【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
コン
ク
リ
ー
ト
外 部 柱
・
梁
接合 部
の
せ
ん
断
抵 抗 機 構
止 会 員 正 会 員藤
森
井
田=
口コ
栄
*郎
* * 1.
序 近 年,
鉄 筋コ ン クリー
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 く部材 (柱, 梁)の設 計 法が一
段 と整 備され 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。一
方,
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 リー
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 ュー
ジー
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 部に対する取り 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・
工修 # 京 都 大 学 教 授・
工博 〔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 関連につ いて実 験 結 果の傾向を良く説明で 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 は柱に梁が一
方 向か らと りつ く外 部 柱・
梁 接 合 部 を 解 析の対 象と する。
図一
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 力状態迂
h
b
Vc
↑
N
・V
・ド
ー −
Lb
−
−1
図一
1 外 部 接 合 部を含む単位架 構下
lI
」
」
ll
亠.
61
一
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 態一
ヒ下柱の危 険断面で の断 面 力は,
梁 曲げ降 伏 時に対 応 す る軸力,
曲げモー
メ ン トに対し てそれぞれ平 面 保持の 断 面 曲げ解 析 を 行っ た後,
以.
ドの基本的仮定の も と に修 正 を行う。
図一
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nUo
b 亅Tco
Cs
)Vc
’
,
← OF十
一
.一 →
jc
I
I
旨
一
トFi
。Cso
△丁Tb
bV
↓
Tb
→
a
■ FTco
’VC
Cs
。1
(
a)
縣
Cs
O ・ 唱 「 ー IIIIIII一
「…
一
て め b て 沖 、蜜
噛 、 、当
(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 間に配 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 筋引張力の増 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 力の 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 力の余力 〔△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 柱外縁 鉄 筋 力は, 平面保持解析か ら得られ た値に一
一
・
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 る割
c
呂
△T
△T
昌
F 十
一
一
Tb
訂h
°一
L
「F
Tc
’ 斗 :1
]
Csl
’
7−
〃t 〃 「〃
1
”
1
。 ノロ
コ
〆
171
唱 ’、
八ゴ「 ,髱
β
1
’ 「−
ア
(
b
)
■ 巴Cc
bV↓
Tb
Cc
’
(
c)
Cl
十Wv
P
[[[[[[[[[i[LL 十L
皿
L
−
⊥c
・ (d
)
図一
2 接 合 部ま わ りの応 力状態 〔a )平面 保 持 解 析に よ る応 力分布 〔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 リー
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,
は柱 外 縁 鉄 筋 力 増 大 係数 (0
≦乃≦1
)で あ り,
7,=1
の時,
降 伏 鉄 筋 力まで変化すること を意 味す る。 次 に,
柱 外 縁筋の 付 着 力は,
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。
図一
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 側の柱筋付着力の大き 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 保持解 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
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 自 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 うに表さ 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’
十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 筋の平面 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 範囲で鉄筋 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 リー
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 リー
ト圧縮 力はモー
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 リー
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。 図一
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 リー
ト 圧 縮 力は軸 力,
曲げモー
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 ) に分解され る。
2.
