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鉄筋コンクリート外部柱・梁接合部のせん断抵抗機構

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(1)

【論  文

1

UDC :624

012

45 ;624

075

23 :624

072 目本建築学 会 構 造 系 論文 報告 集 第3D8 号

1989 年 4 月

鉄 筋

外 部 柱

接合 部

抵 抗 機 構

止 会 員 正 会 員

* *  1

序  近 年

鉄 筋コ ン クリ

ト構造の靱性 依存型 設 計 法の採 用 と と もに接 合 部に と りつ く材 (柱 )の設 計 法が

段 と整 備れ る よう に な っ た

ま た

,RC

構 造 物の高 層 化と材料の高 強 度 化に より柱

梁 接 合 部が 鉄筋コ ン ク 骨 組の弱 点にな りつ つある ことが指 摘さ れて い る。 我が 国にお け る設計規 準に は こ れ に対する有 効な耐 震 規定を もっ てお ら ず

早急 に設計思想 を確 立する必 要が あ る。

海 外に お い て は ア メ リ カ

ACI

 318

83)で は接 合部の人力せ ん断 力を接 合 部コ ンク リ

ト平均せ ん断 応 力に よっ て制 限 する方 法を とっ てお り

ま たニ ュ

ラン ド (

NZS

 3101

1983で は柱 軸力の 大き さに よっ て 異なる が 主た る水 平せ ん断 抵 抗 要 素と して接合 部 内の せ ん断補強 筋 をか な り多 量に要 求し

ま た鉛直方向せ ん 断 力に対して も柱筋 をせ ん断 補 強 筋とし て要求す る方 法 になっ て い る。 この よ うに現 在, 接 合 部の耐 震 規定 を も つ 設 識 規 準 間に も国に よっ て耐 荷 機 構の考え方には大 幅 な違い がある

  こ の背 景に は接 合 部の 挙 動を支配 する要 因が非 常に多 い ことが挙 げら れ る

接 合部の せ ん断抵 抗機構モデル に つ いて は

,Paulay

ら の研 究 [1]を は じ めこ れ まで に も種々 の理論の提 案があるが

すべ ての要 因を定量的に 把 握でき る もの で はない

限られ た範 囲の実験 結果の定 性 的な検 証に と ど まっ て, 耐 荷 機 構に関す る さ まざま な 解 釈を生む原因に なっ ている

影 響 要 因の 複 合 的な効 果 を評 価す る た めには接 合 部で形 成で き る主 要な せ ん断抵 抗 機 構 をモ デル化して

機構 解析的に定 量 的な評 価を行 うこ と が重 要であ る。 最近

市 之 瀬ら [2]は

内 部 接 合部 を対 象に応 力のつ りあいか ら

必要せ ん断 補 強 筋 量 を与え る式 を導 出しており注 目さ れ る。 しか し なが ら現 実に接 合 部ま わ りに生じ て いる応 力 状態 と仮定の間に は 飛 躍 が あ り

十 分に解 決さ れ た とは いえ ない

 

外部柱

梁 接 合 部につ い ては内 部 接 合 部にするり 扱い を 延長する考え方が普 通で あり

外 部 接合部 特 有の 梁筋の定 着 性 能を含め た せ ん断 抵 抗 機 構の考 察は十 分に ‡ 京 都 大 学   助 手

京 都 大 学  教 授

  〔1988 年 IO 月 6口原 稿 受 理

1989 年 1 月 26 目採 用 決 定 } は行わ れて いない

 

本研 究は 対 象を外 部 柱

梁 接 合 部に限 定し

市之瀬 らの研 究 を参 考に よ り現 実 的な耐 荷 機 構モ デル を考案 す る もの で ある

仮 説に はま だ改 良の 余 地が あ る と思わ れ る が

接合部せ ん断 補 強 筋の役 割, 柱 中 間 筋, 柱 軸 力 の効果

さ ら に梁筋の定着条件との 連につ いて実 験 結 果の向を良く説明で き る点で興 味あ る結 果 が得られ た の で報 告 する。  

2,

解 析 対 象 と基 本 的 仮 定  2

1  接 合 部まわ り の応 力 条 件  本研 究で は柱に梁が

方 向か らと りつ く外 部 柱

梁 接 合 部 を 解 析の対 象と する

1に外 部 接 合 部を含む単 位架構 を示す

本 研 究で は以 ドの応 力 状 態を扱う

0

梁は曲げ降伏し て お り塑 性 域での正 負 繰り返しを 受 け   て いる

O 柱は弾 性にと ど まっ てい る

 (1) 梁 危 険 断 面の応 力状態

h

b

Vc

 

 

 

 

 

N

V

     ド

ー −

Lb

1

1 外 部 接 合 部を含む単位架 構

lI

ll

61

(2)

 こ こで考え てい る梁は 上端 筋

下 端 筋 鉄 筋 量の等しい 梁 を対 象と す る

梁 危 険 断 面で は

上端 筋が降 伏 引 張 力

    

T

,=

A

σbV・

”・

………・

………・

…・

……・

(1) 下端筋は 圧縮 降 伏 力

     

Cb=

Ab

σ by

…一 ・

……一 …一 一 ・

…・

(2) を負 担し て お り

,t

べ て鉄 筋 付着力に よっ て接 合 部に伝 達さ れ るもの と仮 定する

こ こ で

,A

,は梁

ヒ端 筋 〔ま た は下 端 筋 )の断 面 積

σ

y は 梁 筋 降 伏 強度を表す

 こ れ よ り接合部入力水平せ ん断 力

V

,は

     

VJ;T

− Vc…・……・…tt・

…………・

………

(3) となる

y

,は

柱 せ ん断力)   (

2

) 上 下柱の危 険 断 面で の応 力 状 態  

ヒ下柱の危 険断で の断 面 力は

梁 曲げ降 伏 時に対 応 す る軸力

曲げモ

メ ン トにし てそれぞれ平 面 保の 断 面 曲げ解 析 を 行っ た後

ドの基本的仮定の も と に修 正 を行う

2 (a)に平 面 保 持 解 析か ら得ら れ る接 合 部ま わ りの応 力状態を 示 すn

Uo

b 亅        

Tco

Cs

 

Vc

    ← OF

.一 →

   

jc

I

 

I

Fi

Cso

△丁

Tb

bV

Tb

  

    

a

■ F

Tco

VC

 

Cs

1

          (

a

Cs

      O ・ 唱 「 ー IIIIIII

て め b   て 沖 、

噛 、 、

 (a )  柱 外縁鉄筋 力の仮定  柱 筋は梁 側

自由 面 側の 外 縁筋 とその に配 置さ れ る 中 問筋に分 類してそ れぞれ異なっ た取り扱いをする

接 合部に生 じ る斜め ひび割れ は繰り返 し載 荷に よっ て進 展

拡幅す る

柱 外 縁 筋 も

柱 中 間 筋と同 様に

ひび割 れの進 展を抑 制 する効 果があり

同 時に鉄 筋引張力の 人を伴う

既 往の実 験 結果 もこの こ と を 裏 付 けてい る

匚5 ]し た が っ て

1.

