1
論 文1
』
UDC ：624．
072．
2．
012 ：620．
1 日本 建 築 学 会構 造系論文報告集 第 389 号・
昭和 63 年 7月ス
タ
ッド
コネ
ク
タ
の
せ ん
断耐
力
と
合 成
ば
り
の
挙 動
．
に
関
す
る
実 験 的研 究
正 会 員 正 会 員金
金
＊纏
石
燮
圭
．
相
1．
序・
．
ス タッ ドを介して鉄 骨ば り とコ ンク リー
トス ラ ブ と を 緊 密した合 成ばり で は，
そ の 剛性や耐 力が合 成 効 果に よっ て純 鉄 骨ばり の数 割りない し2
倍 程度にま で上 昇す るこ とが指 摘さ れて来たT ） 。 し たがっ て， 合 成ばり の剛 性 や崩 壊 機 構と そ れに対応す る崩 壊 荷 重など を精 度 よく 把 握す る た めに は，
合成 効果の的 確な評 価が必 要である。 本 論 文は，
合成ばりの挙動の重要な支 配 因子と考え ら れ るス タッ ドのせ ん断 耐 力 を評 価し，
合 成ばり の力 学 的 な挙動に つ い て， 明 らか にするもの で ある。
ス タッ ドの せ ん断 耐 力の 評 価 に つ い て は，J．
W．
Fisher
の実 験結 果IL7） が 通 常 用い られて い る。 しか し，
J
．
W．
Fisher は 主 と して， φ19ス タ ッ ド を用い て等 厚 なス ラブ中の スタッ ドのせ ん断耐力 式 を提 案し ており，
十 分 精 度よ く評 価し う る と はいえ ないと思わ れる。また，
デ ッキ プレー
ト付きス タッ ドにつ いても評 価 方 法が明ら かになっ てい る と言い難い と思わ れ る。
本 研究は3
期に渡っ て行っ た実 験が ら成っ て いる。 最 初の実 験は，
φ13， φ16， φ19ス タ ッ ドを用い て ス タッ ドの軸部 断面積をパ ラメー
タと して，
等 厚なス ラブ中の ス タッ ドの せ ん断 耐 力につ い て検 討 し た もの であ る。
2 番目の実 験は最 初の実 験を基本に し，
φ13ス タッ ドを 用いて，’
デッキ プレー
ト付きスタッ ドのせ ん断 耐 力に影 響 を及ぼす 支 配 的な因子を求め る た め の もの で あ る。
3 番目の実 験は以 上の よ うな押抜き実験 結果か ら求め たス タッ ドの せん断 耐 力 を 合成ばり実 験を通じて，
その妥当 性お よびス タッ ドが 合 成 ばりの挙 動に及ぼす影繆
に関す る基 礎 的な資料を求める た めの もの である。2．
試 験 体実験はパ ラメ
ー
タ ご とに 3期にわ たっ て行い，
次の よ うに大 き く3種 類に区 別さ れ る。 1） 等厚な ス ラブの押 抜き 試 験 2） デッキ プレー
ト付き押抜き試 験 3） 合 成 ばり試験表
一
1は材 料の機 械 的 性質
を示す も の である。
こ こで，
ス タッ ドの機 械 的 性質は ス タッ ドの 製作会 社の実 験 結 果 を引 用し た。 表一2
はコ ン クリー
トの性 質 を 示 す もの で あ る。
2、
1 等厚な ス ラブの押 抜き試 験 図一1
は等 厚なス ラ ブの押 抜 き試 験 体の形 状 寸法お よ び名 称 を示 す もの である。 こ の等 厚なス ラブの押 抜き試 験体はB ．S．
CP
117、
Part
1”を参 考に し て定め た。
本 押 抜き試 験は，
J
．
W．
Fisher
が主と して φ19ス タッ ド を用いてせ ん断 耐 力を提 案し たものであるの で，
ス タッ ドの軸 部 断 面 積に関す る 因子 を求めるた めに，
φ13，
φ16
， φ19スタッ ドを用いた。 本 押 抜き試 験はコ ンク リー
トの 圧縮強 度に よっ て，PA
シ リー
ズ，PB
シリー
ズ，
PL
シ リー
ズ， 3
種類に 区別し てい るごPA シ リー
ズの 場 合はφ13
ス タッ ドを 用い た押 抜 き 試 験 体が5体，
ip
16，
φ19
ス タッ ドを 用 い た押 抜き試 験 体が各3体，
計 11 体であ る。PB
シリー
ズの場 合は φ13，
φ16，
φ19ス．
タッ ド を用い た押
抜き 試 験 体が各
3体，
計9
体で あ る。
ま た，PL
シ リー
ズの 場 合は φ13，
φ16，
φ19 ス タッ ドを 用い た試 験 体が各 2体，
計6体であ る。
した がっ て， 等 厚な ス ラブの押 抜 本 論 文の一
部は，
参 考 文Pt
23・
｝および24 ｝に発表し た・ 寧 東 国 大学 （韓 国 ） 教 授・
工 博 艸 東京 工業 大 学 大 学 院 生 （昭和6Z年8月25日原 稿 受 理 ｝ 150 260 150Diat．
GageStudL
＝100
H−
260xlSQx6ng PA−
13−
1L
試 験体の善
号 PAの4，
PBの3の場 合に はLL
4
十一
4
＃
Il
φll
！
，剄
↓
l l l l騨
片 側 ス タッ ドの 数 が4飼で あ る ス タッ ド の直 径；φ13，
φ16，
φ】9 コ ンク リー
トの圧爺彊 度A i185 ／c皿2 （閣or皿al Con
．
）B ；230kg 〆ce （Hoima l
1Con
．
） L ； 182’
le！。許（Light C。，．
） P．
ush、
二 〇utNII-Electronic Library Service き試 験 体は総 計
26
体で構 成さ れて い る。
2．
2 デッキプレー
ト付き押 抜き試 験体 図一
3はデッキ プレー