2 接 合 部せ ん断 補 強 筋 力 (水 平 方 向しめつ け力1
の 仮 定 接 合 部せ ん断 補 強 筋 (フー
プ筋 )は後述 す る・
一
様 トラ ス機構,
束・
扇型 トラス合 成 機 構の水 平 補 強 筋 とし て働 く。
図一
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 ネル に水平方 向 の一
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
,
柱フー
プ筋 と 同 様 な 扱 いで,
柱 中 間 筋 をい わ ゆる トラ ス機 構 (パ ネルゾー
ン全 体が一
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。
フー
プ筋の場合に は必ずフー
プ筋 力の反 力と して一
様な分布圧縮力が接合部パ ネル両 側 面か らコ ンク リー
トに作用す る。
し か し な が ら,
柱 中 間 筋の場 合に は 図一
3 接 合 部せ ん断補強 筋 力の伝達 図一
4 柱 中 間 鉄 筋 力の伝 達一
63
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 解 析では前 節に示し た方 法で曲 げ と軸 力のつ り合い を 満たすコ ン ク リー
ト圧縮 応 力分布を求め ることに し た。
そ し て, 図一
4 中の破線で示す よ うに コ ン ク リー
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 リー
ト圧縮 応 力 σv 分を一
様な分 布し めつ け力 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 て一
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 デル中册
での付着応 力 分布に対して局 所の付C1
皿
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 ンク リー
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 部フー
プの ない 場C3
合にはコンクリー
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 述の一
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 て変化するもの 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 るケー
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 リー
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 カー
歪関 係は 完 全弾塑性と す る。
コ ンク リー
トの応 カー
歪 関 係は図一
5 に示す。
亅c α ≦−
4
慮
alq
(a)コ ン ク リー
ト束 機構Wh2
Wv
Wv
(b)一
様 トラ ス 機 構籍
Wh2
図一
5 コ ン ク リー
一
トの応 カー
歪 関 係Wh3
Wh3
膃
C3
(の 束・
扇型 ト ラ ス 合 成 機 構 (d)梁 せ ん断JJ
の 伝達 図一
6 せん 断 抵 抗機 構モデル一
64
一
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 図一
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 クリー
ト束機構 こ の機 構は,
図一6
(a)に示す よ う に : ・ 上下柱コ ンク リー
ト圧縮 力の・
.
一
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 ゾー
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 力の.・
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
ユ・
{jc
−
a−
aり…………・
…・
………
(14 ) こ こ で,
ノ。
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 リー
一
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 分担 力が決 定され tt後に得 られ る。
す な 才)ち, コ ンク リー
ト圧縮 力Ci
, 作用 位 置 α, α’
は,
他の抵 抗 機 構の構 成 力が決定さ れ た後,
柱 断 面で の軸 力,
モー
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, 図一
6 (b)に これ を示す。 この機構は :・
.
様な梁筋 付 着 力の一
部 (Q2
),
・一
様な柱筋付 着 力の一
部 (B、=Q
、・
丿’
b〃C),
・一
様な鉛直方 向分布圧縮力 (既 ) ,・
せ ん断 補 強 筋による水 平 補 強 筋 力の..
部 (既2) か ら構成 され る。
図一
7に示す モー
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・
扇型 トラス合成 機 構図
一
6 (c )に これを示す。 この機 構は図一
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 構で一
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 着力の一
部で,一.
様 トラ ス機構に使われ る コンク リ
ー
ト圧縮 力分 を除いた残り の コ ンク リー
ト圧縮 力合 力の作 用位置 (梁 側 柱 外 縁 筋か らの 距離
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 リー
ト圧縮力の一
部 (C3t
), ・ せ ん断 補 強 筋に よ る一
様分布な水 平 補 強 筋 力の一
部 (Wh3t=
ノα
・
w
,3/j
,〉,
・
三角形 分 布 とな る柱 筋 付 着 力の一
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 る一
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〕 図一
7.
一
様ト ラ ス機 構の モー
ル応 力円Wh3t
隠
1t
C3
;
濫
ii
ミ
ーWh3t
lq
Q3t
」 百h
C3t
斷
⊂1
〔a)扇型 ト ラス機 構jb
Wh35
国
亅t
画
c3
。 ↓→ →Q3s
↓B35
\
B3s
↑Q3s
申中
↑iq
Wh3s
自
C3s
膃
1h,
亅c (b)コ ン ク リー
・
ト束 機 構 図一
8 束・
扇 型 トラス 合 成機構の分 解b
亅一
65
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 ゾー
ンを表す。また
,
図一8
(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 リー
ト束 機 構で :・
上 記コ ン ク リー
ト圧 縮 合 力 作 用 位 置を図心 と す る幅が2
・
(jc
一
ブ∂と な る長 方 形 分 布 圧 縮 力 〔C3
。) 。柱 筋付 着 力の一
部 (B3s )・
梁 筋 付 着 力の一
部で上記コ ンク リー
ト幅 内で一
様に伝 達 さ れ る付 着 力 〔Q
:s)・
せ ん断 補 強 筋に よる・
様分 布な水 平 補 強 筋 力の・.