下柱危 険 断 面の 外 縁鉄筋 力は平 面 保 持 解 析で得ら れ た力か ら

柱 筋降伏 強度まで の範 囲で引 張 側に シフ ト し う る と す る。 さ らにこの シ フ ト量は鉄 筋 降伏力 まで の余 力最 も小さい柱 筋で定 まる値 を 共 通に 与え る

こ こ で は梁上端 引 張 時の応 力 状 態 を考え てい る の で上 柱 危険 断 面の梁 側 最 外 縁の柱 鉄 筋 力の力 〔△T がこ れに あた る

 こ の結 果

,.

ヒ下 柱 危 険 断 面に お け る そ れ ぞ れの 柱外 鉄 筋 力は 面保持解析か ら得られ た値に

定シフ ト量 (

AT

)を加え た もの を まず 考え る。 こ こ で

σ。v

を柱        筋 降 伏 強度

A,t を梁 側 柱 筋 断 面 積と す る

c

  △

T

T

F 十

Tb

      訂

h

°

L

F

Tc

’ 斗

1

Csl

7

〃t 〃 「

  

1

 

1

。   ノ

    ロ

 

171

唱 ’

「 ,

β

1

  ’  「  

 −

 

 

   

b

■ 巴

Cc

bV

Tb

Cc

c

Cl

      十        

Wv

P

[[[[[[[[[i[LL       十

L

L

c

・ (

d

2 接 合 部ま わ りの応 力状態      〔a 面 保 持 解 析に よ る応 力      〔b}柱 外 縁 筋の鉄 筋 力

付着 力の仮 定       〔〔つ 本 解 析で想 定する接 合部まわ り の応 力状 態      (d} 柱 断 面コ ン ク リ

ト圧 縮 応 力 分布の分解 と

,AT

は次 式で表 される

     △

T ;

γ1

TD

       

γi

{σ cv

Act

TCe)

 (4 )  こ こ で

T

は平 面 保 持 解 析か ら得ら れ る上 柱 危 険 断 面にお け る梁 側 最 外 縁の柱 鉄 筋 力 を 表す

7

柱 外 縁 鉄 筋 力 増 大 係数 (

0

≦乃≦

1

)で あ り

7, 

=1

の時

降 伏 鉄 筋 力まで化すること を意 味す る。  次 に

柱 外 縁筋の 付 着 力

平 面 保 持 解 析か ら得ら れ た値 を最 大とし て

形 成 され る せん断 抵 抗 機 構に応 じ て変 化しうる もの と仮 定す る

2 (b)に柱 外 縁 筋の 付 着 力の仮 定 を 示す

外 部 接 合 部の場 合に は 上下柱の軸 力が異 なるた め 梁側の柱筋 付 着 力と自由 面 側の筋付着力の大き さ が異な る

本 解 析で扱う せ ん断抵 抗機構モ デルの う ち

柱 筋 付 着 力 が 構 成 力 と な る 機構 (後 述す る トラス機 構と束

扇 型 トラス合 成 機 構 〉で は

こ の付 着 力の差を考 慮で き るモ デル で は な い

そ こ で こ れ ら の機 構 を構 成する付 着 力の値は小さい 側の付 着 力 〔自 由 面 側の付 着 力 )を塞 本に考える

この付 着 力 B は

     

B =

α

B

。        

a

(コ「co

− Cso

 

9…

 

9…

 (5} で与 え ら れ る

こ こ で

T

、 。

,Cs

。 は

自 由 面 側柱 外縁鉄 筋の 平 面 保解 析に よ る下 柱

上 柱 危 険 断 面にお け る柱 鉄 筋 力で あ り

α は柱 筋 付 着 有 効 係数 (0≦a≦1)であ る

α

1の とき は平 面 保 持 解 析で得られ た自

一 62 一

(3)

由 面 側 柱 筋の付 着 力

B

。が 保 持さ れ ること を 意 味し

α =

0

の と き はこの付 着 力が な く な り トド柱危険 断面の 由 面 側 柱 外 縁 鉄 筋 力が等 し く な るこ とに対 応す る。 梁 側 柱外縁筋で は自由面 側 外縁筋の付着 変化量に等し い分 だ け下 柱圧縮 筋力 が変 化す ることにな る

  以上の仮 定か ら

柱 外 縁 筋の危 険 断 面での鉄 筋 力は そ れぞれ次の よ うにさ れ る。

h

柱危険 断 面の梁 側 柱鉄 筋引 張力

     

T

=T

。e+

AT ・

………・

………・

………・

(6 } ヒ柱 危 険 断 面の 自 由 面 側 柱 鉄 筋 圧 縮 力

    C。

Cse+AT +α

B。

……一 一 …………・

(7) 下 柱 危 険 断 面の 自 由 面 側 柱 鉄 筋 引 張 力,    

T

T

,e

AT ・

……・

……一 ……・

…・

…・

8

) 下柱 危険 断 面の梁 側柱鉄 筋圧縮 力

   

Cs’

;Cso’

十 ∠

LT

十a

Bo ・

 

一・

一…

 〔

9

)  こ こ で Tc。

 

C

。e

は梁側 柱 筋の面 保 持 解 析 に よ る 上 柱

下 柱 危 険 断 面にお け る鉄 筋 力で あ る。   (

b

) 柱 中間 鉄 筋力の仮定   柱 中 間筋の接 合 部パ ネル内での付 着力 は

簡 略 化のた め

後 述 する機 構モ デル で は考 慮し ない。 し た がっ て各 段の中 間鉄 筋 力は

平 面 保 持 解 析で得ら れ る 上下 柱 危 険 断 面に お ける 各 中 間 鉄 筋 力 (F‘。, F‘。つ の平 均 値 (F。) を共 通に

E

ド危 険 断 面の解 析 解 とおき 直す

 さ らに

柱 中 間 鉄 筋 も柱 外 縁 筋 と 同様に柱 筋 降 伏 力 ま での 囲で鉄筋 力は上 昇し う るこ と か ら, 鉄 筋 力の シフ ト分(

AF

}を加え た も の が各 段 共 通の柱 中間鉄 筋 力 (

F

) と な る

   

F =Fo

十 △F

…・

……・

……・

………

(10 )       AF

7

AFo       

r、

(σ

A

F。)

………・

………一 ・

(1ユ) こ こで

A

, 。は各 段の 中 間 筋 断 面 積であり

7feは

柱 中 間 鉄 筋 力 増 大 係 数 (0≦ 7,≦1)であるn7 , 

 1の と きに は 柱 中 間 筋は降伏 鉄 筋 力 を発 揮する こ とを   

  (c 上下 柱 危 険断 面で の コ ン ク リ

ト圧 縮 力の仮 定  上 述の全柱鉄筋力修正の結果

,一

ヒ下 柱 危 険 断 面のコ ン ク リ

ト圧縮 力はモ

メ ン ト

軸力のつ り あい を満たす よ うに再 分 布さ せ る。 コ ンク リ

トのみ平 面 保持す る も の と仮 定し て曲げ解 析を行い

その大き さ

分布を求め る

具 体 的に は

トで定 義し た付 着 有効係 数 α

柱 鉄 筋 力 増 大 係 数 ri

7!に依 存 して得 られ るこ とにな る。 図

2 (c)に本 解 析で想 定す る接 合 部まわ り の応 力 条 件を示 す

な お同 図 (

d

>の ご とく柱 危 険 断 面の コン ク リ

ト 圧 縮 力は軸 力

曲げモ

メ ン トのつ り合い を満た す よ う に後 述する各せ ん断 抵 抗 機 構の構 成 要 素 (長 方 形 分布 力 ) にされ る

 

2.

