(
1一
誤 )
奇
が
Ψ 町・
…一
(
・)
こ こに,ta
・・一
(
LD
)
2+1 一
お
…・
………
(
・)
(
1
十coザφ)
。
Pwc
・
σua・
・
・
・
・
・
…
(
3
)
。
β
;
レ.
σBCOt
φ
= min(
cot ¢i,
cotφ
2,
cotφ
3}
・
…一 ・
・
(
4
)
cot
φ
1ニ2
・
・
・
・
・
…
一一・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
(5
)
・…
z− 。.
k
/
1
。、………・
…・
…・
・
……・
…・
…
(
・)
…Pt
−
di
. ・・
{
li
a . B . .−
1
…・
………・
(
・)
(
た だ し, cotφ
≧1
)
・ 一耋
9
参
…一 一
ノ
に=
D
−
2d
,・
…一 …
・
・
・
・
・
・
・
・
…
噛
『
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
(
8
)
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
一・
・
《
9
)
尸 ・・
7
一
蒲
…・
………・
…・
…………・
…・
…
(
10
)
(
a)
トラス
機
構にお け る 円 形 横 補 強のた めの低
減係 数
:トラス機
構
に よ る円 形
横
補 強 筋
の分 担
せ ん断 力
は,・
一
一
.
辺 長 さ が 円形
横
補 強 筋
の巻
径
に等
しい正方 形
横
補 強 筋
の トラス機 構
に よ る分 担
せ ん断 力
に,
図
一
ユ(
a)
に示
すよ 匚 1 」一
一一脚_r __一一_
J皿
血
)
「 ‘ 、 、亀
一
’
!』
(
a)
楕 円
L
xA
・ ・窃
:彊 :
円 ! 楕 ノ富
一
Y
一
一
「
(
b
)
猟
.(参
考
)x
−
z
断 面L
O
A
6
・ ・蠢
雌
VV −
V断面U
’
−
V’
断面 (参 考 } 」」⊇
L4
B
(
c)
図一
1 (11 式 誘 導 過 程で の考え方う
に横 補 強 筋
の巻 形 状
が円形
であ
る ため
そのせ ん断 力 方
向 成 分
が低 減
する影 響 を考 慮
する低 減 係 数
を乗
じ たも
の とす る。
そ の低 減 係 数
とし て は,
円 形 横 補 強 筋
が ピッチ零
で配 筋 さ れ
て い る状 態
で の値
であ
る π/
44
削を採 用 す
る。
(
b
)
トラ ス
機
構
に お ける圧 縮 束
の断 面 積 (
んC>
:円形
柱
の ト ラス機 構
に お け るコ ン クリ
ー
ト圧 縮 束
の応 力
(
砺)
、
す な わ ち cQt/
sinil
を 圧縮 束 断 面 積 (
A
,,
)
で除
し た もの は下
式
で与
え ら れ ると仮 定
す る。
σtc
=
ρwc・
σav・
(
1
十cottφ)
・
t・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
t・
・
・
・
・
…
(
11
)
これ は
次
の よ うな簡 略 化
に基
づいて い る。
すな わ ち,
円 形 柱
で は,図
一
1
(
b
)
に示
す よ うに トラ ス機 構
に お け るコンクリ
ー
ト圧 縮 束
の断 面 形 状 と断 面 積
が束 断 面 位 置
に よっ て異 なる(
た と えば,
X
−
Z
断 面
とX
’
−
Z
’
断 面
の場 合 }
が,本
論
で は耐 力 算 定 式
の誘 導 を意 図
し てい る た め,
断 面 積
の最 も 小
さ く な るX −Z
断 面 (
楕 円
の一
部 )
を算 定
の対 象
と する コ ン ク リー
ト圧 縮 束 断 面
と考
え る。
・
こ の と き, その断 面積 (
At
,)
は(
12 )
式
で与
え られ る。
し か し同式
は複 雑
で あっ て,
これを 用
いた(
11
’
) 式
で表
さ れ る トラス機 構
で の コ ン ク リー
ト圧縮 束
の応 力
atC はφ
につ い て解
くこ と が困
難
で ある。一
方
, 図一
2
はAtC
を柱
断 面 積 (
A
,)
で除
して無 次 元 化
し た値
At
。IA
。が,
トラス機 構
に お ける角 度 φ
の変 化
に よっ て どの よ うに変
化
する かを例 示
したもの である。
同 図 中
に は正方 形 柱
の ト ラス機
構