ト付き押抜き試 験体の形 状 寸 法 および名 称 を示 す もの である。
鉄 骨ば りの上にデッキ プ レー
トを 敷く時，
図一
2の よ うにデッキプレー
トを鉄 骨 ば りの上で断 続 する場 合が生じ る。 し たがっ て， 本 押 抜 き試 験は デッキ プレー
トが鉄 骨ば りに連 続す る場 合と断 続す る場 合で区別さ れ る。
デッ キプレー
ト付 きス タッ ドの せ ん断 耐 力に関 し て は，J
．
W ．
Fisher
式はデッ キ プレー
トの全せい に大 き く影 響 を受ける の で，
本 押 抜き試 験は デッキプレー
トの 全せ いを5．
5cm と7cm に変 化さ せ た。
デッキプレー
ト連 続 形は，
デッキ プレー
トのみ ぞ方 向 が鉄 骨ばり に直 交す る DR シ リー
ズが 11体，
平 行する DP シリー
ズ が 7体，
計 18体で ある。 デッ キプレー
ト断続形のN
シ リー
ズは，
デッ キ プレー
’
“
レ、
”
卩
セ 、，．
，
’
一
”
一
一
サ一
層
雫
’
一
一
層
、7
．
’
1，一
｝ デッキブレー
ト運 続形 デッキ プレー
ト断 続 形 図一
2 デッキ ブレー
ト連続形と断 続 形の場 合 nOgOON9斗
蹴
臨
OO 55．
7070Deck
PLate
¢13Stu
L
＝100
O25
．
40DiatGage
40
H − 260xlSOd6x9
デッキプレー
ト連続 形k
隅
teudO
「
「
0
1o
e o・
1
■叫
撫
デッキフレー
ト断 続 形 DRAL5−
2 試 験 体 片 面のス タッド個 数デツキ プ レ
ー
トの形 状 比 （bd／Hd） デッキプレー
トの全せい A ；7cm，
B ；5，
5c皿 AI ；スタッ ド がみぞの内 AO ；ス タッ ドが み ぞの外 R ；直 交，
P ；平 行
D
；DeckPlate
ContinuityN ；Deek P星ate Discontinuity
図
一
3 デッキ プレー
ト付き押 抜き試 験体の形状寸 法お よ び名称一
80
一
トの み ぞ方 向 が 鉄 骨 ばりに直 交す る押 抜き試 験 体 が4
体， 平 行する押 抜き試 験 体が 2体，
計 6体である。
し たがっ て， デッキプレ
ー
ト付き押 抜き試 験 体は総 計 24体で構 成さ れて いる。 2、
3 合 成 ばり試験体 図一
4は合 成ばり試 験 体の形 状および名 称 を 示 す もの で ある。 本 合 成ば り試 験は，
前 述の ように スタッ ドの直 接的な評価方法である押抜き試験を通 じ て求め たス タッ ドのせん 断 耐 力 評 価の妥 当 性 を 間 接 的 な 評 価 方 法である 合 成ば り試 験 を通 じて明 らかにするもの である。 ま た， 本 合成ば り試 験は合 成 率およ び加 力 方 法をパ ラ メー
タ と して， ス タッ ドが不 完 全 合 成ば りの終 局 曲 げ耐 力に及ぼ す 影 響および不 完 全 合 成ば りの断 面2次モー
メ ン ト，
有 効 等 価 断面 係 数に関し て も検 討し て い る。
こ こ に，
合 成 トー
B一
州『響
Pl2 Pi2 “ 鬪 ・MS1 。。随
π士
1
憎
＝±
剄
PMA 100FMBIOO。
．
：．
： ： ： ： ： PMA BO。
：・
PMA 50．
°
°
，
°
°
9
PMA 30 匚＝ ＝＝ ＝ ：＝ ＝ ＝＝ ：＝ ＝ ＝ ＝ ＝コ PMA O 匚 ：＝ ＝ ：＝ ：＝ ：：＝ ＝ ＝ ：＝ ：：：＝ コ 註 ） H−
150a80x4．
5x6 B ；スラ ブの 有 効 幅 S6CtU t 畫デ ッ キプ レー
ト平 板 部上の ス ラブの せ い 11c皿Hd ；デッキプレ
ー
トの全せい5
．
6cmbd ；デツキ プ レ
ー
トのみ ぞの 幅（A）8
・
2cm （B） 11cm （a ） CM シ リー
ズ試 験 体 Pt2 Pi2 トー
BH『釋
鬪 PDA 100PDB100PDA 80POA 5QPDB 50PDA 30 ：
・
・
。
・
：じ
O
？
［1
：ZII
（b） CD シ リー
ズ試 験 体 FMA 100 図一
4L
100
／5＝
ス タッ ドの飼 数 デッキ プ レー
トの形状 比A
；1．
5，B
；2．
O S ；等 厚な ス ラ ブ M ；2載 荷 点間 距離 18c回 D ；2載荷点 問距 離 90cm F ；完全合成ば り P ；不完全合 成ばり 合成ば り試 験体の形状寸 法および名 称 N工 工一
Eleotronio Library率 とは塑性ヒ ン ジ点1と0
．
モー
メ ン ト点の 区 間で スタッ ド の所要 本数の総 和と；その区 間で使 用しだス タ・
y ドの総 和1
●
の割合．
を言う。
，
本合成 ばり試 験は荷 重 加 力 方 法ご とに
CM
シリー
ズ が．
8 体・
，、
CD
シ リ＝ ズヴ
7体・
計 15体で構 成さ
れで いる。
CM
シリー
！ズ．
は各スパシ
の最大曲 げモー
メ tt．
．
ト点．
とo
モー
メ ン ト点
の間に茎
．
夕．
）；’ドC［？
所 要 本X
．
を等 間 隔に配 置 し た も ので ある。
CD シ リー
ズ はは りを線 材 置換 し た時，
弾 性 時の せ ん断 応 力分 布に比 例して ス パ ン に ス タッ ドの 所 要 本 数 を摩
置し た ものであ る。 ま た，
せ為断応 力分布 が存 在せず， 曲げ だ け が作 用して い る区間に おいて，
ス タッ ドの配 置の有 無を検 討して いる。「
．
