鉄筋コンクリート造柱はり接合部補強法に関する実験的研究 : その2 異形鉄筋の付着実験とその解析

【論　 文】 UDC ：624

．

　Oア8

．

012

．

4 ：693

．

554 日 本 建 築 学 会構造系 論文報告集 第 363 号

・

昭和 61 年5 月

鉄 筋

コ

ン

ク リ

ー

ト

造

柱

は

り

接合部補強法

に

_関

す

る

_{実験 的}

_研

_究

（

そ の

2

） 異形鉄 筋

の

_{付 着}

_実

_験

と その

_解析

正 会 員 正 会 員

多

武

田 田

利

寿

正

＊

＿

＊ ＊ 　

1．

序 　鉄筋とコ ンク リ

ー

ト間の付 着 特 性の劣 化 現 象は_， 鉄 筋 コ ン ク リ

ー

ト （以 下

RC

と 略 記 ） 部 材の復 元 力 特 性の 劣化 過 程

，

剛性 低下過程を支配 する重 要な因子である

。

特に， 地震 時に繰 返し水 平力 を受け る RC 造 骨 組の柱 は り接合部に お け る主 筋の付 着 喪 失は_， 鉄 筋の抜け出し に よ る付 加変形の _増大を生じ，荷重

〜

変形 曲線の逆S化， エ _ネル ギ

ー

吸収能の低下， 等の性 能の劣 化 を招く

。

本 実 験は接 合 部にお け る は り主 筋の_付着 劣 化 特 性 を解 明す る 目 的で

，

A

一

キャ ン テ ィ レ バt _{型 試 験 体}

，

　 B

一

_{接 合 部}の 応 力 状 態 を近 似 し た柱 型 試 験 体の

2

種類の_{付 着 実験}を 行っ たもの であり

，

供 試 鉄 筋の 降伏現象の有無と加 力形 式の_相違 を実 験 変 数とし て_， 鉄 筋の抜け出し特 性

，

破 壊 状況， 付 着 応 力 分 布の推 移

，

鉄 筋ひずみ の履 歴 挙 動につ い て 検 討 を 加えた もの であ る

。一

般に

，

接 合 部にお け る 付 着発生の状 況は_， 概 略， 図

一

_{1の ご と くにな る} 。 す な わ ち， 柱

・

は り接 合 部 内の は り主 筋に対 する外 力は

，

は り境 界 面での分 担 断 面 力とし て引 張り力と反 対 側か らの 圧縮力の_存在があ り， 後 者は最 終 的に は付 着 劣 化に伴っ て圧縮力が低下 す る

。

ま た， は り主 筋に対 する直 交 方 向 の拘束状態は

，

外 力の増 大に伴い変 動し

，

引張り側で の 柱 曲げ ひ び割れの_{進 展}と 圧縮側で の_直応 力の増 加とい う 拘 束 状 態の_変化を生じ る

。

し た がっ て， こ こで行っ た各 試 験 体の実験条件は

，

地 震 時にお け る接 合 部の力 学 挙 動 との対 応の レ ベ ル に おいて， 種々 の段階に相 当する もの であ る。 さ ら に本 報で は， こ の実 験の

一

_{部 を} ， 有 限 個の 鉄 筋 要素と付着バネか ら構 成され る

一

軸 付 着 問 題と して モデル化して数 値 解 析を行っ たので， 解析手 法の概 説と 解 析 結 果の検 討を合わ せ行う

。

　こ の種の研究と して は

，

森 本

・

黒 正 他4｝_が

_，

_{押 込み力} と引 抜き力を 同時に受ける は り主 筋の付 着 性 状を調べ る 実験を行っ て お り

，

荷 重 と抜 け出し量の 関 係

，

付着応力 と相 対すべ り の関 係

，

等を明ら かに して い るe ま た

，

森 田

・

角9 ）は実 験か ら得られた τ

〜S

関係の モ デルを 用い ←

。

柱駒  蹣 ，　 　 　　 　　 　1

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l　 　 　 I，

　　　　

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一

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一

1 接 合 部 応 力状 態の模 式 図

　

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一

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一

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　 　 　 tat／mM 図

一

2 試 験体 〔A

・

B｝ 5_吐 驪 11亅

．

5° 哨

鑑

哂

本 報は文 献1）

−

3）を取りま とめ たもの であ る

。

＊ （株 ）大林 組 技 術 研 究 所 構 造 第

一

研 究 室 　研 究 員

・

工修 ＊ ＊ （株 ）大林 組 技 術 研 究 所 　 次長

・

工博 　 （昭和 50 年 5耳1D日原 稿 受 理 ） 写 真

一

1　 鉄筋 表 面の ゲ

ー

ジてん付状況

一 86 一

て， 通常の引抜試験および両 引 試 験の

，

繰 返し荷 重 下に お け る荷重と すべ りとの関 係， 鉄筋軸上に沿っ た鉄筋応 力， 付 着応力お よ び すべ り を計算して いる

。

し か し試験 体全体に同

一

の τ

〜S

関係を設 定して い る た め

，

抜け出 し側ですべ りが大き く な る 位置で の τが _{， 実験 値}より も大き く なりす ぎる傾 向が あ る。

　 2．

試験 体お よび 使 用材料

　

試 験 体の形状

・

配 筋を 図

一

2に示 す

。

また_， 試験体の

一

_{覧 を 表}

一

_2に示す 。 使 用 材料は

，

柱は り接 合 部 実 験7） と共 通の もの で あ る。 供 試 鉄 筋は横フ シ

D −

16 （

SD

　