に お け る コ ン クリ
ー
ト圧 縮 束
の断 面 積
(A
,。
}をAc
で 除 して無次
元 化 した値
ん。
/
Ac
((
13
)式 )
も併
記
して い る。At。
/
Ac
は, cotφ
=
1
の と きAt
,/
Ac
と等
し く,1
〈cotφ
≦2
で はAtC
/
Ac
よ り若 干 小
さ く な る が その割 合
は 大 き くて も7
%程 度
で あ る。
そ れ故
,
本 論
で は算 定 式
の簡 略 化
の た めに,
トラス機 構
に お け る コ ンク リー
ト圧縮 束
の断 面 積
は,
算
定
式
が簡 単
で,
ま た控
え目
な値
を与
え る(
13
) 式
のAt
。に よっ て算 定
さ れ る ワ と す る と,
コ ン ク リー
ト圧縮
束
の応
力 (
砺)
は(
11
)式
で与
え ら れ ること に な る。
この仮
定
は,
試
算
に よ れば
,
1
<cotφ
<2
と な る横
補 強 筋 量の 範 囲におい て,
cot φ値
を最 大
5
%程
度
過小
評 価
す るの で,
結
果
的
にせ ん断
Atc
!飴AtrXbOO
.
9
o
.
8
0
.
7
0
.
6
O.
5 [jtc
≡
0.
8●
D】4
舳
舳
,
紬
・
/一
齟
一
・
幽
一
“
t−.
i
昏.
.
一
.
.
「
「
.
.
.
−一
.
.
■
.
−■
.
.
「
.
■
.
冒
胃
一
冒
門
一
AtC/he (円形 )一
Atr/he (正方形柱) 1。
01
.
5
cot φ2
。
O
図一
2
んc/14c,
A,.
〆Ac−
cot φ関 係終 局 強 度
を同程 度 過 小 評 価 す
ることにな る。 な お,横 補
強 筋
量 が多
くて cot φ=
1
と なる範 囲
で は,
図
一
2
か らも明
らか なよ う
に せん断 終 局 強 度
の算 定 値
は同
一
と な る。一
方
,
横 補 強 筋 量 が 少 な く
てcotφ
=2
と
な る範
囲 で は,
円形 断 面 柱
の トラ ス機 構
に よる コ ン ク リー
ト圧 縮束 応 力
σ t。を最 大
7
% 程 度 過 大 評 価
し, アー
チ機
構
に よ る負 担
せ ん断 力
を過 小 評 価 す
る ことに な る。
し か し,
試
算
に よれ ばせ ん断 終 局 強 度
は高
々1
〜
2
%程 度 過 小 評 価
され るだ
け であ
る。
A
,C−
∬−
2
φ
+ °・
5
sin4
φ
P .
j
、C__ _ .
.
(
12
)
・… 。− 2
φ
+0.
5
。i
。4
φ’
”9’
… … …
(
11
’)
会
詈
一
・ ・Sφ
・
告
・
・
………・
一 ・ 一 一 ・
…・
(
13
)
4
・
COSφ
π・
Pwc
・
σnv・
cot2φ
こ の と き
,
円形 柱
の トラス機構
にお けるコ ン ク リー
ト圧 縮 束
の圧 縮 応 力 負 担
比率
、β (
= σt,ノ(
y・
σB)
)
は(
3
)
式
で与
え られ る。
(
c)
アー
チ機 構
にお け る 圧縮束
の角
度 (
θ)
:円 形 柱
の アー
チ機
構
にお け るコ ンク リー
ト圧縮 束
の角 度 (
θ)
は(
2
)式
で与
え ら れ る とす
る。 こ の理 由 を図
一
3
よ
り説
明
す る。
図一
3
は,
アー
チ機 構
に よる コ ン クリー
トの負
担 せ ん 断 力(
Qa
)
がアー
チ角 度
θ の変 化
に よっ て どの よ う に変
化
す る か を例 示
し た もの であ る。縦 軸
に はQa
を
柱 断面積
(
A
。)
とアー
チ機 構
に お ける コ ン ク リー
ト圧 縮
束 応
力 (σ∂
で無 次 元 化 し た値
を,
横 軸
に は説 明
の都 合
上tan
2
θ にLID
(=2,3,
4)
を乗
じ た ものを とっ て い る。ま
た,
同 図
に は参 考
まで に,
円形
柱
の直
径
D
に等
し い1
辺の長 さ を もつ 正方
形柱
の場合
の無 次 元 化
Q
。値 (
図
中
点
線 )
も示
し ている。円 形 柱
の アー
チ機 構
におけ
るコ ンク リー
ト圧縮束
の断
面
を,
トラ ス機 構
で の場 合
と同様
の理由
に よ り 図一
1
(
c)
に示
すU
−
V
断 面 (
楕
円の一
部
)
で与
え る と,
無
次
元 化
さ れ た アー
チ 機 構
の負 担
せん 断 力
Qa
/(
Ac・
σa
!