3．
実 験 方 法’
・
．
1
押 抜
き
試 験 体の加 力は油 圧 式 万 能 試 験 機によ り は り上 部か ら単調増 加 載 荷 を行っ た。 鉄 骨ばりとコンク リー
トピ
部の変 位を測 定する たあ
に図Tl，
図一
3のよ うに 5 個 の ダ イアル ゲー
ジ、
を用い て い る。
tt
合 成 ばり試 験体は図一
4に示 す位 置に加 力し，
載 荷は 単 調 載 荷と し た。
な お，
たわみ輩
碑
を測 定す
るために鉄ロ
骨ば りの 下に 5個 めダ イア ル ウ『
7
一
ジ を 配蹕
して！
、る
。
4．
実 験 結 果お よ び考察 4．
1 各シリー
ズ試験 体の破 壊性状．
4
．
・
1111 等 厚なス ラブの押 抜 き試験体普通コ ンク リ
ー
ト．
を 用い たPA
，PB
ジリー
ズ試 験 体 で峠，．
上部ス タッ ド付 近の コ ン ク，
リー
トに鉄 骨ば りに平 行な 亀裂が発 生し た が，
下部ス タッ ド付 近の コ ン ク リー
トに は鉄 骨ば り に約．
40
°
の方 向の亀裂が発 生し， 破 壊に 至っ．
だ。 また，
ス タッ ドの軸部 断 面 積が小さL），
il
．
13ス タ ッ ド を用い た押 抜き試 験 体はス タッ ドが破 壊 し た もの も あっ た。，
．
軽 量コ ン
．
ク リー
トを
用い たPL
シ リー
一
／
ズ試 験 体は， ス タッ ド付 近の コ．
ン ク リー
トの亀 裂が放 射 状に進 展し破 壊し た。引
4．
1．
2
デッキプレー
ト付き押 抜き試 験 体 写真一
1，
2，
3は本 押 抜き試 験 体の最 終 状況 を 示 す。
D 耳シ
リー
ズ試 験 体の 中で デッキブレー
トのみ ぞの形
状 比 が 小さい場合は，
写 真一
1の ようにデッキプレr ト の みぞの角で箪
裂力！
発 生し，1
ン ク リー
ト面と デ署 キプ．
レー
トのみ ぞ が分 離され， 破 壊し た。
デッキ．
プレー
トの 形 状 比 が 1．
5以 上の試 験 体は写 真一 2の よ うに上 部 側では
，
デッキプレー
トの みぞの角か ら ひび 割れ が発 生し，
加方ρ
斜
め方向に進展しfS
が ら， コ ン’
ク リ厂．
卜面g
）横か らひび割れ が発 生し，
破壊し た。 下部側で は，
デ ッキプ レr トのみ ぞの 形 状堵
が 小 さい 場 合q
よ う．
に， コ ンク リー
ト面 ζデ ッキズ
レー
トのみ ぞ が 分離さ れ，確
壊し た。
DP ．
シ リー
ズ試 験 体は写真一
3の よ うに デッキプレー
トが コ ンク リー
ト面と剥 離し，
デ ッキプレー、
ト の崩 壊と とも1
に最 大 荷 重に到 達し た。N
シ リー
ズ 試 験 体の うち，
デッ キ プレー
トの うそが 鉄 骨ばり に直 交 す否試 験 体はデッキ プレー
トの み ぞ の角 で亀 裂が発 生 して，デッキ プ．
レ．
一
トの崩 壊 と と もに，デッ キフ レ「 トの み ぞとコ ン クリー
ト面が分 離さ れ，
破 壊し た。 し か し，
平 行する試 験 体は DP シ リー
ズ試 験 体の 写 真一
3のよ うな 破 壊 現 象が現わ れ た。 4．
1．
3 合 成ばり試 験 体 大部分の合成 ばり試験 体は 写真T4 の よ うに デッキプ レー
トの み ぞ上部で 45°
下 向に ひ び割れ炉
発 生し，
ま た，1
t
写 真一
1 DRA L O−
4試験体の破 壊現象 写 真一
2 DRA 1．
5−
4試 験体の破 壊現象’
写輿一
3 DPB 1．
5「2試 験体 の 破 壊 現 象 写 真一
4 PDA 80試 験 体の破 壊現 象一 ．
NII-Electronic Library Service 表
一
1 材料の機械的性質 降 伏 点 ・ ，｛・！・・
2 ｝ 引張強ざ ・B〔・！・齣 ヤング 率 E（翼
103t 〆cm21 伸 び 〔％1 ■ u3．
955，
232，
0524，
50 ス タツ ド Ol63、
724．
952，
0z25，
30 0194．
o】 5．
462．
0824，
00 4．
53
，
164．
492．
田 25．
1コ 鉄 仮 ε．
03
．
104．
332．
1525．
93 9．
oロ
皿
3，
094，
252．
聖2Z7．
93 0．
3，
584．
572．
0229．
40 チ7 キプレー
ト 1．
23
．
344，
仙 2．
OG27，
80 異型鋏 筋 〔DIO） 3，
925．
462．
2応 z3．
50 胃工r巳ロ 巳sh Φ4、
5Z．
45 諺，
a61，
肺 20，
40 表一
2 コ ン ク リー
トの性質 試 験体名 圧縮 強度 ヤング係 数 Fc〔 ノc面2） E。国 。臨9加 2） PA シ リー
ズ 185 2．
04 PB シ リー
ズ 230 2．
27 PL シ リー
ズ 182 1．
43 DR シ リー
ズ 178 2．
Ol DP シ リー
ズ 178 2．
01 N シ リー
ズ 178 2．
Ol CM シ リー
ズ 185 2．
04 CD シ リー
ズ 185 2．
04 表一
3 実 験 結 果 〔の 等 厚なス ラブの押 抜き実験結果 案験 鮪 果 計 算 結 果 ス タツ ド 試 験 体 名 終 局 耐 力 ス タツド 」．
冒．
Fisher提案 式 1本の酎力 1本の酎力 提 案 式 ｛tl 〔t） （t ） （t ） Pムー
13−
121，
B5．
453．
8914．
7031，
159 PA−
13凾
219．
84．
95 1，
