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開口部を有するプレストレストコンクリート部材の断面設計に関する研究 : その1.曲げ材の許容応力度設計

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(1)

NII-Electronic Library Service

 

UDC  :

624

012

46

 :531

224 日本建 築学 会 構 造 系 論 文報告 集 第

409

1990

3

す る

レ ス

レ ス

       

断 面 設 計

研 究

部材

1

. 曲

許 容応 力度設 計

正 会 員 正 会 員

    優

* *

  §

1

 

有 孔

は りの

研 究

鉄 筋

ク リ

トで は

1953

年 以

降 多 数 行

わ れ て き た1)

S} 。 また,

レ ス ト レス コ ン ク

ト (

以 下

PC

構 造

で は

1962

1975

, 六

博 士

らに よ る

研 究

が ある61

T )

しか し,

PC

して は

十 分 な

資料

が な く

ま た

具 体 的

で き る

状 態

に な い

ρ

 

の設

に は

弾性 時

応 力

応 力

口 は りの

強 度

変 形

お よ

び 補 強 法

な ど が

問 題 と

な る。

 

本 論

そ の

1

では

これら の う ち

弾 性 設 計

につ い て

た もの で あ る

建 築 学 会

の現

PC

規 準

で は

許 容 応 力 度 設 計 式

さ れ て いる が

はこれ に

々 の

係 数 を 乗 ず

ることにより

もつ

場 合

容 易

用 可 能

断面

提 案 す

の で あ る。

 

§

2.

断 面

設計

 

§

2

 

 

こ こで

す る

設 計 法

レス ト レスに よ る

軸 力 と

フ レス トレス お よ び

荷 重

に よ る

げ 応

力 度

FEM

解 析

に よ り 別々に

そ れぞれ につ いて

求 め

に よ る

応 力 度

との

変 化 率 を 設

じて

PC

冂 は りの

めた もの であ る

 

§

2

2  

開口

の応

力 分 布

 

1

軸 力

に より

母 材 端

ける

口は り の

FEM

に よ る 圧

縮 応 力 度

の概 念 図 を

 

口 の ため 平 面 保

成 立

し ないの で

直応 力 度

直線 等 分 布

と は

t4

ら ない。 ま た,

一2

す よ

に は り が

等 曲 げ を

う け た 場

に も

平 面 保 持

が成 立 し ない

ユ の

最 大

応 力 度

じ る

A

,C

より

20

30

°

だ け

隅 角 部

か ら

母 材 方 向

れ る

じて い る

こ の こ とは

光 弾 性 試 験

8

よ び

解 析

果 より確 かめ ら れ

,A

縁 応 力 度

が最 大に なる

 

弦 材

縁 応 力 度

分 布

t

示 す

の で

B

と する

た だ し

口入

C

応 力集

が 生 じ る。 また,

軸 力

け た と き

母 材

中 央

D

点 )

に は

引 張 応 力

じ る が

影 響

さい の で

では

わ な い

  §2

3  FEM

解 析

 

本論

は, フ ル ま たは パ

シャ ル

レ ス

レ ス

対象

と して い るの で

ひび

れ が ない

態で

FEM

い た。

FEM

解 析

の 三

要 素

い た

の モ デル

一3

示 す

。 モ

ル の

形状

パ ラメ

 

1

形 状

   

形, 円 形

 

2 >

は りせい に

する

さ 比

h

D

          

ho

l

o

3,

 

0.

4,

 

0.

5,

 0

6

 

3

さに

する開口長 さ 比

L

fh

          L

ho

1

2

3

 

4

形 断 面

に おけ る

口 の

図 心

す る

    

口 の

口図 心 比

e

g

       

eo

g =

o

8

0.9,

1

o

1

1

1.

2

1.