は アー
チ角
度
θ に応
じ て図
一
3
の実 線
で示
すoa
/(σe・
bc) 0.
150
,
10
O.
05 o,
oo01
2
1
/D
・
tan2θ 図一
3
Q
♂(
Ac
・
σ。)−
L
/D
・
tan
2
θ関 係よ う
に変 化
し,LID ・
tan2
θが
1
よ り小
さい時
に最 大
値 を
とる。
塑 性
理論
の下
界定
理 よ り,
せ ん断 終 局 強 度 算
定
に用
い る θ値
はQ
。/
(
A
。・
σ∂
が その最 大 値
を と る と き の値
と す ること ができ る が,
そ の最 大
値
はLID
・
tan2
θが1
の時の 値 と 大 差 が ない。
し た がっ て,
計 算
の簡 略
化
の た めLID ・
tan
2
θ が1
の時
の θ値
を用
いることに す ると
,
Qa
/(
14♂σ∂値
はtan
θ/2
と なり,
ま た,
tan
θ は〔
2
)式
で表
され る ことにな る。
この こ とは次
の よ う なこと を意 味
し てい る。
す な わ ち,
同
じ内 法 高 さと 断 面
積 を有
する正 方 形 柱
の場
合
と 比較
す ると
,
円 形 柱
の場 合
正方 形 柱
に比
べD
が大 きい た めLID
が小
さ く な る分
だ け アー
チ機 構
に よ るコンク リー
トの負 担
せん断 力
は大
きく評 価
さ れ ることを意
味
して い る。
(
d
)
cotφ
と レ の値
: せ ん断 終 局 強 度
算
出
に必要
な cotφ
お よ びコ ン クリー
ト圧縮 強 度 有 効 係 数
V は,
指
針
と 同様
に(4
)式
お よび(
10
>式
で与
え ら れ ると する。
な お(4 )
式
の cot φの算 出
に必 要
な(
5
>
一
(
7 )
式
は,指 針
と同 様
の仮 定
に基
づき導
か れ たも
のであ
る。
3.
RC
円形 柱
の主 筋
の付 着 強
度 算定
式
指 針
で は,
角 形 断 面 部 材
の主 筋
の付 着 強 度
にっ い て,
藤 井
,
森 田
b切実 験 的 研 究 を 基
に し た算 定
式 が 示 さ れて い るが,
円 形 断 面 部 材
の主 筋
の付着
強
度
につ い て は,
付
着 破 壊
し たこ の種
の部 材
の実 験
デー
タ が ほ と ん ど ないた め そ の算 定 方 法
は示
され ていない。
こ こ では,
指 針
の解
説
に示
さ れて い る角 形 断 面
部材
の主
筋
に対
す る付
着 強 度
算 定 式
の考
え方
と以 下
の(
a)
,
(
b
)
の仮 定
に基
づ く,
円
形
柱
に お け る主 筋
の付 着 強 度 算 定 式
,(
14
) 式 を 示 す。
τbu
=
τ。
D+τ。
t………・
………・
・
……・
…
(
14
)
rco
=
(
O
.
4
b
‘十〇.