053 PPA−
13−
319．
54．
8B LO認 AF 舮13−
43 δ．
94，
86 1．
033 PA−
13−
514，
73，
85 O．
821 シ Pヘー
16−
129，
17，
276，
0806．
9981．
039 リ P且一
且6−
228．
47．
10 1，
015 卩PA−
15−
331．
57．
87 1．
125 ズP久一
19−
138．
59．
628．
7559．
680O．
994 PA−
19−
223．
75．
92 0．
612 PA−
19−
325．
56．
37 o，
656 PB−
13−
126．
O6，
504．
5765．
308L225 PPB−
13−
233．
47．
35 1．
認5 BPB−
13−
347．
95，
93 1，
127 PB−
16432．
38．
077，
1517，
897LO22 シ PB−
16−
222．
85．
70 O．
722 リPB−
16−
365．
38．
16 1．
033 1PB−
19−
141．
1Io．
2810．
2併 10．
924o．
941 ズP5−
19−
239．
o9，
74 o，
692 P8曹
19−
381．
510．
18 o．
932 PPL−
13−
118．
o4．
503．
2313．
8911．
157 LPL−
13−
218．
54．
53 LIBO シPL−
16−
124．
46．
105．
0495．
7891．
054 リ Pレ16−
225．
O525 Lo80 1PL−
19−
13L57，
857．
2718．
oo8o．
954 ズPレ19−
232．
o8．
oo o．
999 載 荷 点か らは り端 部 方 向に スタッ ド列 線 上で コ ン ク リー
トの ス ラ ブに ひび割れ が進 展し，
載 荷点の上部フ ランジ に局 部 座 屈を引き起こ し な が ら破壊 し た。
特に，CD
シ リー
ズで は荷 重 点 間にせ ん断 力が存 在し ない た めに， 荷 重 点間にス タッ ドが な いPDA
50
，PDB
50
，PDA
30
試 験 体におい て，
支点と荷重 点との 区 間で は デッ キ プ一
82
一
（b） デッキブレー
ト付 き押 抜き実験結果 箕 験 結 果 計 算 結 果 試 験体名 ス タツド 1本の耐力 終 局 耐力 （t 》 ス タ ツ ド 1本の耐力 （t ） 」．
ビ，
Fisher （tl 提案式 〔t〕 捉案 式 DRA1．
O−
4D2AL5−
4DR 画2．
o−
4 10．
8815．
4820．
64 1．
362，
062，
58 O．
9761．
4641．
9521．
4002．
1002．
800O．
9710，
9810，
921 DR シ リ ー ズ DRALO・
2DRA1．
5−
2Dgn2．
O−
27．
7212．
4015．
001．
933．
104．
oo1．
路02．
0702．
7611．
9802，
9703．
950o．
9751．
0441．
010 DRB1．
3−
2DRB1．
5−
2nRBL9−
2D 盻2．
0−
2 闘 暁．
5−
2 12，
0◎ 14．
OO 亘5．
5216．
0019．
00 3，
003．
504．
134．
004．
75 3，
4263．
7893．
7893，
7893．
789 2．
8713，
3124．
1964．
4174．
615 1．
0451．
0570．
9840．
906LO29 DP シ リ ー ズ DPA1．
O−
2DPAL3−
2DPA1．
5−
2DP 瓰．
O−
2 9』511．
9014．
5018，
72 2．
412．
983．
634 ’68 o．
9741．
267L4611．
949 2．
4003，
1203，
6004．
615 1，
◎040．
9551，
0081．
Ol4 DPB1．
0−
2DP81．
5−
2DPB2．
0−
211．
4016．
0519．
722，
854．
Ol4．
931．
8602．
7903．
7202．
5774．
0154．
5151．
0550．
9991．
058 N シ リ ー ズ HRAI1．
5−
4 AI1．
5−
2 冠R阻1，
5−
4 閥R艙1．
5−
2 42．
oo24，
0138．
4023．
05 5．
256．
024．
805．
76 4．
6151．
1381，
3041，
0401．
248 困P凸3．
o−
4HFA3，
臣235．
3622，
204，
425．
55 4，
515o．
958L203 （C） 合 成ば り実 験 結 果 実 験 結 果 本 提 案 式 T．
り．
6aIa囗bos式 試 験 体 名 Pロa詫 MロaKnpnpMuM巴
u 麗 （t） 〔い ω 〔t） 口f （い1Mu P隔 iOOL8
，
48702146 、
．
L 910，
94δ 701，
71．
oo1 CFMA100．
ヒ4、
43548、
223．
08o、
769566．
60．
96臼 M 田Blo 15，
13574．
830．
2亘 1．
0006L5．
10．
934 シ P閏A83 し3，
86526．
820．
370、
669546、
50．
964 リ P闇A8Q し2，
62479．
420、
37o，
δ69546，
5Q．
877 1 困 A5013，
37507、
916，
940，
5505L9，
3o．
978 ズ 刪ム3012．
2B466，
臼 9．
56o、
3し5436、
o1．
07L 胛 航 o9，
00341，
7一
一
29 臼．
71．