30

） の母 材お よび 同 鉄 筋に高周 波 焼入 れ を した もの で あ り

，

コ _ン クリ

ー

トは普 通 砕 石コ ン ク リ

ー

トである

。

さ ら に補 強 筋 と して D

−6

， 柱筋と して

D −

13を用いてい る

。

各使 用 材 料の性 質 を 表

一1

に示す

。

3

．

実 験 方 法

　

（1） 鉄 筋ひずみの測 定

　

鉄 筋の_縦リブ位 置に連 続し た溝 を

_司

り

，

ゲ

ー

ジてん付

，

コ

ー

ティング を溝 内 部で行 い

，

鉄 筋 表面の付 着の乱 れ を防いだ _（写真

一

1参 照 ）。

　

（2） 載 荷 方 法



載荷 方 法の概 略図

，

加力 部 詳 細 を 図

一

_{3に示 す}

_。A

_{型 試 験体で は} 試 験 体 底 部を

H

型鋼にボル ト締め固 定し，

B

型 試験 体で は試 験体をロ

ー

ラ

ー

上に水 平に置き， 左右の反 力 受 けに鉄 骨の は り を添わ せ

，

鉄 骨 の はりの所 定位置で ピン支 持と し て 反 力 を取る

。

加 力は 反 力 受け を介し

，

連 動 油 圧ジャッキ に よ り

，

供 試 鉄 筋に 引 張 り ま た は圧 縮 力 を 加え る

。

引張 り力は鉄 筋 端の ウェ ッジ を押出 すことに よ り

，

圧縮 力は反 力ロ ッ ドに固 定し た 鉄板に反 力を取り， 圧縮 力 伝 達 鋼 管 を押し出すこ と に よ り加え る。両 者の変 換は容易で あ る

。

荷 重は ジャッ キと鉄板間の ロ

ー

_ドセ ル に よ り検 出する

。

　

（3＞ 抜 け出し量の測 定

　

鉄筋 抜 け 出し量お よびめ り 込み量

A

は

，

試 験 体か ら15mm 離れ た位 置に鉄 製羽根 を 供 試 鉄 筋に ネジ 止め固 定し， こ れ と試 験体の コ ン ク リ

ー

トの_中央点との_{相 対 変 位 を ダ イ}アルゲ

ー

ジで測 定し た

。

試験体 縁と鉄 製 羽 根 間の_伸びま た は縮み量は小さい の でこれ を無 視し て

，

_{試 験 体 縁}で の抜け_出し， め り込み 量 と し た （図

一

4参 照）

。

　

（

4

） 荷 重 履 歴



載 荷 形式を説 明 すれ ば_，

A −

1

，

　

A −

2 は片引き

一

方 向 繰 り返 し

，

A

−

3

，

　A

−

4 ，　

B −

1

，

　

B −

2は片 引正負繰 り返 しで あ る

。

A

−

6は同 時に_同

一

の_{力 を 押 し} 引きする正 負 繰 り返 し_であ る。

A −

5は

一

端を引 張り

，

あ る時は同 時に他 端 を圧縮する正負繰 り返 しで

，

そ の圧 縮 加 力 設定の原 則は次の ご と くである

。

_第

一

正サ イク ル で は  ＝

o

（

 

_{は圧 縮 力の略 ）}

，

_第

一

_{負 サ イク} ルか ら は

，

抜け出し残留量 が無 くなる点まで

  _； 

で加 力 （

 

は 引 張 力の略）， その 後

 

側ジャッキの油 圧弁を閉じ，

 

の み増 加，   の最 大 点 を過 ぎ  の 除荷 過 程で

  ＝

  と なっ た時 点で_，   側 ジャ ッ キ を開_き

，

 

＝ 

の状 態で 除荷す る

。

なお

，

  側ジャ ッ キ油 圧 弁を 閉 じ た_後の圧 表

一

1 使 用 材 料 Fじ蝿OOK8／c   コ ソ ク　リ

ー

ト Ft

＝

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・

2

．

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．

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．

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トE升 ず引張nunff ざ レ込 〜ナ 図

一

3　載荷方法の概略 図お よ び加 力 部分詳細 図

一

4 抜け出しの測 定法

一 87 一

一

縮力の低 下は

，

試 験 体 自体の剛性と引張 力の増 加に依 存 して い る。 B

−

3は

，

　

A −5

と ほ ぼ同 原 則であるが

 

の最 大 点で

 

を0に し

 

の みで除 荷して い る （図

一

5にお い て● ○ 印は

  _{；  ，}

▲ △ 印は

 

側 ジャッキ 保 持 状態 で

 

漸 減 過 程

， ・

O 印は

 

のみの加 力 経 過 を 示 し てい る〉

。

こ の荷重条件は地 震 荷 重 を受ける柱はり接 合 部の は り端の鉄 筋の応 力 変 動 を想 定し た もの で ある6）

。B −

4 も，

一

_{端 引 張 り他 端 部 分圧縮の正負繰返 し加 力であ}る が

，

圧 縮 力の設 定は

，

抜け出し残留量が極めて小 さいため

A −

5，

B −

3と異な り， 平 面 保 持を 仮 定 し たは り断 面の解 析 結果の鉄 筋 σ

〜

ε履 歴6）を参考に し て決定し た もの で あ り

，

図

一5

において

，

， 印まで は

  ＝

 

，丁

印で  側ジャ ッ キ油圧弁を 閉じ

 

の み増 加

，

除 荷過 程で

 

＝

 

に戻っ た時点 （

一

印）か ら

  ＝ 

で除 荷であ る （そ P〔†on）　6　　　　　R〔「on） 　 lo ODODslO 　O 　 23456 　 n2 〔mm ）　 　 　 SilCmm ） 　 PI〔ton）（臼