5
)
V/砺・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
(
15
>
bt
=
min(
b
、。
)
一 一 ・
………・
……・
・
…一 …
(
16
)
b
・C一玉
7
乱
db …一 …・一 ・・…………・一
(
17 )
T。t
−
・(
1
+itb
)
・
?
’w・
誓
・
・
………・
・
…・
…
・
18
・
(
a) 主 筋
の付 着
割裂
パ ター
ン の仮 定
:(
17
) 式
のbiC
(
b
‘。
:付
着 割裂
パ ター
ンより定
まる係 数 )
は,
筆 者
ら が行
っ た既 往
の 円形柱 部材 実
va1
)・
8 }に おい て主 筋
が付 着
破 壊 性 状 (
後 述 } を示
し た試 験
体
の ひ び割
れ状 況
を参 考
に仮 定
し た,
図一
4
に示 す よ う な 各 種の付 着 割 裂
パ ター
ン例
に基
づいて算定
す る。b
‘は(
16 )
式
に示 す よ う
に,各 付 着 割
裂
パ ター
ンにっ いて のbEC
の う ちの最 小 値
とす
OOo o o o o oO oO o0 0 0 0 oO o Oo o O O (パター
ン1) (パター
ン2
) (パ ター
ン3〕 図一
4
円形 柱 断 面に お け る付着割 裂パタ
ー
ン例一 53 −.
一
【円形 横補 強筋の轡合
]
ト
↓Dc
↓ 11
[角 形 横補強 筋の場合〕
P
= 1 ,P
=
O
↓
壹
1
.
o
K
0
.
5
K(横補 強 莇の効果) O,
B
主筋 角 形A
主 筋 検補強 筋 ↓↓ (
B
主筋} 11
P 力 )P
璽
モ
Ngi
円 形 角形 横補 弦 筋横 補強筋 〔
A
主筋 〕 図一
5
付 着 強 度 算 定にお ける円形 横 補 強 筋の効 果 る。
(
b
) 円形 横 補 強 筋
の効 果
の仮 定
:主 筋
の付 着 強 度
に及
ぼ す 円形 横 補 強 筋
の効 果
は(
18
)式
で与
え ら れ るとす
る。
こ れ は指 針
で の考
え方 を参 考
に し た次
の考
え方
によっ て い る。
す なわち
,
円 形 横 補 強 筋
が付 着 強 度
に及
ぼ す効 果
は,
角 形 横 補 強 筋
の場 合
にお け
る全 割 裂
のケ
ー
ス で の隅
角 部 主 筋 (
図
一
5
のA
主 筋 )
に対
する効 果 (
K
=
1
.
0
)
と,
直 接 横 補 強 筋
の かか っ て い ない主 筋 (
図
一
5
のB
主 筋 }
に対 す
る効 果 (
K ;
O
.
5
)
との間
にあ
ると し, その大
き さ(
K
)
が,便 宜 的
に大
き さが1
の リン グ テン ショ ンに よ る主
筋
1
本 当
りの横 拘束
力
(
P =2
π/
筋
庄 】 」)
の1
次 関
数
で与
え ら れ る と仮 定
す る もの で あ る。
4.
算 定 式
の適 合性
につ い て の検討
4
.
1
せ ん断終 局
強度算
定 式
の検 討
本 項
で は,
既 往の円 形 柱の せ ん断実
験結
果 7 )−
1z.
)e
用い て次
の2
つ のせ ん断 終
局強 度 算 定 式
の適 合 性 を 比 較
,検
討
す る。
す な わ ち,
第
2
節
で誘 導
し た円 形 柱
の せん断 終
局 強
度算
定 式 (
1
)式
, お よ び円形 断 面 柱
を同
じ断 面 積
とvGl/
2
倍
の横 補 強
筋 比 を
有
す る正 方 形 柱
に置 換
し て適 用
す る,
角
形
断 面 柱
の せ ん断 終 局 強 度 算 定 式
A
法
E2)(
これ を 角 形A
法 算定
式 と 呼ぶ)
の適 合性 を検 討
し,
結
果
を 図一6
に示
す。
な お,本 検 討
で は,
円形 柱
の付 着 破
壊
につ い て の明 確
な定 義
は いま だ確 立
さ れて いないが,
本 論
4
.