144 CPOAIOO25，
5251D，
314，
認 0，
47249L61．
03a DP ”6亅0025．
63512，
51 臼，
5日 O．
622533，
8O．
950 シ PDA 日024，
2臨 4巳5，
5L3，
52o，
449483．
81．
004 リ PDA 9024，
944 臼「引，
7B，
臼50．
4604 即．
霧 見．
023 1PD．
A 5023．
朋 477．
512、
650．
417470、
9L．
014 ズ 即R 抒024．
田 4臼8．
216、
76o．
553517．
71 】、
962 PDA3G2 【
．
05420，
99，
910，
3Z74 ：モ9，
窪 O．
955 レー
トの み ぞ上 部で水 平 的に ひび割れ が発 生 し た。
ま た， 荷 重 点 間の区 間で は，
鉄 骨ば りとコ ンク リー
トの ス ラ ブ 部 分と がUplift
現象 を 引き起こ しな がら破壊し た。 4．
2 等 厚なス ラ ブ中の スタ、
ッ ドせ ん断 耐 力J
．
W ．
Fisher
’iは主 とし て φ19ス タッ ドを 用い た押 抜き試験によりス タッ ドのせ ん断耐 力 （qs ）をスタッ ド の軸 部 断 面 積 （s，a）， コ ン ク リー
ト強 度 （Fe
）お よ び ヤ ング係 数 （Ec ）と して式 （1 ｝の よ うに一
般化し た。 q．＝1，
106sca・
F
』 a’
3・
Ec
°層
網 （Kips）・
…・
………
（1） また，J
．
W．
Fisher
はこ の指数関数で表現し た式 （1
） を設 計の実 用 性 を考 慮して， 式 （2 ）の よ うに提 案し た。
q3
＝
0．
5sca 1／
】F
房・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
−J・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
（2 ＞ 図
一
5は本 押 抜 き 実 験 結 果と既 往の押 抜き実験 結 果e）”
5｝・
Lo−
17） をJ
．
W ．
Fisher
の式 （2）で無 次 元 化 し て．
，
N工 工一
Eleotronio Libraryスタッ ドの軸 部 断 面 積との 関 係を示 したもの であ る。 図
一 5
の よ う に φ19
ス タッ ドの せ ん断 耐 力 は」．
W．
Fisher
式と よ く一
致して い る が，
φ13，
φ16．
ス．
タ ッ ド の場 合はJ
．
W．
Fisher式 より高く，
φ22 スタッ ドは低 く なっ て い る。し た がっ て， ス タッ ドの せ ん断 耐 力は
J
．
W ．
Fisher
式の よ うに ス タッ ドの軸 部 断 面 積の 1．
0乗に比 例し ない こと が考え ら れ る。 本 報で は．
ス タッ ドの軸 部 断 面 積を含め，
コ ン クリー
トの強 度とヤング係 数の 多 重 回 帰 分 析 を行い，
本 押 抜き 実験 結果と既往の押抜き実験結果2；“
’
5LIO−
IT｝を指 数変換に よ り式 （3 ）の よ うに定め た。que＝ 1
．
38 sca°
』
se・
Fc°
’
a・
Ec°
』
5 ：…・
…・
・
…・
・
……
（3
）図
一6
は本 押抜き実験結果と 既往の押抜き実 験 結 果を 式 （3
）で無 次 元 化して，
コ ン ク リー
トの 指 数 係 数との 関係をその ヒ ス トグラムと と もに示し た もの で あ る。 182 体の押抜き試 験体の統計値は ［実験値／ 式 （3
）］ の平均 値 が0．
998，
変動係 数がO．
138 になっ て おり，
全 ての等 厚なス ラブ中の ス タッ ドせ ん断耐力は式 （3
）に よ り評価で き る と思わ れ る。4
．
3
デッキプレー
ト付きス ラブ 中の ス タッ ドせん断 耐 力4．
3．1
デッ キプレー
ト連続形の 場合J
．
W ，
Fisher
’，は デッ キプレー
ト付 きス ラ ブ中の ス タッ ドの せ ん断耐力の評価に おいて は， デッキフレー
ト の み ぞ方 向 が 鉄 骨ば りと．
直 交す る場 合に式 （4）， 平 行 する場合に式 （5）の よ うに評 価する こ とを 提 案し てい る。
Qs
−｛
騫
（
b
， H．）
（
L譜
）
q・・q・
……・
……
（・・Qs
−
・．
6
（
H
b
， ‘）
（
≒
桑
）
q ．・q．…・
…・
……・
（・） 図一
7は無 次 元 化し たスタッ ドの せ ん断耐力と デッキ プレー
トの形 状 比 との関 係 を示す。
これ らの関 係は デッ キ ブレー
トの形 状 比 （b♂Hd）に比 例 的な関 係 を示して いる。
図一8
は無 次 元 化 し たスタッ ドの せん断 耐 力と デッキ ブレー
トの み ぞの中の ス タッ ドの本数 〔1／s／ii
；〉お よ び ス タッ ドの 中の長 さの比 （L
＋h
）／L
の関 係 を 示 す。
こ れ らの関 係は デッ キプレー
トの形状比 （b
．IH
．）ご と に 比 例 的な関 係 を 示してい る。
こ れ らを考 慮し， 本 押 抜き実 験 結果 は 最小2
乗 法を 用 いて， デッキ プレー
トのみ ぞの方向が鉄骨 ばり と直交す る場 合に式 （6 ），
平行す る場合に式 （7・
）の よ うに評 価す るこ と がで き る。
） 6｝
噛
ε 暫9
≦ e9
）
ん 十LL
（
）
転瓦
（
3’
30而
＝
胡 π 9 1．