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86

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．

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。

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面積 ）

。

　

4．

実験結 果とその検 討 　試 験 体の

一

覧 と実 験結果の

一

_部を表

一

2に示す

。

　 （

1

＞最 大 耐 力

　

最 大耐 力 （P、＋P，）max は 鉄 筋 降伏の有 無

，

載荷 条件差 に_応じ顕著な相 違 を 見せ る。 がい して母 材 試 験 体は よ り 小さい値を示し

，

繰り返し に よ る低下も大 きい。 これ は 鉄 筋 降伏域の_進展， それに よ る周辺の コ ン ク リ

ー

トの破 壊の増 大が付着 劣化を促 進 することに よ る もの と思われ る

。

また

，

表

一

2に おい て

，

最大平均 付 着 応 力 とは（

P

、 ＋ P，）r、a．／

il・1

（φ：周 長，

1

：定 着長）で ある

。

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，

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，

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一

5　荷 重 （P）

一

鉄 筋抜け出し量 A 曲 線

一

₈₈

一

P1，

　

P

，は 比例関 係にない の で

P

、は， 平均付 着せ ん断応 力 度とは比 例 し ない

。

　（2）　鉄 筋 抜け出し特 性 　図

一

5に荷 重 （

P

）

〜

抜け出し量 （△） 関 係 を示す

。

鉄 筋の抜け出し特性は

_，

_{鉄 筋 降 伏}の有 無

，

載 荷 条件の差 に 応じ異なっ たパ タ

ー

ンを見せ る が

，

こ の原 因は降 伏 域の 進 展に よる鉄 筋の伸 び量の差と

，

自由端な い し圧 縮 端 側 で の フ シ間コ _ン ク リ

ー

トの_{局 部 的}な せん 断破 壊の発 生に 伴 う鉄 筋の全体ス ベ リ が生 じ る か否かに帰せ られ る とこ ろ が 大 きい もの で あ る

。

さら に B

−

3

，B −

4の抜け 出 し 挙 動は

，

接 合部試験 体5）

・

61 （

A ・

D 試 験 体

…

普 通と お し 配 筋

，

C 試 験 体

…

焼入 れ と お し配 筋 ）の 材端で の_抜け 出し特 性と同

一

の特 徴 を有して い る こ と が分 か る

。

　（3）　最 終 破壊状況 　

一

部の試 験体の_最終ひ び割れ状 況 と鉄 筋とコ ン ク リ

ー

ト界 面の状 況 を写真

一

2に示す

。

A型 試 験 体で は割 裂ひ び割れ _， せ ん_断ひ び_割れ が主であり，

B

型試験 体では

，

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・

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2　 　 　 　B

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4 　 写 真

一

2　

一

部 試験 体の最 終 破 壊 状 況

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1

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一

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一

一

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一

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ソ

5Cy。18

 

〆

翻ズ灘

纛

越

薫

壷

髞

潯

鋤

邏

図

一

6



鉄 筋ひずみ （eSt）

，

鉄 筋応 力 （σar）

，

付 着せ ん 断 力 （Tx）分 布の 推 移

一

₈₉

一

一

表

一

2　試 験体と実験 結 果の

一

覧表 の最 大 値

，

す なわ ち，

．

_{フ シ} 間コ ンク リ

ー

トの局部 的な せ 最 大 耐 力 最 大 平均 ん断 破 壊耐力は

，

鉄筋 降 伏 域の進 展の_有無， 繰 返し加 力 試 験 体 鉄 筋 載 荷 形 式 （PL＋P2）国己匸 付 看 応 力 補 の影 響を 受 け， 母材 鉄 筋の方が焼入 れ鉄 筋よ り小 さい値 ヒonK 呂／cば m2

．

A

−

⊥ 母 材 　 　 　 R

峠ヨ

計 ＞ 1Q

．

O ＞B6

．

7 廷 長

鷲饕鏨

） PI

・

P25 （↑on ， 　 5 5 　

．

5 　 Cソcle

’

No

　

6NO5No

　

4 A

−

2 焼 入 片 引

・

一

方向 〉 13

．

2 ＞88

．

o 廷 長 鉄 筋 破 断

」

，

ρ

臼 A

−

3 母 材

究

串

日

、

053

、

3 鉄筋スベ リ O

．

IQ2ε｛％

−

1OI5 ｝

「

_OIO

_．

2

り

OI 　 sε｛％〕

1OI025

ε｛％ 〕 1 A

−

4 焼 入 片 引

・

正 負 L1

，

576

．

7 鉄 筋スベ リ L

一

5

一

5

一

5 鉄 筋スベ リ Pl 賎 A

−

5 母材 ら 　 　 　R

蝿

E

_『

芸

・ L⊥

．

878

．

7 （第1負 サイ クル で 大 破 ） 1NO

．

9A

−

_6o 　6

一

　

．

5　4goge 　Number 　 lo

．

NQ8 誤 10NO

．

7 A

−

6 焼λ 押 引

・

正 負 10

．

0B6

．

7 鉄 筋スベ リ

81

．

   

1

   

昂

1   　 　　 

島

　    B

一

呈 母材 

R

−一

■

一

一

8

．

75B

．

o 鉄 筋スベ リ 0510520255005LO

．

　 1

．

5 ε

鴇

42　　　∠M εθ萄 εga B

−

2 焼入 片 引

・

正 負 ＞1D

．

3 〉 腮

．

7 遲 長 鉄 筋 破 断 〔

7

｝

  ₂

脂

1

91

〜

一

［o  

一

lo      

一

lo B

−

3 母材

_{卑　 　阜}

lLo ？3

．

a 鉄 筋スベ リ 苞 98 〒

一

_荷 B

−

1 ←

一

一

‘

’