2
項
に述
べる付 着
破壊性 状
を示
し た主
筋
を もっ試
験 体
のデ
ー
タ は除
い て いる。同 図
では,
誘導
し た(1 >
式
お よ び角 形
A
法算 定
式 に よ る せ ん断終
局強 度 計 算 値
と実 験 値
を曲 げ 耐 力 計 算 値
。
Q 隅
齣 で除
し た値 (
cQu/
cQmu,
。Q
/
。Qmu
)
で表 して い る。
ま た 同 図 中に は,
せ ん断 耐 力 実 験
値 eQ の各
せ ん断 終 局 強 度 計 算 値
cQu に対
す る比 (
。
Q
/
。Q
。)
の平 均 値
,
な ら びに.
変
動係
数 を 示 して い 実 験 デー
タの変数 範囲 変 数 デー
タ範 囲 OO 鈴木・
中壕他7
〕 σ9 [ ん■2〕 196−
550 ★ ☆ 鈴木・
中 塚他8
)σy [kg
!c自2〕370
卜9840
鬮 ロ荒
川・
賀 他 9}σ 冒y[k3!c堕2】3200
−
14900
◆ ◇ 荒 川・
賀 伽 o)P8 [罰 2.
54
〜
5
.
OB
▲△ 黒正・
林 伽 1)P冒 [罵」O
,
2
卿
1
.
8
▼ ▽ 黒正・
林 他12
)N
/ (Ac
・
σ8 )o
囎
o
.
6
L
/D
2.
1鞠
4,
2 eO /c砺旧Ac
[c降2」 491−
627 1.
5 LOO
.
5
o
.
o
[(1
>式〕額
。溺
◇竅
(1) 式 デー
タ数 45 平均 値 1.
12 変 動 係 数O
.
128 o,
o e 囗/camu1,
5
O.
5 1.
01t5
cQu 〆cd皿u (a ) 〔1)式の場 合1
.
O
O
.
5
O
,
0
[角形A法算定式 ]i
i
詫
.
i
・薪
畍
Al
角 形A
法 算 定 式 デー
タ数45
平均値 1,
1g 変 動係 数 0.
136 O.
0 0.
5
1.
0 1.
5
cau〆cQtau (b
) 角 形A
法 算 定 式の場合 図一
も(
1
)式および角 形A
法 算 定 式の適 合 性 る。
な お,本 論
で は主 と
して単 調 加 力 下
で の せん断 終 局
強 度 を算 定
の対 象 と
してい る の で,
本 検 討
に用
い た実 験
デー
タに は,
せ ん断 耐 力 時
ま で の各 部
材
角
に お け る繰 返
し載 荷 回数
が各
3
回以
.
ヒの試 験 体
の デー
タ は含
めて い な い。 そ の理由
は,
繰 返
し載 荷
を受
け た 試験 体
で は,
繰 返
し載荷
に伴
うひび
割
れ幅
お よび
ひび 割
れ本 数
の増
加
に よ るひび割
れ直交方 向
の平
均
引
張
ひず
み の増
加
な どの ため に コ ンク リー
トの有 効 圧 縮 強 度
の低 下
, それ に起 因
する せん断 終 局 強 度
の低 下
が予
想 さ れ る1’1)た めで あ る。
ま た,
通 常の柱
で はPw
がO
.
2
% 以上
の横 補 強 筋
を有
する こと か ら,
横 補
強 筋 を 有 し な い試 験 体の デー
タ も含め て い な い。
さ ら に, 図一6
中
の統 計 特 性 値 算 出
の際
に は,cQ 。
/
,Qmu
>1
.