6Qmaxqs ■．
4 12 1．
o 0，
8 α『
ρ 2D 3．
0 4D sca ‘cm2 ） 図一
5J．
W．
Fisher式に よ る押抜き実験結果と比較 0 10 20 30 40 5D 〔『「。
） 一 一 1、
罠
6Qma qu『．
41．
21．
oo．
8o，
6ら
●
7●
’●
●
菖
゜
疊
▲
o．
4 0 2．
0 2．
5 3．
0 3S 40 FcaSEcaSl （t’cm2 ） 図f6 本 提 案 式による押 抜き実験 結 果の ヒ ス トグラ ム 1．
oGnapribq 凵e Qβ O．
6 OA 020．
5 メ） 1．
o 1．
5 20 Zs bdtHd 図一
7Qmax−
rlb 〆qtieと barHdの関 係1
．
OQmax．
ribque o．
8 a6 a4 o．
2 e8 1．
0 1．
15 1，
3 1．
45 1 L÷h’
11Jfii ’
r
「 図一
8Qtaax
−．
tb／qe，と『
1／偏・
（L
十h｝IL
di
関 係NII-Electronic Library Service
q・ ・b！
一
・．
・（
b
， H‘）
（
L
査
九）
q・e≦q・…………
（・） こ こに， ん；デッキ プレー
トの山の平 板 部上の ス タッ ドの 長さ 図一9
は本 押 抜き実験 結 果と既 往の 押 抜 き実 験 結 果13〕・
15）・
：8［｝
2L｝をJ
．
W ．
Fisher
式で評 価 し た場 合の ヒ ス ト グラム を示す もの である。
J
．
W ．
Fisher
式は デッ キ プ レー
トの全せい が せ ん断 耐 力に大き な影 響を及ぼ す形に なっ て お り，押 抜き実 験 結 果 とかなりの差 を生 じて いる。 図一
10は本 押 抜 き 実 験 結 果と既 往の押 抜き実 験 結 果3 〕・
】5 ｝・
18 ｝一
’
21 ， を 本 提 案 式で評 価し た場 合の ヒス トグラム を 示すもの であり，
39体の試 験 体の統計値は ［実 験値／ 本 提 案 式 ］の平 均 値がO．998，
変動係 数が0．
173
に なっ て い る。
本 押 抜き実 験 結 果お よ び 既 往の実験結果 と本 提 案 式による ス タッ ドせ ん断 耐 力と 比較す る と， 良く一
致 して いる。
4．
3．
2 デッキ プレー
ト断 続 形の場 合 デッキブレー
ト断 続 形の場 合，
デッキプレー
トが 鉄 骨 ば りに 直 交お よ び平 行である押 抜き試 験 体はNRAO
1．
5−
4試 験 体だ け式 （3
）よ り低く なっ てい る が， 大 部 分の押 抜き試 験 体は式 （3） より高く なっ ている。
それは，
『各 種 合 成 構 造 設 計 指 針・
同 解 説 』で規 定さ れて いるよ うに，
スタッ ドの周 辺 部が等 厚 なス ラ ブの場 合よ り不利な はずで あ る が，
せ ん断 耐 力が高く なっ て い るこ とは，
デッキ プレー
トがコ ン ク リー
トの破 壊 を 拘 束 し なが ら， デッキ プレー
トが強固に鉄骨ば り フ ラン ジに 溶 接さ れ てい るので， デッキプレー
トのみ ぞ が シ ヤコネ クタとして相 当に寄 与してい るもの と考え ら れ る。
図一
ll は式 （3 ）で無 次 元 化し た本 押 抜き実 験 結 果 と既 往の実 験 結果13）・
15L181 との関係 を表すものである。 押抜き実 験結果が式 （3
）よ り高く なって いる。
しか し，
デッキブレー
ト断 続 形の場 合，
等厚なス ラブ中の ス タッ ドせ ん断 耐 力を上 回ること は ないの で， デッキプレー
ト 断 続 形の場 合で も式 （3）をスタッ ドせ ん 断耐 力 式と し て使 用 可 能で あ る と思わ れ る。4，
4
本提 案 式による合 成ば りの終 局 曲 げ 耐 力 図一
12は合 成ば り試 験 体の 荷 重一
変位 関 係曲線を 示 した もの である。 ま た，
完 全 合成 ば りで仮 定 し た 場 合 と 座 屈 を考 慮 して な い純 鉄 骨ばりの 場 合の 荷重一
変位関 係 曲 線 も一
緒に示し た。図
一
13 は本合 成ば り実 験 結 果と既 往の実 験 結 果6｝・
1）を 本 提 案式 を 用い たT ，
V．
Galamboss
，の合 成ば りの終 局 曲げ耐 力式 （Mu
）で無 次 元 化し， その ヒ ス トグラ ム を 描い た もの であ る。
こ こで，Mu
を計 算す る時，
Strain
hardening
効果は考慮 し てい ない。
また，Mmax
は終 局 荷 重 を用い て計算し たもの であ る。こ こで， 97体の 試 験 体の統計 値は ［実験 値 ／Mu］の 平 均 値が 1
．
009，
変 動 係 数が0．089
であり，
実 験 結 果と一
84
一
Qm藷
Qs2A222c1．
81．
61．
41．
21，
00．
80，
6 0 10 20 30 40 50 ¢le） 一 「 IJ一
■
，
r −」
11 ：ユ
ー
一
一
．
：］一
」 コー
⊥ 「 ：ゴ
、
］一
」 T一
● DR Series O DP Series ▲ Ret．
13 △ Ret．
15 鳳 Ref．
19 囗 Ref，
18 ▼ Ref．
20，
21 o o o o士
墨
1
講
o ●夛
” 9二
． ■ ■ ▼ ▼ ▼ W ． ■ 、 」諍
．μ △ △ 0
．
4 0 0．
5 1．
0 1．
5 2D 2．
5 bd’Hd 図一9
J．