2 接 合 部せ ん断 補 強 筋 力 (水 平 方 向しめつ

1

の 仮 定   接 合 部せ ん断 補 強 筋 (フ

プ筋 )は後述 す る

様 トラ ス機構

扇型 トラス合 成 機 構の水 平 補 強 筋 とし て働 く

3に示す よ うに

せ ん断 補 強 筋に生じる引 張 力 は最 外 縁 柱 筋 位 置で伝 達 され

接 合部パ ル に水平方 向 の

様な圧 縮 力を生じ さ せ る。 最大の と り う る補強 筋 力 を

Wh

。で表し

そ の効 果を表す係数βを定 義す る と, 水平補強 筋 力臥 は 次 式で与え ら れ る。

   W

βW. 。

β

(Aw

σ、、rv)

…・

…・

…・

…・

……

12

)  こ こで

 

Aw

:接 合部内せ ん断 補 強 筋 断 面 積,   σ wy :せ ん断 補 強 筋 降 伏 強 度,    β:せ ん 断 補 強 筋有 効 係 数 〔0≦β≦1)  2

3 接 合 部 鉛直方 向補 強力 (鉛直方向し めつ け力 ) の仮 定

 

既 往の研 究 [1][2]では

柱フ

プ筋 と 同 様 な 扱 いで

柱 中 間 筋 をい わ ゆる トラ ス機 構 (パ ルゾ

ン全 体が

様な斜め圧 縮 応 力 場とな る トラ ス機構 )にお ける 鉛直方 向の せ ん断補 強 筋とし て評 価し

斜め ひび割れ を 横切 る柱 中 問 鉄 筋 力 がその ま ま 負 担せ ん断 力と さ れ るこ と が 多い

プ筋の場合に は必ずフ

プ筋 力の反 力と して

様な分布圧縮力が接合部パ ル両 側 面か らコ ンク リ

トに作用す る

し か し な が ら

柱 中 間 筋の場 合に は 図

3 接 合 部せ ん断補強 筋 力の伝達 図

4  柱 中 間 鉄 筋 力の伝 達

63

(4)

4に示す よ うに

通 し鉄 筋で ある ために接 合 部 内で 生 じ た鉄 筋 力は上下 柱 高さ内で の付 着によっ て伝 達さ れ

柱 危 険 断 面の圧 縮ゾ

ンを 介して接 合 部に伝え ら れ る

柱 鉄 筋 力の反 力と し て そ の ま ま

様 な分布圧縮力と し て接 合 部に作 用する こ と は ない

こ の考え方に基づ き

本 解 析では前 節に示し た方 法で曲 げ と軸 力のつ 合い を 満たすコ ン ク リ

ト圧縮 応 力分布を求め ることに し た

そ し て

4 中の破線で示す よ うに コ ン ク リ

トが梁 側柱鉄 筋位置で圧縮と なっ た場 合にの み

柱 外 縁 筋 位 置 の コンク リ

ト圧縮 応 力 σv 分を

様な分 布し めつ と して

一.

様 トラス機 構 を構 成 する鉛 直 圧 縮 力 とみな す

  し た がっ て

様な鉛 直 方 向 分 布 圧 縮 力は

     Wv

σv

b

jc

…・

…………・

……・

(13 ) と 表 され る

こ こで

,bc

は柱 幅, 

jc

は柱 外 縁 筋問距 離 で ある

σ v は

柱 筋 付 着 有 効 係 数 α

柱 鉄 筋 力増大係 数

7

,,

7

!に依存する

  2

4 梁, 柱筋の付着強度につ い て  本 解 析で は

梁 筋

柱 筋の付着破 壊は起こ ら な い もの と す る。 付着 強 度に よる 上限を設 定し ない

すな わち

平 面 保 持 解 析で得ら れ る柱 筋 付 着 力

な ら びに粱 鉄 筋 降 伏 力が発 揮で きると考え る

ま た

次 章で示すせ ん断 抵 抗機構モ デル

        册

付着応 力 分局 所

      

C1

着 強度によ る限 界は考 慮し な い

  外 部 接 合 部におい て梁 主 筋が折り 曲げ定 着さ れる場 合は

フ ック部の 局 所 的なコ ク リ

ト圧 壊 を防 止す れ ば潜 在 的な定 着 能 力は十 分 ある と 考えて よい

ま た

末 端フ ックまで の 直線 部の伝 達 付 着 力が小さい こと が 著 者 等の既 往の研究 [

4

]で も明 らかに さ れて い るが

これは付 着 強 度に達 して いる た めで は な く

形 成 さ れ る せ ん断 抵 抗 機 構

E

の必 要 量 を 発揮し て い ると考え る方が妥 当で あ る。 例えば

接 合 部フ

プの ない 場

       

C3

合にはコンクリ

ト束 機 構の み形 成

     

皿亜

さ れ

斜め ひ び割れ が生 じると

梁 引 張 筋か ら の せ ん断人力の ほと ん ど がフッ ク部で な さ れ

直 線 部で の付 着に よる伝達は必要 でな く な る。   柱 筋の場 合は

柱が弾 性にと ど ま る場 合を想 定 して い るので平 面 保 持 解 析で得ら れ る柱 筋 付 着 応 力は 付 着 強 度 を超えな い範 囲にあるものと考える

そ し て前 述の

ヒ 下 柱 危 険 断 面の柱 鉄 筋 力の仮 定で示 す よ うに平 面 保 持 解 析か ら得ら れ る柱 筋の付 着 力を ヒ限と し て化するもの と仮 定す る

既 往の実 験 結 果 [5 ]をみる と多くの場合, こ の 条 件は成 立す る が

軸 力の か なり大きい場合には

正負 繰り返しによ りこ の 付 着 応 力が平 面 保 持 解 析 値より もト昇す る場 合 もみ ら れ る。  もし

付 着 性 能に よる条 件が必 要とな るケ

ス が あれ ば

解 析に取り入れ ること は容 易に可 能で あ る が本 解 析 で は扱わない

 2

5 そ の他の計 算 上の仮 定  (a コ ン ク リ

ト引張 強度は全計 算仮 定で無 視す る

 (

b

> 断 面 解 析 の際に 用い た 鉄 筋の応 カ

歪関 係は 完 全弾塑性と す る

コ ンク リ

トの応 カ

歪 関 係は図

5 に

   亅c α ≦

   

4

      慮

          

alq

(a)コ ン ク リ

ト束 機構

Wh2

Wv

Wv

(b)

様 トラ ス 機 構

Wh2

5 コ ン ク リ

トの応 カ

歪 関 係

Wh3

Wh3

 

C3

(の 束

扇型 ト ラ ス 合 成 機 構      (d)梁 せ ん断

JJ

の 伝達        図

6 せん 断 抵 抗機 構モデル

64

(5)

 

3.