幽

’

q

一

一

△2₄₁ B

一

乢 _{焼 入} 押 引

・

正 負 L口

．

o8 巳

．

7 鉄 筋スベ リ _{D 10} 10

PI

R Pl （n ω 〔り 鉄 筋 軸 位 置での _曲げ ひ び割れ

，

パ ネル部 分の せん断ひび _NQ7

ρ

ρ

．

1NQ6

．

NO5 ．

割れ_， 付 着 力の伝 達に伴う扇状ひび割れの進 展 が 主なも _{Q5 Q5 Q5} の で あ る

。

また鉄筋とコ ンク リ

ー

トとの界 面は

，

全 体 的 1 ε  1 」 　 ε  ） εβ勾 なスベ _{リを 生}じ た試 験 体は

，

フ シ とフ シの間の コ ン ク _ら

P2

」

P2

ノ

リ

ー

トが 局 部 的な せ ん断破 壊を生 じ， コンクリ

ー

トが削 〔

lb

91

も

α｝

−

_IO

B−2

← → り取 られ て い る

。

全 体ス ベ リに至っ ていない試 験 体で は

，

P2 76

．

5Pl

．

鉄筋フ シ の パ タ

ー

ンが ほ ぼ完全に 残存して いる

。

こ の こ 圧縮 力の権 締 と は

，

状　 　 　 　 　鉄 筋態では

，

とコ ン ズレは極め て少ない こと を示 唆し て い る。 局 部 的なせ ん断 破 壊によっ て付着を喪失す る前の 　 　 　 ク リ

ー

トとの界 面の局部的な相 対

Pl

 

N

（）

7

【o　

．

lo

．

’ lo   ド 2

NO5

 

一

讃

昂

10 蠢

一

14 ア

’

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一NQ5

ε 羲

．

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’

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．

．

．

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．

．

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．

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．

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．

’

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1

．

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_：：1 　

．

「

　 　

一

麺〉

．

　’

F

襟

轟

（4） 鉄 筋ひずみ（ε侃 レ応 力 （σ

脳

）

・

付 着せん断 力（翻

「

5　 　1

．

図

一

6 分 布 は

，

　 　　 　　　

一

部の試 験 体の ε

∬，

推 移 を示し た もの で あ る

．

第 1サ イク ル に おい て は σ

鼠

じ

，

  の分布 特性の

Pz

ω II 　₁ 燈

　

−

10 　1 　

’

JID

05   ε  1

．

0 　 1

．

51  

　

81

_一

10

職

．

縫

1

… ：

尋

2k」 　

“

■

2

．

＋

3

　 碑

．

　醗

  圧   1鋼 轡

騨

94 （

A −

1）；引 張 端側の   の ピ

ー

クが せ ん断ひ び割れの発

一

→ ＋

，

3 （麌〉_丘縮_力解侏

B−3

試 ₇ 　6　5 ◇

一

一

一

_ナ ィ7丿レ教 Pz PI 仕 1

サ

催 い白 由 齶 側 へ 窩 動オ る （

A −

6〕

・

ほ ぼ

一

横に分 布 する T＝ が

，

A

−6

試 験体の せん 断ひび割れの発生に伴い， そ の ピ

ー

ク が圧 縮 加 力 端 側へ _{移 動す る}

。

_{ま た} ， 繰り返し 後の ピ

ー

ク時におい て は いずれの試 験体で も

，

引 張 端 側 に比較し て， 自 由 端

，

ない し圧縮 加力端側の Tx が極め て_大き く なる。 な お

、

こ の引 張端 側の付 着 力の低 下は

，

主に全 体 的な ひび割れの 発生に よる鉄 筋を囲む周辺コ ン クリ

ー

トの 反 力 状 態の緩み と反 力の_喪失に よっ て起るも のであり， 必 ずしも鉄 筋と界 面コ ンク リ

ー

_{トとの付着}

態

力の低 下を示す ものではない （そ の証 拠に反 対 側に加 力 す る と 圧 縮 端 側と し て付 着 力を回 復す る）

。

さ らに

，

Tx 10 し ラ Pl ↑

NO

、

7

P2 （t） 　

−

1 Q5 ε  　 ）

R

“

NO ．

6

B −4

P2

（

_％

Q5 ε（％ 図

一

r7fiE

　 　 　 　 　

苛

鉄 筋ひずみ の履歴 と 圧縮 端 荷 重の推 移 一

芒

｝

一

一

一

を 示す。 これ は

，

鉄 筋の降伏 域の進展

，

それによ る周辺 コ ン ク リ

ー

トの破 壊の蓄 積が

，

．

付着 劣 化 を促 進して いる こ とに よる

。

　 （5） 鉄 筋ひずみ の履 歴

　

図

一

7に

A −

6試 験体お よ びB型 試 験 体の端部 荷重

一

ひ ずみ_曲線を示す

。B −

3

，

　B

−

4につ い て は圧縮端 荷 重

一

ぴ ずみ関 係に よ り圧縮力の推 移 を同 時に示して いる

。B −

3，

B −

4に見ら れ るひずみ の履 歴 挙 動は接合 部 試 験 体2 ｝（た と え ばF試 験 体お よ び

C

試 験 体 ）にお け る接 合 部 内の鉄 筋の は り端 荷 重

〜

ひずみ曲線に見ら れ た も の と同じ特 徴 を示して い る

。

す な わ ち

，

B

−

3

，

　