W．
Fisher式による押 抜 き 実 験 結 果の評 価．
1．
6Qnax ribqr ［b1、
2 1．
41．
21．
oa8a6a4q2 0 10 20 30 40 50 （°
’の 一 O．
O「
1 」一
一
1 − L一
、
ー
h
冒
−−
i−−−−−−−−
l−一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
1
ド
コ
””
TT
＿
＿
＿
＿
4
● DR Serie5ー
一
一
一
コ 」 O DPSeries ▲ Ref
．
13 △ Ref，
15 ■ Ref，
19 口 Ref．
IB ▼ Ref．
20，
21 △ 岫 △瞬
△ ● o 舶 句 。 W 唱蒔
噺 亀丑
宙
剛
図一
10 Qmax■
rEb qじe 1．
41．
21．
0 O O．
5 1．
0 1．
5 2．
0 2．
5 bd川 d 本提案式によ る押抜き実験結果の評 価 0．
3O．
60．
4 亀・
一・
一・
一・
一・
一・
一・
一・
一・
一．
一一・
i・
一・
一・
一・
一・
一
項 「・
−
que
＝
1．
38Scaa8s・
Fcas・
EcoslO N Series ▲ Ret
．
13 △ Ref．
15 ロ Ret．
18 含 △ 0 霧 00 口 会 O．
2 1．
5 2．
0 25 3．
0 3．
5 Fco・
1・
E ⊂o・
5i｛xloSkgtcm2 ｝ 図一
11 式 （3）による断 続 形 押 抜き実験 結 果 との比較 本提案式を用い たT ．
V ．
Galambos
の合 成ば りの終 局曲 げ耐力の理論 値と 比較す る と，
良く一
致し て い る。 4．
5
合 成 率 と不 完 全 合 成ば りの剛 性 との関 係 合 成 率 と 不 完 全 合 成ば りの 剛 性に関して は、J
．
w，
Fisher
が不完全合成ば りの断面 2 次モー
メ ン ト（el ） を鉄骨 ば り だ けの断 面2次モー
メ ン ト （sl）と合 成 率 N工 工一
Eleotronio Library「
「
．
’
・
t
幽
「
’
P（・
t）「
20 ‘ 161．
28．
40 1畠
二 と
’
6
。 、’
i
。ガ ＿ ，履
。・
‡
齒
嬲 ；
88
，
．
‡1
騨
31ま
レ
欄
鎚
8
」 、k 10 20
1
30 40 50「
・
’
／
．
F』・
．・
6（mm ｝ （a｝’
CM シ リー
ズの荷 重謡 変位関係曲線1
”・
1
・
1
図一
12 32P ｛電） 28242016128401
？
2°
−
rP
．
”9
、（mm罫
Q．
（6
） CD シ リー
ズの荷重一
変位 関 係 曲 線貪
成ば り試 験 体の荷 重一
変位 関 係 曲線’
’
（・
迎
・ゆ
指
数eex
で覿頃
式
1（
．
ミ
聴
講
しt
，
17体の合 成 ばり試験
体の実験結果を通 じて a〒1
／2
を提 示・
し た。・
．
．
・
b・
”・ 噛』
1．
1．
．
L’ − ll
薗
・（
litl
）
a （・｝
：
・｝
）…画
…
…，… （・）．
1
．
F
に1、・
・！
・：
完 全 合 成即
断 面
歌
モー
メ ン ト図
一
14は本 合成
ばり実 験 結巣
お
よ び」
．
W
．
Fisher
の 実 験結果を式 （8
）で誘 導．
し．
た完 全 合 成ば りの 断 面2次 モー メン トで無 次 元 化 して，
合 成 率で整 理し たもの で あ る。 こ こ で，
本 実 験 値は図一
12 に示 し た合 成 ばり試 験体
の荷 重二 変 位 関係曲線
‘モお
‘オ
．
る塑
期
剛性で
あ る。．
’
こ の実 験 結 果から
考
察
すう
と，不
完 全 合成
｝まりの断面 2次モ 「メ≧，
、
トは合 成率
の指
熱
閂
数α＝ 1／3で近似で き ると 考え られる。，
．
；1．．．
」．
／
ド．
．
4．
6 合 成 率 と不 完 全 合 成ば りの有 効等価 断 面係数と の 関係tt
：
1 ’
”
1合 成 率と不 完
全
合成ば りの有
効 等 価 断 面係
数との関係1
こっ い て1
よ，，
J
．
W
．
Fis
与
e1が 不 完奪
合 成 ばりの 有 効 断 面 係 数 （eZ ）を靺
骨球
ワ項
け の断
面係数
（sZ ）と合 成 率 〔np／nt）の指数 関 数で表 現し た式 （9） を誘 導し た。・…
ζ
・（
npnJ）
α・・2
・・2
’
・・・……・
……
…・
・
（・） ；／： こ こ に，
’
szl 完 全 合 成ば りの有効等
価断面
係 数し
’
：
ま
．
tg
，．
J
．
W
． Fish，
er は， 17体の 合 成』
ばりの試験 体の 実 験 結 果 を，
通 じてα．
＝ 1／2，
合成率が40％以上な らば α＝
1／3と し て も適用可能で．
あ るこ と を示 し た。図
一
15は本 合 成 ばり実験 結果およびJ
．
W ．
Fisherの 実 験 結 果 を式 （♀
）で声
導
レt
｛完聿
合嘆
ばりの 有効 等 価 断 面 係 数で無次元化して合 成率
との関 係を示 し た もの で あ る。 こ こ で，
本 実 験 値は図一
12に示し た合
成 ばり試 験 体の荷 重一
変 位 関 係 曲線の初 期 剛性か ら求め た合 成ば りの断 面2次モ ー メ’
ン’
トを鉄 骨ば りの下フ ラ・
ンジと合 成 ば りの 中 立 軸の間の距 離で除 した値である。 ここに，
中 立 軸はT ．
V ．
Galamboss
｝の合 成ば り解 析 方 法に より求．