せ ん断抵抗機 構モデル とつ り合 式の導 出  3

1 せ ん 断抵 抗 機 構モ デル  図

6 (a)

b

(cに示す

3

種 類の せ ん断 抵 抗 機 構を考え る

 (a  コ ン クリ

ト束機構  こ の機 構は

一6

(aに示す よ う に : ・ 上下柱コ ンク リ

ト圧縮 力の

部で圧 縮 合 力 作 用 位 置  を 図 心と す る長 方 形 分 布圧縮力 (

CI

この圧 縮 ゾ

ンで伝 達 され る梁上端 筋付 着 力の

一一

部   (

Q

,)

梁 下 端 筋 付 着 力

.・

部 (

Q

,) によっ て構成さ れ る

 

力のつ り合 条件 か ら次 式を得る

   Ql

ゴb

;C

jc

a

a

…………・

…・

………

14 ) こ こ で

は柱 外 縁 筋 間 距 離で あ り

α

α

は図に示さ れ る よ うに上 下 柱の コ ン ク リ

ト圧 縮 力

Ci

の それ ぞ れ 圧縮 側外縁筋位置か ら測っ た合 力 作 用 位 置を表す

(計 算手順と し て

この機 構の分 担 力

Q

,は

後述す る他の 抵 抗 機 構の 担 力が決 定され tt後に得 られ る

す な 才)ち, コ ンク リ

ト圧縮 力

Ci

, 作用 位 置 α, α

他の抵 抗 機 構の構 成 力が決定さ れ た後

柱 断 面で の軸 力

メ ン トのつ り合いを満た す よ うに計算され る

)   (

h

一一

様 トラ ス機 構  市 之 瀬 [2]による角 度を任 意にと るこ との で き る ト ラス機構で, 図

6 b これ を示す。 この機構は :

 

筋 付 着 力

部 (

Q2

筋付 着 力の

部 (B

=Q

丿

b〃C)

・一

直方 向力 (

せ ん断 補 強 筋による水 平 補 強 筋 力の

..

(既2) か ら構成 され る

7に示す モ

ル の応 力円 か ら次 式 を得る。

   

レレ尻2

Wv/ゴb=

Q

葦/

jc

−・

 

7・

 

15

)  (c ) 束

型 トラス合成 機 構

 

6 (c に これを示す。 この機 構は図

8 a

b

) に示すふ たつ の機 構に さ らに分解さ れ る

(a)は

いわ ゆ る扇 型 トラス機構と呼ば れ る機 構で

様な鉛 直 方 向 分 布圧縮力を 必要と し ない。 扇 型 ト ラス機 構は :

梁 筋付 着力の

部で

,一.

様 トラ ス機構に使われ る コン

 

ク リ

ト圧縮 力分 を除いた残り の コ ンク リ

ト圧縮 力

 

合 力の作 用位置 (梁 側 柱 外 縁 筋か らの

j

,)で伝  達される梁筋付着力 (

Q

,,),

上 記の 位 置で 作 用する コ ン ク リ

ト圧縮力の

部   (

C3t

), ・ せ ん断 補 強 筋に よ る

様分布な水 平 補 強 筋 力の

  (

Wh3t=

α

w

,3/

j

,〉

形 分 布 とな る柱 筋 付 着 力の

部 (

B3t=C3

∂ か ら構成 され る

こ こ で

駄 ,は束

扇 型 トラス合 成機 構 全 体と して用い ら れる せ ん断 補 強 筋によ る

様 分 布な 水 平 補 強 筋 力 を 表す

 力のつ り合いか ら次式 を得る

     

Q3t

 Wh、t         ==2

B3t

jt

ja

     =

2

C3z・

〃 ノ

。・

一 …・

……・

…………・

(16〕 図

7 

様ト ラ ス機 構の モ

ル応 力円

Wh3t

 

1t

C3

ii

Wh3t

lq

 

Q3t

」 百

h

C3t

1

〔a)扇型 ト ラス機 構

jb

Wh35

t

c3

。 ↓→ →

Q3s

B35

 

 

 \

     

B3s

 

 

Q3s

申中

   

iq

Wh3s

C3s

        1h

      亅c       (b)コ ン ク リ

ト束 機 構 図

8 束

扇 型 トラス 合 成機構の分 解

b

 

65

(6)

こ こ で ノ

は図 中に示 す よ うに扇 型 ト ラスの形 成され る 柱 筋の ゾ

ンを表す。

 

また

一8

b

)に示 す 機 構は接 合 部せ ん断 補 強筋 力の寄 与 す るコ ン ク リ

ト束 機 構で :

上 記コ ン ク リ

ト圧 縮 合 力 作 用 位 置を図心 と す る幅が

  2

jc

ブ∂と な る長 方 形 分 布 圧 縮 力 〔

C3

。) 。柱 筋付 着 力

B3s )

梁 筋 付 着 力

部で上記コ ク リ

幅 内

  達 さ れ る付 着 力 〔

Q

:s)

せ ん断 補 強 筋に よる

 

分 布な水 平 補 強 筋 力の

・.

   〔叺 33

j

厂 プ∂

・WhS

jb

か ら構 成さ れ る

 

力のつ り合 式

こ の束 内で は

様な斜め 圧縮 応 力 場 にな る条件 (束 内の主圧縮 応 力の向き が幾何学的な束の 傾きにしい条件 )より

     

Q38

= 2

jt

j

Wh

:s/

1

(ノ西

ノ∂

2・

j

厂 ノe>

1

       

一・

 

一・

 

一・

一・

77・

(17>

   

B3s

α

 Wh3s/(2

jt

jc

tt・

 

18)

   C3s

ja

QSs

/(

2・

jt

jc

………・

〔】

9

) が得られ る

こ の両 機 構を 合 成 す る際

最も大き い柱 付 着 力Bs とな ると きの

ja

と して

     

ja

jb

ゐ〃。

一 一 ・

t− ………・

……・

………

(20) を採 用す る

 

ヒ述の を解い て

     

Q3

ノビ LVん3/丿c

 

P…

 

一一『

77r

 

一・

 (21}      

Q3s

= =2

ビ(

jc

j”)

Wh3

ljc

(2

ノ広

ノc}

1

 

9・

(22 )       B,t

ノb

ゴビ

Wh3

/(

2rjc2

 

PP・

 

7『

 (

23

   B3s

(ノc

jt

ノb

ノε

WhS

1

(2

ノε

jc

jctl

 

(24) これ ら を合成 して

次 式を得る

     

Q3

Q

,,十

Q3s

       

プご

Wh3

/〔2

j

jc

 

tt・

 

一・

 (25)      B3

B3t十B3s        

ノビノガlVh3/

129

2・

ノt

ノ∂

ノc}        

ノb

Q

,/(2ゴc)

一 …・

………・

一 ……・

…・

(26)  〔d ) 梁せ ん断 力のつ り合い

 

梁せ ん断 力 (

Vb

)は

6 (

d

}に示す よ うに 梁 側 と 自 由 面 側の柱 外 縁筋 付着 力の差 (B、) と, 梁 側の 柱 外 縁 筋位置で 下 柱コ ン ク リ

ト圧 縮 力の

C

、) と でつ り合う もの と し た。       Vb

B4十C4

 

99・

 

一・

一・

P・

 27 )      B,

(Tc

− Cse’

Tc

− Cs

。)

…・

……・

…・

(28)  

3.