B −

4は接合 部におい て 付着が喪 失し てい く過 程を再現 し ているもの で ある （な お_，

B −

3

_，

B

−

_{4試 験体は接 合部試 験 体 とは柱 軸 力の} 有 無 に よ り柱断 面で の 直 応 力 状 態を異に し て い る）

。

　

5．

解析的検討

　

（

1

）解 析 手 法 （ま た は

一

軸 付 着 問 題の_解法）

　

図

一8

に解 析モ デル と付着 方 程 式の遂 次計 算 法を示 す。 コン ク リ

ー

ト中の

一

本の鉄 筋 を有限個の要 素に分 割 し

，

各 節 点 とコ ン ク リ

ー

ト間はボン ド リンクで連 結する

。

コ _ンク リ

ー

トの変_形を無 視し て

，

各 ボン ド リン ク の_付着 応 力は

，

その点での _{相 対}すべ _り

S

の みの _{関 数 （（}1_）式｝ と仮 定する

。

鉄筋の応 カ

ー

ひずみ関係 （（

2

）式 ）は

一

応

，

ラン ベ ルグ

・

オ ズグッ ド関 数 を採用 して い る が_， もち ろ ん こ れ に こだ わ ら ない

。

引 張り端での ひずみ ま たは_， 応 力 を与え_{， 材 端抜}け出し量

S2

を仮 定す る

。

次に （5 _）

〜

_{（14） 式 までの 遂} 次 計 算 を 行う と

，

あ るS2 の仮 定量 に対し て

，

他端の応力。an が定まる。 片 引 実 験の場合は sσ。

＝O

， 同時押引 実 験の場 合は。σ n

＝一

。σ，が境 界 条件と Nodal

　

Number ゜

　HyS†ereSiSRUIeSRelnfOrCi

囗

₉

瓦80nd　cbOracteriStics　　　Mt　

s”j’

　 　 τ

＝

B　〔S）　 〔1） ろ

’

Steel 　 　sσ

＝

f〔sε）　（2〕

。

SuCcesSive　CalColations 　 in　BondRegion

．

　 〔S εL5 σゆ

・

given　　　　｛3） 　 　S2　；　hyPO↑hesized（4） 　 　 τ2

置

B〔S2［ sσ渉 〔s σト

．

・

§A

−

72

・

¢

・

△x｝ノsA 〔6〕 sε2

＝

f

』

1 〔sσ2 ） S5

＝

S2

−

s ε2

・

△x 　 　 　 占 Si

　

3

　

Si

−

₁

−

_sεi

−

_{「 △x} γi

＝

_B〔Si｝

●

_BDndSlress　and　Bend　Slip

覧

「hu

”

“ 2　t

→

S↑eel　Elemen↑　n　　　　　　l？1

，

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，

1

−

1　　　2

，

1

　　　

　

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9

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露

l

　 　 　 S↑ress　Ond　　Slroin　or　

ロ

ー

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　 　 　 s岶el

　

E｝ernenT 　 　 　 l5｝

　　　　　

171 φ

・

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CMF

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＝

｛Sσi

−

1

・

sA

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φ

・

△x ｝／sA Sεi

・

f

’

■ 〔Sσi） Si＋1

＝

Si

−

sε1

・

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昌

rsOh

−

1

・

5A

−

Tn

・

φ

・

△_{x レ sA}〔r4）

●

　Boundary　Condition

　 　 　sσ【

；

0〔15）（Pul　　Foneend and 　ancther　_{end　is　free｝}

　　 ｛

　 　 　sσn

；

−

sσ1〔16）CSimuFtanea」＄Pull　and　Push】

　 　 　図

一

8　解 析モ デ ルと付着 方 程式の遂 次 計 算 法

S↑or†

Srr面【　Incremen↑｛or　Dec  en7）is　odded 曾o†he　S↑roinof　firs†　S穿ee［elemen Ψ

．

Bqr　Slipo 曾Concre↑efoCe S2ishypo量hesized

BondequG 曾ionsinBondReqionqre solved _bysuccessive 　　colcu  竚ions　

，

　qnd τ

一

_S，sσ

一

sεdis量ribu 量ions　qlong 量ho　bor qreser量ledforqhypo7hesizεdbor

尸

slip

，

鏘

91

ぎ

，？

　

恥

．

　

　

　

　

　

　

　■

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昌

O 　　Sσn

＝

−

S 　　　　　　　　　YES

．

CO町 》erge 冖ce　 is rried　by 量he Vqr‘底tしOR　_of Bor

−

slip　or ConCrere　f  _o

Qu穿pu「wri ↑ingofresu け5

Co冂雷rol↑hebodingdirecrion

by Ψhe　 b・r

−

slip

．

S，OP Fl。wDi。9・・m　f。 ・ C。mp ・！e・ P・。₉・em

．

　 　 　 　図

一

9 解析フロ

ー

_図 10

δ

甲肋

1

削 　 kQO 罫

一

25 峨

一

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．

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．

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．

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．

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丶、

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．

一 ．

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』

＼

．

_工』

．

91持夸副 25k嚇 002emkOfc  

一

_Po

’

甲 λみ倶↓ 図

一

10　付 着特性の仮 定 s な る の で， これ を満 足す る

S2

を収 束 計 算で求め れ ば解 が得られる

。

図

一

9に は計 算の フロ

ー

_図を示す

。

　

（2 ） 解析 対 象 とτ

一S

特性の仮 定

　