．
・
、
．
．
’
1．
畠
「
甲
f
0 10 20 30 40 50 （°
lg） 一一
一 M晶乏
．
Mu 1：2 1・
1．
o「
o．
8O、
6o．
4O．
20 ρ 1．
〇 三 ≦ 雌 薗≧
σ8走
薗 国 O．
6 4Q O．
2 0 0．
2 0，
4
0．
6 0β 1．
0層
’
．．．
ト
ttt
．
n’
plnf 図一
13 本 提 案 式 塔よる終 局 曲．
げ耐 力の評価・
’
［tt
｝ 1』
’
t・
』
△ A、
．
・
・1 0．
O α2’
O．
4’
0、
6」
．
O．
8．
1．
6
Pptnt 図一
14、
合成 率と断 面2次モー
メ ン ト此との 関係 め たものであるぎ
．．
…
唱
．
／tt
．’
昌t／層
tt’
’
F・
F9
）実験 結果力「ら 考察す丙
と，
不 完傘
合 成耳
り，
O 有 効 等 価 断 面係 数は， afl ／3、
お よ びJ
．
W ．
．
βa坦
wi 尹，
JRs
｝の 提 案 値 より高い 値 を示す・
ため，
α＝
1／3で評価で きる と 考えら れ る。
・
・
’
L・
’
．
5．
結 論’
1
） 等 厚なスラブ 中のk
タッ ドせ ん断
耐 力は式
（3 ） の ようにス タッ．
ドの軸 部 断 面 積 （。
。
a）に も指 数関数 的NII-Electronic Library Service 1
．
OeZ−
sZcZ−
sZ oβ o．
6 o．
4 02 0ρ 口 口o △纛
● ● α＝
II3 α r1 ’2 α＝
1。
ORet．
5 ・Z・ ・Z・（診
α （cZ−
・Z）2
ε
冒量
ε
繼
1
｛
1
「
膩 ・ o．
2OA O．
6O．
8 1．
Onp ’nt 図一
15 合成率と有効等価 断面 係 数との関 係 な関 係 が ある。
2） デッキプレー
トの形 状 比 （b
．IH．）が小さい場 合，
デッキ プレー
トの みぞの角で亀 裂が発 生 し， みぞの部分 で せん断 破 壊し た が，
デッキプレー
トの形 状 比 （b
♂Jf
‘） が， 1．
5以上の試 験 体は加 力の斜め方 向の ひ び割れが進 展し破 壊し た。 3 ） デッ キプレー
ト付きス タッ ドせん 断 耐 力は，
デッ キ ブレー
トが 連続でみ ぞの方 向が鉄骨 ば り と直 交する場 合は式 〔6
）， 平行 する場 合は式 （7）の よ うに評価で き る。 ま た，
デッキプレー
ト断 続 形の場 合は等 厚なス ラ ブの スタッ ドせ ん断耐力の式 （3 ＞で使 用 可 能で あ る。
4 ） 合成ばり試 験を通じ ても， 本 提 案 式に よる T
，
V ．
Galambos
の合 成 ばり終 局 曲 げ耐 力 理 論 値と良く一
致す るこ と が分か る。5
） 合成率と不 完 全 合 成ば りの断 面2次モー
メ ン トお よび有 効 等 価 断 面 係 数との 関係は合成 率の指数関 数 a＝
1／3で評 価で きる。 謝 辞 本 報を ま と め る に あ た り，
貴重な御 意 見， 御 指 導 を載 きまし た東 京工業 大 学の鈴木敏 郎 先 生， 滝口克 己 先 生に 感 謝の意 を表し ます。 参考 文献1） B
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1986．
8．
N工 工一
Eleotronio Library
SYNOPSIS
UDC :624. 07Z 2.012: 620.1
.
'
EXPERIMENTAL
STUDY
ON
THE
SHEAR
STRENGTH
OF
STUD
CONNECTOR
AND
BEHAVIORS
OF
COMPOSITE
BEAMS
by Dr. KEM, KYU SUK, Professor,Dong Guk
University
ancl KIM, SA)IG SEUP, GraduateStudentof Tokyostitute of
Technelegy,
MembeTs of A,I.JThis paperproposes the shear strength of stud connectors and behaviorsof composite
beams.
The experimentalwork of the
investigation
reportedherein
is
consisted oftestsofZ6 solidPush-out
specimens, 24Deck
Push-out
specimens and 15 composite
beams.
Frbm this study, we could, findout the followingconclusions.
..
1,
The
shear strengt'hef stud connectorsin
$olid slabis
also concerned with exponentfunction
of cross-sectionalareas of stud connectors.
'
'
2. The shear strength of stud connectors with Deck isconcerned with Deck ribs ratio and stud eonnector length
above ribs.
3. Effectivemoment of inertiaand effective section modulus of partialcomposite beams are concerned with
exponent