2

接合部 全 体と して のつ り合 式  接 合部入 力 せ ん断 力は

結 局

     

v

,= (〜1十

Q2

Q3 ・

 

一・

 

r・

 

一・

 (29) とな る

ま た, せ ん断 補強筋 力は2種の機 種に寄 与する ことか ら

     W.

Wh2+ Wh3

β

W.。

………・

…………

(30) で あ る

柱 筋 付 着 力は次 式に与え られ る。

一 66 一

     

B =B

,十

Bs

       

Q2

jb

jc

Q3

jb

/(2

jc

)       = α

(τeo

C

δo)

…………・

……・

……・

(31)  

3.

3

 パ ル コ ン クリ

ト圧 縮 応 力と破壊 条件

 

本論は

直接

接 合 部の せん断耐 力 を求める解 析で は ない

接合 部ま わ り の応 力条件

すべ て の配 筋 が 先 え ら れ

こ れ に対して接 合部に形 成さ れうる抵 抗 機 構 を 解 析 的に求める もの であ る

し た がっ て接 合部の破 壊 ここ で得ら れ た解析 結が接 合 部にお け るコ ク リ

の破 壊 条 件 を満た す か否かで間 接 的に判 断す ること がで き る

 

ま た

接 合 部の せ ん断 耐 力 を 求め る とい う立 場に たて ば

解析で

は り降 伏 力 を大き く し た解を順 次 求め て

パ ネル コ ン クリ

ト応 力が

・・

致 する時の せん 断 力と定 義する こと も で き る。   し か し

本 解 析で モ デル化した抗 機 構はパ ル全 体 に

様な応 力 を与え る もので は ない

そこで以 下の検 討 には便 宜 的にパ 心位 置で の斜め方 向 圧 縮 応 力 σc を評 価の対 象と す る

σ。は各 抵 抗 機 構によ る 応 力 を累 加 して め る。 σ。 が ある限 界コ ン ク リ

ト圧縮 強 度 以 下で あ れば 接 合 部は破 壊し ない ことになる。 こ の強 度に つ い ては繰り返し載 荷 条 件 等に支配 さ れ る と思わ れ

具 体的な評 価は本 稿で は取り扱わ ないv な お

安 全 側 と な るの で各応 力の 角 度の 差は無 視 し て累 加す るこ とに し た

     σc

σ 1十σt十σ3

tt・

 

t・

(32)  こ こ で

コ ンク リ

ト束機 構によ る 圧縮応力は

   

σ, 

Q

;+

Ci

)〆

iCrb

(α + α

)}

一 ……一 ・

(33 ) トラス機 構に よ る 圧縮 応力は

    σ,

w

jb

+肱 ,

ノ、)/(b

jb・

ノ∂

…・

…・

……・

(34)

 

扇型 ト ラス成機 構による圧縮 応 力は 心位 置で は束機構に よ る応 力と なる の で

   

σ3

1

/b2

ノ〜

ト(2

je

− jc

)2

ノc2ト

Q3s

       /

12

と)c

jc

ノゥ

ノε

(2

ノじ

ノc)

(ノc

ノ訓

 (35)  

4.

解 析方法  4

ユ  解 析の基 本 条 件  上記の 仮 定 式 中の定 係 数で あ る柱 筋 付 着 有 効 係 数 at せ ん断 補 強 筋 有 効 係 数 β

鉄筋 力 増 大 係 数 7i

γ! は以 下の条 件の も とに 与 え る

 条 件 (1> α は で き る だ け大き く とる  こ の条 件は柱 筋 付着 力 が構 成 力と なる機 構 {

様 トラ ス機 構

扇 型 トラス合 成機 構 )の分 担を増し 通常, 間 接 的に はパ ル ゾ

ン の コ ンク リ

ト圧縮 応 力 σ

を 小さ く す る ことにつ な が る

  条 件 (2) r,

r,は束 機 構 を 構 成 す る 柱 コ ン ク リ

ト圧 縮 内 力の 作 用 重心位 置 α が

6 (a) 中す よ うに柱 外縁 筋間 距 離 ゐの 1/4を超え ない範囲 でで き る だ け大きい 値を とる

(7)

 た だ し平面保 持解析 結果に お け るコンク リ

ト圧縮 合 力 作 用 位 置 a が既に こ の 上限を満た さ ない場 合 (曲げ に比して軸 力がか な り卓 越する場 合 )に は

7i

7zをゼ ロ として柱 鉄 筋 力の シ フ トを考え ない

 γ,

r,を 大き くとる ほど柱 危 険 断 面で の軸 力

メ ン トのつ いか らコ ン ク リ

ト圧 縮 内 力が増し, 中 立 軸 深さ が増してコ ンク リ

ト束 機 構の幅が増 大する

し か し, 斜め 圧縮束の梁材軸方 向か ら の角 度 θ(図

6 a ) 参照)も増す た め

上 述の限界 以 上に な る と か えっ て同

伝達せ ん生 ずパ ネル コ ン クリ

ト斜め 圧 縮 応 力を増 大さ せ る。 し た がっ て柱 筋 力の シフ トはこ の範 囲 内で起こるもの とする。  ま た

M,7fe

の そ れ ぞ れ を別 途 定め る こ とは で き な い し, そ れ ぞ れ独 立に変 化す るもの で は ない ので

こ こで は既往の 験結 果 [5 ]を参 考に

接 合 部 内で の柱 中 間 筋のび 量 が 両 柱 外 縁 筋 の伸び 量の平 均に等 しい と仮 定 す る。 柱 筋が弾 性 範 囲に と ど ま る と す る と, 次 式が成 立 す る

     〔Tc十

Cs’

Tc’

Cs

/(4 

ACt

)=

FIAcs ………

(36)  こ の 式に

式 (4)

式 (11)を代入 す る と 72が 7, と α で表さ れ る

本 解 析で は柱が弾 性に と ど まる場 合 を対 象と し て お り柱 外 縁 筋が降 伏 歪を大き く超える場 合 は取り扱わ ない

柱 降 伏 先 行す る場 合につ いては今 後の 課題であ る。  条 件 (3) 条 件 (1)