3

た 母材の平均 圧縮縁 応 力度

 

開口部平 均圧縮 縁 応力度 q 図

1

等 圧 縮 を受 け る開口 は り の

応 力度

概 念 図 母材の平均 曲げ縁応力度

 

開口部平均

げ縁 応力 度

m 幸 日本 大 学 理工学 部

 

助 手

工修 榊 日本 大 学理 工学

部 

教 授

工博   (1989 年

5

10

日原 稿受理

1989 年 IZ 月 Z7日採用決定)

2

 

等曲

げ を受 ける開口は りの応 力 度 概 念 図

51

−一

N工 工

Eleotronio  Library  

(2)

 

 

 

  @r

 

 

[    

 

h

@

…   D 三 ≡ =

      @  

u

C 互 =

9

1e

b

3

 

D

… 旺

 

c

書耳ヨ 蕷 羣

勢 解 モ

λ

4

 

 

モ ←b →

Oe

 

   

し , 本

e

g

と も

の 距

離 で あ

 

 

 

。)

 (

5

する

λ

b

》  

 

 

 

 

 

λ

b

1

o

, .

3

.  

o

 

6

o

 

C5

  (

6

りせ

ラ せ い

t

D

)         

t /

1

,  

2

, 解 析

648

モデル で

こ な った  数値解 析 に 用いた諸 元 は は

b

15

 

cm

P =30cm

ン 比

v ;

O

166

, 解 析用の母

の長 さ

L

1

,ヤ ン

係数

E

2

105

 

kgf

/ cm ε;圧力 P= σ =

24kgf

ーメ

ント

石7000

 

kgfcm

る 。

 

§2 −

4  

  設 計

断 面は

4

のA − A(母材

断面と

B

− B ( 口

中 央

断 面 の

2

P

,  

Pe

 

M

α

 

M

示の方

。  

1

レス導入時

a

1

’al

’ …’

£

@

      一 齢 ・ ・ 醗 聖 譜…

……

Ha

E

一 …

i・・

 

 

       

 

 

Pe

−   幻 ー上

し,  

α

C

( β 。 α 畆

2.

0t

5t

O

E

・ 〈 @ θ二

20309<TAB>A

 

B

<TAB>

<TAB>

<TAB>C

 

ρ

C

   

1

          .    

1<TAB><TAB>

P

<TAB>

 

@

 

B

図 一

4

設 計 断

面 壅彫

sfi

 

2

・ °

1

 

 

2

 

 

3

 矩

心開

A

点  

圧縮)

 5

     

    

L

@ho

}         

 

 t.

O

1

    + β ・

i

・ β

…βll ・z

st

’ ’ ” … … 〔

2

全 常 時 荷

重載荷時

 

   

 

 

 

ηP

σ

’‘

α

‘’

α

α

2

‘ ° ん          

 

η

Pe

M

M

 

 

      

 

   

 

 

・ (

3

   

fi

t

fil

Efi

t

・ ・ .

         

 

 

   

ZiS

’  

 

 

  

η

P

σ・

゜ ”

a

’ ‘ ’ α

2

” −

il

.  

 

       

 

ηP

|M

己一

MI

 

 

 

 

 

   

 

 

 

    

  ・

4

   + 。

t

・ β 、 ‘ ・β

Z

‘        

 

  ZZii

A

 

\

。 

中 心 開 口 の 場 合

が える影  

 

, な

ち          

horo

       

 

 

Q

___ 一 一 一 一

〇・

6

_

O

fi

  

   

 

・ 図

5

1

aO

1

0

 

0

50

O

   

i

図 一 う一

3

 

図 一

5

2

  

@

   

3

開口A

! :

1

0

5

. 。

L

_ _

ZZl

 

 

2

 

   

3

矩形

中 心 開

B

(圧

   

1

 

  2

 

 

 3

5

4

矩 形

中 心

B

点    

1

曲 げ)

 

a

i

(β

‘ ) =

心 開 口 で

f

面にお

FEM解

の    

   

  縁 応 力 度/

i

断 面

ける初等力学

によ り

 

   

     求

め た

力 度

@au

( β,

) :

開 口 が 偏 心

した 場

で開口高

 

 

 

 

  

響 を 表

す 変

化 率 ,

す な

 

α

( β

1

, )

1

心 開

ける

FE

 

ヘの

 

  

 

 

 

応力

i

断 面

お け

初 等

力 字 に よ り

       求

め た

応 力 度 / α

t

fl

i

 

t

flZi

) :

1

の 場 合

さと

与 え

 

   

   

影 響 を 表 す

変 化率,す

わち

 

α,

i

( β

 

・=

T

は り

の 場

合で

i

. 断

お け

FEM

     

 

 解

(3)

NII-Electronic Library Service

ao

1

5

1

0

D

5

   

0

3

6

1

hoD

β

1

5

d

O

0

5

   