部 〔叺 33=
(j
厂 プ∂・WhS
/jb
),
か ら構 成さ れ る。
力のつ り合 式と
,
こ の束 内で は一
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 傾きに等しい条件 )より,
Q38
= 2・
(ノ 。−
jt
)・
j
。
・
Wh
:s/1
(ノ西一
ノ∂・
(2・
j
厂 ノe>1
・
一・
・
・
・
・
・
・
・
…
一・
・
・
…
一・
・
一・
一
・
・
77・
・
(17>B3s
;
ノ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
の値と して,
ja
=
=
jb
・
ゐ〃。一 一 ・
t− ………・
……・
………
(20) を採 用す る。
一
ヒ述の 式を解い て,
Q3
ご=
ノビ LVん3/丿c…
P…
一一『
國
77r
・
・
・
・
・
・
…
一・
・
卜
・
・
・
…
(21}Q3s
= =2・
ノビ(jc
−
j”)’
Wh3
/ljc
’
(2・
ノ広一
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一
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一
ノ∂冒
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,
図一
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 リー
ト圧 縮 力の一
部 (C
、) と でつ り合う もの と し た。 Vb=
B4十C4・
・
・
…
99・
…
一・
一・
P・
・
曁
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
(27 ) B,=
(Tc。
− Cse’
)一
(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
十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
十Q3
’
jb
/(2’
jc
) = α・
(τeo’
十C
δo)・
・
…………・
……・
・
……・
…
(31)3.
3
パ ネル コ ン クリー
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 先に与 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 壊は, ここ で得ら れ た解析 結果が接 合 部にお け るコ ン ク リー
ト 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 クリー
ト応 力が限界応力に・・
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 デル化した抵抗 機 構はパ ネル全 体 に一
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 ネル中心位 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 求め る。 σ。 が ある限 界コ ン ク リー
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 リー
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)束
・
扇型 ト ラス合成機 構による圧縮 応 力は, パ ネル 中 心位 置で は束機構に よ る応 力と なる の で,
σ3
=
1
/b2・
ノ〜一
ト(2,
je
− jc
)2・
ノc2トQ3s
/12
.
と)c.
jc
。
ノゥ・
ノε,
(2.
ノじ一
ノc).
(ノc一
ノ訓・
・
…
(35)4.
解 析方法 4.
ユ 解 析の基 本 条 件 上記の 仮 定 式 中の未定 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,
柱鉄筋 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 {一
様 トラ ス機 構,
束・
扇 型 トラス合 成機 構 )の分 担を増し, 通常, 間 接 的に はパ ネル ゾー
ン の コ ンク リー
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 リー
ト圧 縮 内 力の 作 用 重心位 置 α が, 図一
6 (a) 中に示す 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。
た だ し平面保 持解析 結果に お け るコンク リ
ー
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,
モー
メ ン トのつ り合いか らコ ン ク リー
ト圧 縮 内 力が増し, 中 立 軸 深さ が増してコ ンク リー
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(図一
6 (a ) 参照)も増す た め,
上 述の限界 以 上に な る と か えっ て同一
伝達せ ん断力に対して生 ずるパ ネル コ ン クリー
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 実験結 果 [5 ]を参 考に,
接 合 部 内で の柱 中 間 筋の伸び 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’
十Tc’
十Cs
)/(4ACt
)=FIAcs ………
(36) こ の 式に,
式 (4)一
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 リー
トが 平 面 保 持 する と仮 定して 再び断 面 曲 げ解析を行っ て モー
メ ン ト, 軸 力のつ り合い を 満た すコ ン ク リー
ト圧 縮 応 力 分 布 を求め る。
こ の応 力 分 布か ら.
一
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,
束・
扇 型 トラ ス合 成 機 構に お ける コ ン クリー
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 リー
ト圧 縮 力 分 布の重心位 置 )も 求め ら れ る。
すな わち 既 ,jt
は,
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 力の求め方は,
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・
ゐ一
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 メー
ター
解 析 例 近 年 行わ れた,
角,
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
に 角,
浅草の実験 供試体を示す。 こ の柱 断面の漿
掴
董
}
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》 図一
9 解 析 対 象 供 試 体一 67 一
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 メー
ター
に して得 られ る柱 中 間筋の ない場 合の解析 結 果を図一
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 リー
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 リー
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,
既=
0 と な ること か ら一
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,
束・
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 ネル ゾー
ン中 央 部の コ ン ク リー
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 を超えると一
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 リー
ト 束機構に お け る束の幅が小さ くコ ンク リー
ト応 力 も大き い た め,
束・
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 図一
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。 図一
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 クリー
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 では一
様 トラス機 構が生じ ない こと が特徴的で あ る。
図一
10と 比較す る と :1.