(2)の も とで

βを最 小に する解を求め る。  こ の条 件は

条 件 (1)

〔2)で柱 筋 付 着 力 を全 部使 いきる機 構の組み合わせ解が得られた時に 接 合 部せ ん 断 補 強 筋 力 が 最 も小さ く なる解 (接 合 部せ ん断 補 強 筋 量 が最 も少な く て済む解 )を 選択する こ と を意 味する

 4

2  計 算 手 順  まず

与え ら れ た架構の応 力条件か ら上 下柱危険断面 の 平 面 保 持曲 げ解 析を行っ て

 柱 外 縁 筋 最 大付 着 力

B

(式 (5)}  柱 外 縁 筋 最 大余力

AT

(式 (4 })   柱 中 間 筋 最 大 余 力AFe

(式 (11)) を求 める。  次に

α

1 とし て前 節の条 件 (2) を満たす

7

,7

, を 求める

(α

1の 時が最も a を 大き くする の で こ の ときの T

71を以 下の異な るa に対 し ても共 通に用い る ことにする

)  あ る a に対し て 式 (6), (7), (8 ), (9 ), (10) に与え ら れ る各 柱 筋 力は定め られ る

そ して こ れ らの柱 筋 力 を固 定し, コ ン ク リ

トが 平 面 保 持 す と仮 定 再び断 面 曲 げ解析を行っ て モ

メ ン ト, 軸 力のつ り合い を 満た すコ ク リ

ト圧 縮 応 力 分 布 を求め る

こ の応 力 分 布か ら

様 分 布 圧 縮 力 Wv が得ら れ る

た だし

既 は多く の場 合ゼロ で あり

曲げに対 し て軸 力が卓越 する よ う な柱の荷 重条件や幾何学的形状に対して の み生じ得 るこ とに注 意す る 必要が あ る

ま た

扇 型 トラ ス合 成 機 構に お ける コ ン クリ

ト圧 縮 力の合 力 作 用 位 置

jt

(トラ ス機 構を構 成す る 嬲 分を除い た コ ン ク リ

ト圧 縮 力 分 布の重心位 置 )も 求め ら れ る

すな わち 既 ,

jt

α に依 存 する。 し かしな が ら a は前 もっ て与え られ ない の で

計 算 を可 能とする ため ゐだ けは a; 1の場 合の計 算 値 (上柱 危 険 断 面で の )に固定する こと に した

こ の 結 果, 凧 はa の 関 数の ま ま で条 件 (

1

), (

3

)を 満た す よ うに各 計 算 段 階で収 束 計算を行うことにな る

 各機構の分 担せん断 力のめ方は

 式 (15 )

25

)よ り 肱,

臥3 を

Q2

 

Q

,で表 して

式 (30 )に代 入 すると,     ゴバ

Q

蹇/(ノc

Wv

)+(

2・

ノc>

Q3

/ノε

β

晒 。 (

37

)  こ れと

式 (31) より

Q

,を 消 去す ると

Q

, に関 する 2次 方程式が得られ る

それ を 解い て

Q2

が得られ る

続い て, こ の

Q

,を関 連す る式に代入 す れば

Q

Qs

が 求め ら れ る

解は

条件 (1 )

(3>を みたす よ う な α

βを

実 根 条 件

お よ び

Q1

 

Q

 

Q3

が 正根と な る条 件か ら求め る。   5

本 方法によるパ ラ メ

解 析 例   近 年 行わ れた

浅 草 [3]に よる実 験 供 試 体を基 本に

本 解 析 法で検 討し て み る

こ の実 験は外 部 接 合 部 の正 負繰 り返し加 力 実 験であり

柱 中 間 筋の有 無

軸 力 の大 小 せ ん断補強 筋量の大 小を実 験 変 数と し た系 統 的 でま と まっ た実 験で あ る

  5

1 柱 中 間筋の ない場 合の解 析例  図

一9

実験 供試体を示す。 こ の柱 断面の

漿

供 試 体の形 状 : 柱せ ん断ス パ ン  Lc

770 (四 ) 梁せ ん断ス バ ン  Lb

1000 〔囗国》 図

9  解 析 対 象 供 試 体

一 67 一

(8)

配 筋か ら両 側 面に配さ れ た柱 中 間 筋 2

D10 を除い た配 筋に対し て解 析を行っ た。 種々の軸 力に対してせ ん断補 強 筋量 (せん断 補強 筋 比 Pw)をパ ラ メ

に して得 られ る柱 中 間筋の ない場 合の解析 結 果を図

10に示 す。 (a)は機 構 分 担 率

b

(cに柱 筋 付 着 有 効 係 数a

せ ん断 補 強 筋 有 効 係 数 β (d)に パ ネル中心位 置の コ ン ク リ

ト圧 縮 応 力σ ,の変 化 を示す

図 中の数 字は柱 軸 力の大き さ

N

(tonf)を示す

 せん断 補 強筋比Pw

0% の ときに はコ ン ク リ

ト束 機 構 (

Q

,)の み し か生 じ得ない

し た がっ て柱筋付着 有 効 係 数 a

Oで あ る

ま た

Pw の 大 き さにか か わ らず

0 と な ること か ら

様 トラ ス機 構の分 担 力

Q

,は ゼ ロ と な る

Pw の増 大に伴っ て

扇 型 トラス合 成 機 構 (

Q

,)の分 担が線形 的に増 し, α

1とな るとこ ろ で 頭 打ち と な る

これに対 応して せん断 補 強 筋 有 効 係 数 β は以 降 減 少して ゆく

す なわ ちβの 減 少し始める補 強 筋量 は上 限補強 筋量 と もい え るもの で は り降伏 時の せ ん断入力に対し て, そ れ以 上補強筋 量 を増しても降伏応 力まで 発揮し ない (降 伏応 力の β 倍と な る)こ とを 示 し て いる。 (c} 図 より

こ の上限 補 強 筋 量は軸 力の増 大 に伴っ て減 少 するこ と が わ か る。 これ は軸 力の増 大に 伴っ て柱 筋の付 着 力が小さく な る ことに起 因し て い る

 ま た (

d

)図よ リパ ル ゾ

ン中 央 部の コ ン ク リ

ト 斜め圧 縮 応 力 σ。 は補 強 筋 量の増 大に伴っ て減 少し, 上 限補強 筋 量 を超えると

定になること が わ か る。 軸 力が か な り小さい 場 合 (引 張 軸 力の 場 合 も 含む )に は

σ。 は非常に大き く 補 強 筋 鑾の増 加に よっ て応 力を低 減さ せ る効 果は大きい

し か し

軸 力がある程 度 大 きく な る と 補 強 筋 量の小さい領 域での σ

は軸 力の 大 小に よる差 が な く な る。 こ れ は軸力の小さ い場 合に はコ ン ク リ

束機構に お け る束のが小さ くコ ンク リ

ト応 力 も大き い た め

トラ ス合成機構の分 担 増 加 に よ る 低 減効果 が大 きい ことを 示してい る。 これ に対して軸 力が あ る程 度 大 きい と束の幅が十 分 大き く