解析 対象に関し て は

_，

_［解析

1

_］が母材 異形 鉄筋の片 引 正 負 繰返 し実 験で

A −

3_， B

−

_{1試 験 体}に_対応し

，

［解 析

ll

］は_焼入 れ鉄 筋のそ れで

A −

4

，

　B

−

2に対 応す る。 ［解 析 皿］は焼入れ鉄 筋の 同 時押 引き実 験で

A −

6に対 応す る

。

付着 特性の仮 定はコ ンク リ

ー

ト側の_変形を すべて無 視して

，

鉄 筋 を10分割し

，

各 節 点に_位置す る ポ ン ドリ ンク に図

一

10に示す付着特性を仮 定し た

。

こ れは実 験 で得ら れ た τ 分 布 を 概 略 模擬 した もの で あ り

，

ここ で の付 着実験や接 合 部 実 験の_解析S） に適 用し ている

。

履歴 則は文 献8 ）と同じで トリ リニ アの包 絡 線を持ち， 減 力 は初 期 剛 性に よ り繰返 し則は減 力 点の 2_／3の S軸 上か ら 剛性を回 復して_{最 大 変 位 点}に向か う もの である

。

そ し て耐 力低 下は考え てい ない

。

一 91 一

一

A2 （mtrt ］ 　

−

5

’

1

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「_♂ 1P 　 　　 　 　　 　 　　 　 　 　 ！ 、、．

！

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1

灘

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一

5

一

loP2 　Cton_卜〔PL

＝

O｝ P［〔ron） 　ioD

−

₃₅

羇

〔5｝

一

ト78_｛71

−

₅₃ 」 1

．

臺 凸 5 「 1 う 尸

．

_”／ _{も 10} 「

卩

△1｛mml

一

₅ 」

4P2

← ．

　　PI …

−

P △2

△

1

一

₁₀ PロIIonee門dof 曾hebor

nnd　the　o↑her　end　is　free of　Reinforcing　Bor（D

−

16）〔解 析

一

U loIo10 【3〕

−

21 〔1 55

．

5

．

畔 耐

一一

一

2

一

11

一

1

一

1 ム2

」

lmm）

_一

5

卩

_一

5

一

〔2）

−

17

「

_一

_〔4ト25 lo

一

lo

『

〔6）

−

30P2 〔書on1 〔R

・

0〕 Pullou↑　of 〔1ト7

一

5 PI〔ton ）｛P2

＝

0 ） 　 　 　　

一

10Re ［nforcing Pt｛†on）｛P2

；

P：） 5 （1）

−

55

　

　

　

　

　

　

　

　げ

　　　　　旨 刷 　 　ト

ー

−

P 　　　

−

05 　 Q5　

−

Q5 　　　　　　

5

　　　　　　　　

唱

．

　 　 　 う 　　　　　　　　

「

　 　 　 　 う 　　　　　　　

’

　 　 　 　

4

　　　　　　　

B

（2）

−

12

ノ

　　　　　　　　　（4）

−

t4

−一

　　　　　

一

5 　　　P2　_tton｝（Pl　p2｝ 図

一

11 Ol7

一

， 5

！

l

f

　2ト17 　

−

tO 宀 〔51

−

26

　

　

10 　 2 　 卜 　 55 一 　　 　 　P 　1 〔4）

−

251

1

／〔7［

−

29 1　 2 △1〔mml 　　（3） 解析 結 果の検 討 　　（の　鉄筋 抜け出し特 性

　

　

図

一11

に荷重 （

P

）

〜

鉄 筋 抜 け 出し量

A

曲線を示す。

A −

3

，

B

−

1では抜け出し量が漸 増し

，

逆 加 力 時に は こ の 　 1謝 　 　 三〇 E5

瓦

20 　 　巳o 　 　 　o 　 　I50 　 　100 丁躍₅₀ 　 　 　0 　【kelm 　 　 500tsn a訓e唐en 　　　　　　　

，

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．11

・

畧

⇒

：

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ゆ 助 尸 甑m2 レ

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1

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・

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一

鏖 瀦 巳5’ 　 　 　 65「

　

　

　

　

4 　　S　乙 　lmm12

　

　

　

呈

・

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，

4t 〔5〕

一

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−

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−

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−

6 o

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9

．

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7e 　 　　 　 　so2｛ ）

−

E − 761　　　　1ア6rll 〕

−

2 ｛5）

’

4G 〆 8

．

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−

78

　

　

　

　

　

　

　

　ノ

　 　 　 　

’

　

宀

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−

46 　 　　 　 　　 　 　　 　

＿

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6 　 　 　 　

一

乙

．

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−

2 　 　　 　 　　 　 　　 　

亠

76

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−

46

一

2

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　　　　PI

　

　

　

　→

　

〜

　 乙1 〔解 析

一

r匚〕 ［　 9　8　7　6　54P

→

Bar ｛D

−

L6

．

．

．

1nductien

−

Heat

−

Treated｝

〔3）

−

15 　 、 　　　x （5）

−

14

r

塩

B

−

1 5

．

02t「「

₋

，

−

661111 2

　

　

　

△ 1（m 囲 △1

曁

督

旦

一

₅ 　　Simultoneoos 　〔緲 「

一

皿〕 　　　Push

−

pu11↑es電 解 析

，

荷重 （P）

一

鉄 筋 抜け出し量△曲 線 　 　 　 　2 　 S　 　l 〔mm ）O 　 　 　

−

L 　 　 　

匿

2 　 　 　

−

loo 　7 【駆 誘〕

匿

50 　 　 　 　 0 　 s σ　50 ⊆蛎 命 　 　ua 　 　 菖oESX 　2

．

0 　 　 　1

．

o 　 　 　　o 　Pt

　