0
0
.
8
9
。6
ヒ
OO
.
4
0
.
2
(
a)
0
1.
0Q8
β
Q6
Q4q2
Q4
0
.
8
1
.
2
1
.
6
2D
Pw
(
°’の
(
c)
o
1
。
0
OBCt
(>6
ムT
「 ∠00
0
1.
4
1.
2
り1.
0
や \0
.
86v
o
.
6
(
b
)
O
.
4
0
.
8
1.
2
1.
6
20
Pw
(
° ’。) 乙}
200
O
.
4
α8
1
.
2
1.
6
20
Pw
(° ’。)(
d
)
一
3
N
=O
(
°5
(t
°n’}」
墨
0023
0
O
.
4
0
.
8
1.
2
’.
6
2
,
0
Pw
(
° ’。) 図一
10 柱 中 間 筋の ない場合の 解 析 結 果一
68
一
1.
0
ロ
0
.
8
00
.
6
\δ
Q4
Q2o
08tQ
(
a)
β
o
・
6
Q4Q2
O
.
4
08
1
.
2
1.
6
Pw
(
° ’。)
oρ
◎6
》
13862
10
50
N
=30
(tonf
)0
(
c)
3
●
醯
ZO
1
.
O
Q8
α
Q6
0
.
4020
1
.
O
O
.
8
翠 \O
・
66u
o
,
4O
.
2
(b
)
o
Q4
0
β1
.
2
1.
6
2D
Pw
(
° ’。)
0
O
.
4
0
.
8
1.
2
1
.
6
Pw
(
° ’。)
2
.
0
一
3N
二
5
(tonf
)
(d
)10
120
、30
O
.
4
CLB
1
.
2
1
.
6
Pw
(
°1
。)
ZO
図一
11 柱 中 間 筋の あ る場 合の解 析 結 果・
柱 中 間 筋の存 在でコ ンクリー
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 増加によ 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,
・同一
軸力に対す る 上限 補 強 筋量 は減 少し,
せん断 補 強 筋量 が さ らに少な くて済むこと が わ か る。 同 図 (c〕中に は実 験よ り得ら れ た 6 0。
(δy は実 験 供 試体の梁 降 伏 時の 梁 端 変 位 ) 時の接 合 部フー
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, フー
プ筋量の大きい もの ほ ど 各 変 位 レ ベ ル での フー
プ筋 出 力は小さい こと が示さ れて い る。
解析結果は定性 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
は,
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 メー
ター
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 もし 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 て直線領域か 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
トO
.
6
6
o
.
4
0
,
220
N
=30
轡
b
10
5
O
,−
3
(tOnf)0
1.
0
0
,
81
£
o
.
6x
−
」O
.
4 σ0
.
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 図一
12 梁 上 端 定 着 筋の付 着 伝 達 力の分解2.
0
一
69
一
着 性 能 を 確 保す る ことよ り は
,
折 り曲げ位 置をパ ネル ゾー
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,
プレー
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 ことが一
般に認 め ら れ ている が本 解 析では直接 扱わ ない。
コ ン クリー
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 壊モー
ド 上 記,
角,
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 リー
ト斜め圧 縮 応 力ac が,
コ ン ク リー
ト 圧縮 強 度fe
に なる時の接 合部入力せ ん断 力Qimax
を補 間 的に求め た。
図一
13に は,
Q
」 の,
角,
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 リー
ト上 限強度につ いて は本来,
繰り返 し履歴や補 強 筋, 柱 筋の拘 束 効 果を考慮 す べ きで 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 量の多い 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, 角
,
浅 草に よる そ れ ぞ れの供試体に対応する軸 力N,
補 強 筋 比Pw
ご との せ ん断 耐力計算値を最終破 壊 モー
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.
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図
一
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