0 (
曲
げ破壊
領 域
)
で あ る試 験
体
の デー
タを除 外
している。
図
一
6
中
の統 計 特 性 値
に よれ ば,誘
導
し た円 形 柱
の せ ん断終 局 強 度 算 定 式 (
1 )
式
は,正
方形柱
へ の断 面 置 換
とい う便 法
を用
い る角 形
A
法 算 定 式
に比べ平 均 値
で7
% 程度
で はあるが実 験 結 果
を精 度 良
く推
定
し,
同 時
に小
さ な変
動 係 数 を与
えて いる。
こ の現 象
は,
提案
式 (
1
)式
と角
形
A
法 算 定 式
との違
い であ
る次
の2
点
に起 因
し て い る。
す な わ ち,
(
1
)
アー
チ機 構
に お け る角 度
θの違
い, お よ び(2
) ノ;
と》
7
/
2
・
み
cと
の違
い で あ る。(
1
)
の違
いに よっ て,
提
案
式 (
1
}式
は角 形
A
法 算 定 式
に比べ,
tan
e
値 が異
な る分
だ けアー
チ機
構
に よる負担
せ ん断 力
を大
き く評 価
す る。 また,
(
2
)
の違
い に よっ て,
提 案
式
(
1
)
式
は角
形
A
法 算 定 式
に比
べ,
ff
/
2
・
jtC
(
=
石
F
/
2・
(
D −
2
・
d
!)
)
がj1
(
;
V
}
1
/
2
・
D
−
2
・
d
,)
よ り大
きい分
だけ ト
ラス機 構
に よ る負
担
せ ん断
力 を
大
き く評 価
す る。具
体 的
に は,
(
1
)式
は角 形
A
法 算 定 式
に 比べ円 形 柱
の せ ん断 終 局 強 度 を
, アー
チ機 構
の み で抵 抗 す
るPw
,’
σw。/
(
レ・
σB)
が0
の時
にはtan
θ値
の差
に よっ て10
%程
度
,
トラ ス機 構
の みと
なるPue
’
σ wy/(
v・
σs)
がo
.
2
以
上 の時
に はφ
F
/
2
’
jtC
とft
の違
いに よっ て3
%程 度 (
d
,/
D =
0
.
1
の と き)
,
また,
両 機 構
が混 在
す る0
<Pw
。・
σav/(
レ・
σB)
<0
.
2
と な る横 補 強 量
の範 囲
で は10
%−
3
%程 度 大
き く評 価
し,図
一
6
の統 計特性 値
に示
さ れ る よう
に実 験 値
を より正 確
に評 価
でき てい る。
図一6
の統 計特
性 値
が示
す結 果
は,
(
1
)式
が,断 面 形 状
が 円形
であ る こ との影 響 を 考 慮
する, よ り忠
実
でかつ有 用
なRC
円
形 柱
の せ ん断 終 局 強 度 算 定 式
であ
ること を示
すも
の と考
え ら れ る。
な お
,
図
一
6
(
a}
で は指 針
の付 着
破
壊
の検 定
にな らっ た円形 柱
の付 着 破 壊 検 定 法
抽 に よ り付 着 破 壊
と 認定
さ れ た試 験 体
の デー
タを黒 塗 印
で示
し てい る が,
同 図
にお いて eQ/
cQu 〈LO
(
同 図 中
45
度
線
の下
側 )
と な る試 験
体
は すべ て付 着 破 壊
と認 定 さ
れ る。
ただ
し , そ れ らの検
定結
果
は 必ず
しも実 験
で の破 壊
モー
ドと
は一
致
して いな い。
4
.
2
主
筋の付 着 強 度 算 定 式
の検 討
筆 者
ら が行
っ た既 往
の円 形 柱 部 材 実
ge7LS
)e
こおい て,
試
験体
の最
大耐 力 時 以 前
に付 着 応 力度
が最 大 値
を示
し た主 筋
(
こ れ を,
付 着 破 壊 性 状 を示
し た主
筋
と呼
ぶ)
の付
着 強 度
につ い て検
討
す る。
図
一
7
は, そ れ ら主 筋
(
最 外
縁 主
筋 ま た は2
段 目 主 筋 〉
の平 均 付 着 応
力度
の最 大 値
τav と(
14
)式
による付
着 強 度 計 算 値
τbuと を 比 較
し た もの で あ る。同 図
で は τav,
τbu は,
コ ンク リー
ト圧 縮 強
度
の平 方根
而
で除
し て示
してい る。
図
一
7
に よ れ ば,
(
14
)式
に よる計
算 値
は,
付 着 破 壊
性 状 を 示
し た 主筋
の Tav の ほ ぼ下 限値
を与
え ている。
こ の ことは, 円状
に配 さ れた主 筋
の付 着 割
裂パ ター
ンお よ te !lv−
ETe
6
4
20
、
τ回
尾
図
一7
付 着 強 度 算 定 式の適
合性
び円 形 横 補 強
筋
の効
果
を新
たに仮 定 し
て誘 導
し た(
14
)
式
は,RC
円 形 柱
の付 着 強 度 推 定 式
と し て用
い得
る可 能
性
を示
す もの と考
え ら れ る。
5.