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図

一15

　（解 析

1

におけ る）鉄 筋の応カ

ー

ひずみ履 歴 抜け出し量 が残 留して い く。 ［解 析

1

］はこ の傾 向を と ら えて い る が後 半のサイク ル で は

B −

1と 比 較 す る と

，

若 干残 留量 を少な目に評 価する結 果になっ てい る。A

−

4

，

B −2

で は抜け出し

，

めり込みと も， 少な く直線

的

で ［解 析田 はこ の _挙動を再 現し て い る

。

［解析 皿］は A

−

6の 前半のサ イ クル の傾 向に は対 応が見ら れ る。

　

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S

_）

，

_{付 着 応 力 （}τ）

，

鉄筋応 力 （

。

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，

　 　 　 　 鉄 筋ひずみ （sε）分布 　

S，

τ

，

s σ，。ε 分 布の解析結果とこれに対 応 する実 験 結 果を図

一

12に示す

。B −1

お よ び ［解 析

1

］は正， 負 両 加 力 時の結 果を示してい る が

，

自 由 端 側の τが大き く な ること と_{， 繰}り返し後は両 端 部に塑 性ひずみ が進 展し て い く状況

，

等 大 略 対 応して い る

。

［解 析 田 は降 伏 防 止 をし た試 験 体なの で鉄筋ひずみ は弾性域に停まる こと に な り

，

すべ _{り量 （}

S

_）の分 布は

一

様に近 く

，

［解 析

1

］ とは異なっ た特徴を持つ ことにな る

。A −6

お よ び ［解 析 皿］は同 時押引き実験で あり r 分布

，

。σ分 布 共， 実 験と解 析が 同傾向に ある ことが 分か る （A

−

6の結 果は 図

一6

に示し て あ る）。 　

Gii

） 鉄筋ひずみ の履 歴 挙 動

　

鉄 筋ひずみの履歴挙 動の_{解析 結果}を図

一

13に示す

。

これを図

一7

の実 験 結 果と比 較す る と

，

B

−

1および _［解 析

1

］の_{加力 端 側}で は

，一

_{端 引 張}り加 力 時に塑 性ひずみ が漸増 し

，

他 端か ら の 引張り加力時に は塑 性ひずみ が ほ ぼ残 留 し た ま まの_状態に な る

。B −

2お よ び ［解 析 田 で はひずみは直線 的に増加し加 力 端 側に近い程

，

大 きい 値を示すこ とに な る

。

ま た A

−

6お よ び _［解析皿］で は 圧縮加 力端 側で圧 縮ひずみの_{増 加}を示 す もの で あ る

。

い ずれの_{解析 例}も実 験にお ける ひずみの_{挙 動}の特 徴を良く 表し てい る

。

　

（

IV

） τ

〜S

履歴 お よ び鉄 筋の応 力

〜

ひずみ_{履 歴}

　

［解析

1

］に おける

，一

つ の ボン ド リンクの τ

〜S

履 歴 を図

一14

に示す。 ま た

一

つ の鉄 筋要 素の応カ

ー

ひずみ 履 歴 を 図

一

15に示す

。

片 引き の正 負繰 返 し載 荷 実 験に 対 応す るの で

，

この 鉄 筋 要 素

S−3

は，

一

端 引 張り加 力 時に降伏ひずみ が漸 増 し， 逆 方向の引張り加力 時に は若 干の _引張り側へ の応 力 増を示すことにな る。 これは当然 の こと な が ら

，

かな りの程度の圧縮力を分 担 する接 合 部 域の鉄 筋の応 力

〜

ひずみ履歴8〕 とは異な っ たもの と なっ て い る

。

　

6．

結 　 び

　

（

1

）鉄 筋の抜け出し特性は

，

鉄 筋 降 伏の_有無

，

載 荷 形 式の差に よ り， 異なっ たパ タ

ー

ンを示し， これ は

，

コ ンクリ

ー

ト内の鉄 筋の_伸び量の差とコ ンク リ

ー

トの局部 的な せ ん断 破 壊によ る全体すべ りが生じるか否かに帰せ ら れる

。

　

（2 ）鉄 筋の全体すべ _{り前の試 験 体で は鉄筋フシの形} 状がコ ン ク リ

ー

トとの _{界 面}の全 域に残 存しており

，

フシ 間の コ ン クリ

ー

トの局部 的な せ ん断 破壊が， 付着 喪 失の 直 接 的な原 因と なっ て いることが分か る_。

　

（3） 自 由 端ない し圧縮 加 力 端側の付着せん断 応 力 は

，

引 張 加 力 端側 よ り極めて大きな値を示し

，

こ の付 着 応 力 分 布は その_位置に あ る鉄 筋の周囲 の コ ンクリ

ー

ト自 体の保 持し得る 反

_力

条 件に依 存する処 が 大 きい

。

さ ら に 最 大 付 着 応 力 度

，

す な わ ち

，

フ シ間の コ ン ク リ

ー

トの_局 部せ ん断 破 壊 耐 力は鉄 筋降伏

，

そ れに よる周辺 コ ンク リ

ー

トの_{破 壊 蓄 積}の影 響が大きい

。

　

（4）

B −

3

，B −

4試 験 体の鉄筋 抜 け出し特 性， ひずみ 履 歴 性状は_{， 柱}は り接 合 部 試 験 体の そ れ と類 似な挙 動 を 示し

，

接 合 部にお け る はり主 筋の付 着 喪失の_{機 構}を示 唆

一

₉₃

一

一

す る ものである

。

す なわ ち

，

ある程 度の圧 縮 力分担に よっ て 圧縮側での コ ン ク リ

ー

トの局 部 的な せ ん断破 壊が生じ ることが_， は り主 筋の付 着 喪 失の _原因 と なっ てい る

。

　