そ の低 減 効 果も減 退す る

 

5.2

 柱中間筋のあ る場 合の解 析 例  図

9に示す角

浅 草に よ る実 験 供 試 体に対 し て同 様 の 解 析を行 う。 図

11に

解析 結果を示す

図中の数 字は柱 軸 力の大き さ

N

(tonf)を表す

せ ん断補 強筋比 Pw の増 大に伴うせ ん断抵 抗機 構の 分担 比率の 推移

パ ネル コ ン クリ

ト中 心 位 置の応 力 σ,の推 移 等

柱 中 問 筋のない場 合と同 様の傾 向が得ら れて い る。 柱 中間筋の 存 在する場 合で もWv

0とな り

Q

,はゼロであ る

した がっ て

同 図 (a)中の機 構 分 担 力は

束 機 構

Q

,と, 束

扇 型 トラス合 成 機 構

Qs

の分 担 推 移 を示 してい る

柱 中 間筋の存 在に も か か わ らず

通常 考え られ る軸 力の範囲 では

様 トラス機 構が生じ ない こと が特徴的で あ る

 図

10と 比較す る と :

1.

0

 

0

8

9

6

OO

4

 

0

2

a

0

1.

0Q8

β

Q6

 

Q4q2

Q4

   

0

8

   

1

2

   

1

6

  

2D

     

Pw

°

c

o

1

0

 

OBCt

(>

6

T

「 ∠

00

0

1

4

   

1.

2

1.

0

や \

0

86v

 

o

6

b

O

4

   

0

8

   

1.

2

   

1.

6

   

20

     

Pw

° ’。) 乙

200

O

4

  α

8

   

1

2

   

1.

6

  

20

     

Pw

(° ’。)

d

             

3

    

N

O

°

5

t

°n’}

0023

0

O

4

   

0

8

   

1.

2

   ’

6

   

2

0

     

Pw

° ’。) 図

10 柱 中 間 筋の ない場合の 解 析 結 果

68

(9)

 

1.

0

 

 

0

8

00

6

δ

Q4

 

Q2o

08tQ

a

β

o

6

 

Q4Q2

O

4

  

08

  

1

2

  

1.

6

     

Pw

° ’。

o

ρ

6

138

62

 

10

 

50

N

30

  (

tonf

0

c

3

ZO

 

1

O

 

Q8

α

Q6

 

0

4020

   

1

O

 

O

8

翠 \

O

66u

 

o

4O

2

b

o

Q4

  

0

β

   

1

2

  

1.

6

   

2D

     

Pw

° ’。

0

O

4

   

0

8

   

1.

2

   

1

6

     

Pw

° ’。

2

0

3N

5

tonf

   (

d

10

 

 

120

   、

30

O

4

   

CLB

   

1

2

   

1

6

     

Pw

°

1

ZO

11 柱 中 間 筋の あ る場 合の解 析 結 果

柱 中 間 筋の存 在でコ ンクリ

ト束 機 構に お け る束の幅  が広が り

軸 力の小さい場合で も補強 筋 量の 加によ  る σの低 減 効 果は中間 筋の ない 場 合ほ ど大き く ない  こと

・同

す る 上限 補 強 筋量 は減 少

断 補 強  筋量 が さ らにな くて済むこと が わ か る。  同 図 (cに は実 験よ り得ら れ た 6 0

δy は実 験 供 試体の梁 降 伏 時梁 端 変 位 ) 時接 合 部

プ筋の 引張 合 力比 (βに相 当 )を併 記してあ る

6δs の変 位 レベル は供試 体が終 局 状 態と な る直 前の段 階に相 当 する

横に 記す数 字は実 験 時の軸 力の大き さ (tonf)を表す。 実験 で は軸 力の高い もの ほ ど, フ

プ筋量の大きい もの ほ ど 各 変 位 レ ベ ル での フ

プ筋 出 力は小さい こと が示さ れて い る

析結果は定性 的に こ の実験 結 果を説 明してい る。  

5,

3

 梁定着筋の付着力分布  図

一12

上記の 配筋に対し て

図中に示す梁 上 端 筋 定 着 部の直線 領域 (

th

)での伝 達付 着力 (

Q

,)の変 化を接合部せ ん断 補 強 筋暈 をパ ラ メ

に し て表し た もので ある。 同 図 (a)よ り柱 中 間 筋の な い場 合に は軸 力

N

が ゼロ し く は引 張の と き

せ ん断 補 強 筋の量に か か わ らず

QL

0と な り

折り曲げ部か ら全 梁 筋 引 張 力が伝達さ れて いること が わか る

そ し て軸 力が ある程 度 大きい と補 強 筋 量の増 加に伴っ て直線 領 域か らの伝 達 力も大き く なっ て いく。 また

柱 中 間 筋のある場 合に は

軸 力が小さ くて も直線 領 域か らの付 着伝 達 力が生 じ る こ と が異なっ てい る

し か し

い ず れの場 合で も軸 力が増 す につ れ て直線域か らの伝 達 付 着 力の大き さに及ぼ す 補 強 筋量の 影 響は 鈍感と なり

大き くても 全 体の 3  % 程 度の 付 着 伝 達にと ど ま るこ と が わ かる

こ の ことは 折り曲げ定 着さ れ る梁 筋の 直 線 領 域の長さの役 割は

付    

1.

0

 

08D

O

6

 

6

 

o

4

 

0

220

 

N

30

b

10

5

O

3

(tOnf)

0

   

1.

0

 

0

81

£

o

6x

O

4 σ  

0

20

O

4

   

08

   1

2

   1

6

   

2

O

     

Pw

° 。)   (a)柱中 間 筋の な い場 合 )

O

4

  

0L8

  

1.

2

  

1.

6

     

Pw

(° ’。)         (b)柱 中間 筋の ある場 合 図

12 梁 上 端 定 着 筋の付 着 伝 達 力の分解

2.