ま と めRC
円形 柱
の せん断
・
付 着 設 計
に必 要
な せ ん断 終 局 強
度 算 定 式
お よび 主 筋
の付 着 強 度 算 定 式
を,
指 針
に お け る誘
導手
法
は準
用
す るが 円形
断面
と し て取
り扱
う立 場
か ら誘 導
し, それ ら算 定 式
の既 往
の実 験 値
に対
す る適
合性
を検 討
し た。
得
られ た主
な結
果 を以
下にま と める。
(
1
)
正方 形 断 面
へ の置 換 と
い う便 法
で な く,
断 面 形 状
が 円形
で あ ることの影 響 を 考 慮
す る,RC
円形 柱
の せ ん断 終 局 強 度 算 定 式
を導
い た。
ま
た,既往
の実
験
デー
タ を
用
い て同 式
の適 合 性 を検 討
し,
置
換
法
に よ る せ ん断 終 局
強 度
算 定 式
よ りも優
れ て い るこ と を 示 した(
図
一
6
参
照)
。(
2
>
円 形 柱
の主 筋
の付 着 割
裂
パ ター
ンお よ び主
筋
の付
着 強
度
へ の円 形 横 補 強 筋
の効
果の大 き さ を仮 定
して,RC
円形 柱
の主 筋
の付 着 強 度
算
定 式
を誘
導
し た。 また,
同
式
が,
既 往
の実 験
で付 着 破 壊 性 状 を 示
し た円形 柱
の主
筋
の平 均 付
着
応 力
度
の最 大値
に対
し ほぼ 下 限値
を与
え る こと を示
し た(
図一
7
参
照)
。本 提 案 式
は,
指針
におい て角 形 断 面 部 材
のせ ん断 終 局
強 度 算 定 式
お よ び主 筋
の付 着 強 度 算 定 式
を導
く際
に用
い られ た手
法 を準 用
して導
か れて い る ため, せ ん断 終 局 強
度
に及 ぼ す軸
力の影 響
が考 慮
さ れて いない点
な ど,
現 行
の指 針
の算 定 式
が抱
える問
題点
をそ の ま ま含
んでい る。
ま た,
付 着 破 壊
した円 形 柱
の実 験
デー
タ が少
ない ため
,
提 案
し た円形 柱
の主 筋
の付 着 強 度 算 定 式
に お け るコ ンクリ
ー
トの負 担
分 お よ び 円形
横
補 強 筋
の効
果の評 価 方 法,
並
びに円形 柱
の付 着破 壊 検 定
法につ い て の検 証
は十
分 と はいえ ない点 も あ
る。
以 上
の事
項
につい ては今 後
,
実 験
的
並 びに理論 的
に検 討 を進
める ことを
考
えて いる。
謝 辞
本 論 文
を ま と める に あ た り貴 重
な御 助 言 を頂
い た一
55
一
(
株 )奥 村 組 建 築 設
計
部
・
安藤
邦
彦
氏
に謝 意
を表
しま す。
参
考 文献 1)2
} ) 3 )4
)
5
) 6 ) 7 )8
} 910
)
11) 12} 13) 14) 15)
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1980 注 1) 大き さが 1の リ ングテ ン ショ ン によ る 主 筋 ユ本あ た りの 横 拘 束 力は,
その 方 向 成分を考え る と正確に は 2・
S 血〔π〆
N
』)とな る。
しか し、
こ こで は計 算の簡 略 化の ため 2 π/Vg
と し た。
2
)
角 形A
法 算 定 式につ い てcQ
召
=
P
龜・
σua’
D
’
・
ノ1・
cot φ’
・
罕
・
(1−fi
)’
・’
・
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