（

5

） ボン ドリンクを用い

，

付 着 特 性を仮定し た

一

軸 付着問題 と し ての解 析 を行っ たが

，

こ こ に示し た解析結 果は， 鉄筋の抜け出し挙 動， 付 着 応 力お よ び 鉄 筋のひず み分布の推移し て ゆ く特 性

，

さら には鉄 筋ひずみ の履歴 挙動につ い て _， 実 験 結 果に見ら れ る特徴を大略

，

再 現し た。 　参考文 献 　1） 多 田 利 正

・

武 田 寿

一・

竹本　靖；_異型 鉄筋の_付着 特 性に 　　 　関 する実 験 （柱は り接合 部にお ける付 着 劣 化 過 程を対 象 　　 　と し て〉

，

昭和52年 度日本 建築 学 会 関 東 支 部 研 究 報 告 集 　2）多田利 正

・

武 田 寿

一・

竹 本　靖 ：RC 柱は り接 合 部補 強 　　 　法に関する実 験的研究

，

その 5

一

接合部に おける は り主 　　 　筋の付 着 喪 失の機構につ _いて

，

日本建築学 会 大 会 学 術 講 　　 　演 梗概集

，

昭和52年10月 　3＞ 多田利正

・

武 田 寿

一

：鉄 筋コ ンク リ

ー

ト部 材に お け る材 　　 　端 塑 性ヒ ンヂの変 形 特 性と 隣 接定着域の付 着 劣 化 過 程に 　　 　関 する解 析 的 研究

，

その7

，

付 着 実 験の解 析 的 検 討

，

昭 　　　和57年 度日本建 築 学 会 関 東 支部 研 究 報告集 　4）森 本 敏 幸

・

林 静 雄

・

吉 田俊夫

・

黒 正清治；押込み力 と 　　 　引 抜 き 力 を同 時に受け る は り主 筋の付 着 性 状に関 する実 　　 　験 研 究

，

日本建築学会論文報告 集， 第322号

，

昭 和57年 　 　 　12月 　 5） 多田利 正

・

武 田 寿

一・

竹 本　靖 ：RC 柱は り接 合部補 強 ） 6 ） 7 ） 8 ） 9 10） 11） 法に関す る実験的研究

，

その 1

一

実 験 概 要

，

復 元 力 特 性

，

破 壊 状 況につ い て

，

昭和51年 度 日本 建 築 学 会 関 東 支 部研 究 報 告 集 同題

．

その 3

一

接 合 部 か らの鉄 筋 抜け出しと

，

は り端 塑 性ヒ ンヂの変 形 機 構につ い て

，

日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概集

，

昭 和51年10月 同 題

，

そ の4

−

8体の_柱は り接合部試 験体と単 純ばり試 験 体の_実験につ いて

，

昭 和52度日本 建 築 学 会 関東 支 部研 究 報 告 集 多 田 利正

・

武 田寿

一

：鉄 筋コ ン ク リ

ー

ト部 材に おける材 端塑性ヒ ンヂの変 形 特 性 と 隣 接 定 着 域の付 着 劣 化 過 程に 関する解 析 的 研 究

，

その 1

，

そ の2

。

昭 和55年度日本建 築 学 会 関 東 支 部 研 究 報 告 集。 その 5

，

昭和57年 度日本建 築 学 会 関東 支部研究報告 集 森田 司 郎

・

角　徹三 ：繰 返し荷 重 下に おける鉄 筋とコ ン ク リ

ー

ト間の付 着 特 性

，

日本 建 築 学 会近 畿 支 部 研究報告 集

，

昭 和48年6月

，

同 （その 2＞同報告 集

，

昭 和49年 6月 多田利正

・

武田寿

一

：鉄 筋コ ン クリ

ー

ト造 柱は り接 合 部 補 強 法に関す る実 験 的 研 究 （その 1） は り 主 筋の接 合部 か らの抜け出し と は り端 塑 性 ヒン ジの変形機 構につ い て

，

日 本建築 学会構造系論 文 報 告 集

，

第352号

，

昭 和60年 6 月 多 田 利 正

・

武 田 寿

一

：_鉄筋コ ン ク リ

ー

ト部材における付 着 劣 化 過 程の解析的研究 （その 1）解 析モ デル

，

解 析 手 法

，

解 析 例

，

日本 建 築 学 会 構 造 系 論 文 報 告 集

，

第351号

，

昭 和 60年5月

SYNOPSIS

UDC ：624

．

　Oア8

．

012

．

4：693

．

554

　　　　　　

RESEARCH

　

ON

　

REINFORCEMENT

　

OF

　

BEAM −COLUMN

　

JOI

］

NT

　

PANEL

　　　　　　　　　

FOR

　

SEISMIC

　

RESISTANT

　

REINFORCED

　

CONCRETE

　

FRAME

　　　　　　　

（

Part

　

2

）

　

B6nd

　

test

　of 　

deformed

　

bar

　and 　

it’

s　analysis by　TOSHIMASA 　TADA

　 Members　of　A

．

1

．

J．

and 　Dr

．

　TOSH 旺矼AZU 　TAKEI ）A

，

　

Bond

　test　was　conducted 　

To

　clarify 　the　

bond

　

deterioratien

　process　of　

beam

　reinforcement 　through　

joint

　under seismic 　type　

loading

．

　

Ten

　specimens 　were 　examined

．

　

P

皿llout　and 　push 洫 of　deformed

』

bars

，　

distributions

　of　strain

，

　stress　and 　bqnd

stress 　were 　studied

．

　

Further

_，

　these　test　results 　wele 　analyzed 　by　mathematical 　method 　using 　

bolld

　

links

．