0

69

(10)

着 性 能 を 確 保す る ことよ り は

折 り曲げ位 置をパ ネル ゾ

ン内の柱 自由 面 側に設 定する ことの方が より重 要で ある こ と を示している。 本 解 析で は

梁 筋が接 合部 内に 折り曲げ定 着され る場 合や

プレ

ト定 着さ れ る場 合を 主に対 象と し てい る

梁 下 端 筋の柱 側 曲 げ下 げ定 着の場 合に は

接 合 部の耐 力

剛 性 共に劣る ことが

般に認 め ら れ ている が本 解 析では直接 扱わ ない

コ ン クリ

ト束 幅の 減 少 束 角度 θの増 大とい う形で耐力の 減退を表 現し う る と考え ら れ る が

今後の 課 題と す る

 5

4 接 合 部せ ん断 強 度と破 壊モ

ド   上 記

浅 草の実 験における柱 中 間 筋の あ る場 合の 供 試 体 寸 法

柱 筋

梁 筋の配 筋に対 し

与えられた接合 部せ ん 断 補 強 筋 量ρw, 柱 軸 力N ご とに, 梁 主 筋の降 伏 強 度の みを幾 通り かに変え た解 析 を行い

パネル中心位 置で の コ ン ク リ

ト斜め圧 縮 応 力ac が

コ ン ク リ

ト 圧縮 強 度

fe

に なる接 合部入力せ ん断 力

Qimax

を補 間 的に求め た

 図

13に は

Q

」  の

浅草の実 験に おける梁降 伏 時 接 合 部のせ ん断 力

Q

。に対す る 比 と

,N ,

ρw の関係 を示 す

コ ンク リ

ト上 限強度につ いて は本来

繰り返 し歴や補 強 筋, 柱 筋の拘 束 効 果を考慮 す べ あ る が 現 段 階では十 分な評 価がで き ない た め

仮に圧縮 強 度

fc

とし たもの で ある

こ の図 より柱 軸 力が大きい ほ ど

せ ん断補強 筋 量のい ほどせ ん断 強 度が 上昇す る こと

接合 部せ ん断補強 筋の効 果は, 比 較 的 小さい こと を 本 解 析か ら定量的に示し得るこ とがわ か る

な お

図 中で

柱 降 伏と記してあ るの は, 柱 断面の曲 げ解 析か ら得ら れ る柱 降 伏時の接 合部入力せ ん断 力よ り も, 接 合 部せ ん断 耐 力 計 算値が大き く な る 場合 を意 味す る

 

また

浅 草に よる そ れ ぞ れの応する 力N

補 強 筋 比

Pw

ご との せ ん断 耐力計算値を最終破 壊 モ

ドと共に図中に○ 印で示す

(F :繰 り返 し載荷に よ る梁の 曲 げ破 壊,

S

:梁 降 伏 後

繰り返し載 荷に よる 2

2 2

0 鴇 聡 届

δ

σ E δ 1

2 s

z

r

05   0   5 21  

 

1     D Qo;Qj qt  beam yietding in

  the tests by KAKUetql

13

た場 合 }

1

0

 

3 0       10      20      30         COLUMN  AXIA しLOAD {tonf )

 接合部の せん断 強 度 〔コ ン クリ

ト限 界応 力 を

fc

とし                    

NE り \

 

∪ ρ 、

oE δ 壬 卜 OZ 国 = ← の O           O           O           O 8             7            

0             5 匡 く 国 工 の         0         4553

一 70 一

接 合 部の せん断破 壊を表す

)本 解 析か ら得ら れ た接 合 部せん断 強 度 計 算 値

Q

,  の

実験で作用し た梁降伏時 のせ ん断 力

Q

。に対す る 比 (図の縦 軸)が大きい もの ほ ど梁の曲げ破 壊で終 局に至っ て おり解析 結果は実 験 結果 と対 応 する

  5

5 解 析 方 法の今 後の改良を要す る点  こ れ らの解 析 結 果は実 験で得られた定 性 的な知 見をほ と ん ど説明し ている

ただ, 接 合 部の破 壊 条 件

必 要せ ん断補強 筋 量 を的 確に評 価する ために は正負 繰り返し せ ん断力 を う け る 場合の パ ネル コ ン ク リ

トの圧縮 強 度 を 定 義 する必 要が あ る。 ま た

柱 筋, 梁定着筋の付 着能力 で抵 抗 機 構が定まる場 合

梁 下 端 筋の曲げ下げ定着に寄 因す る耐 力 劣 化の機 構 面での り扱い

柱 降 伏先行す る 場 合は今 回の解 析で は未 考 慮であ る。 実 験との比較 検 討 を重ね て よ り合 理 的な評 価 を下す必 要が あ ろう

解析モ デル 自体の改 良 点とし て は コ ン クリ

ト束 機 構と束

扇 型ト ラス合 成 機 構で 束 幅 をそ れぞ れ独 立に定め た こ とに寄因 する問 題(柱断面で の力のつ り合いは満た す が

実際の コ ン ク リ

ト圧縮応 力 分 布とか な り異な る矩 形 分 布に置き換え る ケ

ス も考え ら れ る

)があり

モ デル の簡 素 化と と もに今 後改 良 していき たい

さ らに本解析 法は内部 柱

梁 接 合 部につ い ても適 用でき る。 む し ろ そ の取り扱い は や さ しい

ただ し内 部 接 合 部 特 有の梁 通 し 筋の付 着 性 能 を付 加する必 要が ある

これにつ い て は稿 を あら た め て報告す る

 

6.

結  論   外部 接合 部を対象に 接 合 部の応 力 伝 達 機 構を図

6 (a

b

>, (c>に示す

3

種 類のせ ん断 抵 抗 機 構に分 解 して モデル化 し

柱 主 筋の付 着 有 効 係 数 α

せん断 補 強 筋 有 効 係 数 β, 柱 鉄 筋 力 増 大 係 数

7i

, 

r2

を定 義する こと で

般 性のある解 析 手 法 を考 案し た

本 解 析 法に よ り, 既 往の実 験か ら得ら れ た柱 軸 力

せん 断 補 強 筋

柱 中 間 筋の影響す る知兇を説明で き

せ ん断強度も定量的 に評 価す るこ と がで き る

  本解析に より得ら れ た重要な知見 は :   (1) 通 常の 接 合 部で はパ ル全 体が

様な斜め 圧縮 応 力 場と な る よ う な トラス構は生じ ない。   (2) 柱 中 間 筋の役 割は コ ン ク リ

ト斜め圧縮 束の幅 を拡 大する点で効 果が大きい。   (

3

) せ ん断 補 強筋の効 果には ヒ限が あOP s ま た その 有 効 限 度量は柱 軸 力が大きい ほど低 ドする

  (4 ) 折り曲 げ定 着さ れ る梁 筋では

折り曲 げ 部まで の直 線 領 域の付 着で伝 達さ れ る せ ん断 力は

全 引 張 力の 約1/3程 度まで である

折り曲げ位 置を柱 自 由 面 側に配 置 すること が重 要であ る。 謝 辞  本 論 文の基 礎と なる研究は

昭和 63 年 京 都 大学卒 業 生

紀 本 亨 氏の協 力の もと に行わ れ たもので あ り, こ

図 一 4 に 示 す よ う に , 通 し 鉄 筋 で あ る た め に 接 合 部 内 で 生 じ た 鉄 筋 力 は 上 下 柱 高 さ 内 で の 付 着 に よ っ て 伝 達 さ れ , 柱 危 険 断 面 の 圧 縮 ゾ ー ン を 介 し て 接 合 部 に 伝 え ら れ る 。 柱 鉄 筋 力 の 反 力 と し て そ の ま ま ・ 一 様 な 分 布 圧 縮 力 と し て 接 合 部 に 作 用 す る こ と は な い , 、 こ の 考 え 方 に 基 づ き , 本
図 一 13

参照

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