0

3

一6−2

hoD

α

1

0

O

5

0

4

 

0

5

 

0

6

円 形 中心開口

A

点 {圧 縮 〉

1

0

5

      {

ho

D

o

o

       

」LA

亠一     〇

ヨ 

O

4

 

0

5

 

0

6

6

3

 

形 中

心開口

B

      (

縮 )

atA2

0

1

0

0

O

   

O

7

7

1

α

2

0

1

0

ρ → 噸   

1

  隻

 

50

ト 弓囗 →

ゆ 卓 ゆ

[ ]

ho

ト  ィ

60

0

5

_

L

O

4

 

0

5

 

0

5

円 形 中 心 開口

A

点 (曲 げ )

h

・    

1

O

   

a

3

矩 形

心開口

A

庄 縮

1

             

ho

O

0

   

0

3

 

0

4

 

0

5

 

0

6

一6−4

  円形 中心 開口

B

       (

げ)

β

1

2.

O

1

0

4 丶

隔 U 止 止

O

O

   

O

7

   

1

0

   

1

ヨ 図

7

−3

 矩 形 偏 心 開口

B

       

〔圧縮 } 加α3

→ →

o

1

ho

卜 → 5 _

0

0

   

0

7

7

2

1

0

  

_

1

 

1

0

     

1

3

矩 形 偏 心 開口

A

点 (曲げ)

11hO

直レ

0

3

0

fi

1

 

1

 

1

ho

 

L

L

   

0

7

    

1

0

    

1

3

 

7

4

 

矩形偏心開口

B

      

(曲げ) aIA2

O

1

o

O

0

   

0

7

8

1

α1s

o!

o

eo

ゆ → 噸

lGh ・ :4 ト → 」

o

60

3

0

5

〔BO/ [    

1

e

  

t

ヨ 円形 偏心 開口

A

点 {圧縮

1

β

¶ハ

2

0

1

o

ρ

o

5

6

4

2

0

1

0

o

0

   

0

7

8

3

α

2

1

o

   

1

O

  

t

3

円形 偏 心 開冂

B

点 (圧縮

0

0

1ho

D

0

6

怩 6

°

      〔eo1 [

0

0

   

0

7

    

t

0

    

1

3

  図

一8−2

  円形 偏 心 開口

A

        〔

曲げ)

fi

 te2

0

1

0

0

0

   

0

フ   図

8

4

a2

1

0

5

 

0

0

5

O

0

 

0

         

5

       図

9

1

 

1

0

   

1

3

円形 偏心開口

B

点 (曲げ)

t

D

O

2ho

o

0

6

      F4引

t

  ト

bH

o

liS

α2A

t

0

  

lVb

°

°・

 

5

 

(、

fb

T

形矩形 開口

A

点土縁 〔圧 繝

0

5

t

D

O

1

 

ho

D

O

5

』 8  

 

 

 

αan

t1

2

1

0

90

5

8

ho

o

o

5

° ・

 

5i

}°

°。

 

 

、/、

    

9

2 T

形 矩 形開口

A

点上縁 (圧

縮 )

53

N工 工

Eleotronio  Library  

(4)

        

α2A

 

 

   

a 

2A

       

 

 

 

  

 

 

1

°

 

L

°

 

                                  

       0

5 

0

5

       

0

O

       

O

O

       

O

     

5

    {klts

          

0

     

5

   

k

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s ’

3

 

T

矩 形

A

点上縁 {

       

α

2

 

 

   

q 

2

 

 

 

 

 

 

 

・ ・

1

・                  

       

O

5

 

0

5

     

0

0

       

0

0

                           

0

     

5

   

i

b

           

0

     

5

   

b

       

_

9

4T

形 矩 形 開・

A

             

        

a

as

 

t1D

o

t

 

ha1D

o

fi

 

α

2A

 

 

 

 

 

 

 

15

5

       

0

50

 

5

 

o

5

 

5

 

      

10

1 T

形 矩 形 開口

A

点下縁 (圧 縮 )

 

 

 

 

 

 

 

1

・・/

D

     

1

5

     

t

5

       

     

9

      1塁

       

1

O

1

0

       

mu  

O

5

0

5

 

0

       

5

      〔i

b

)        

0

        

5

       図

10

2

 

T

形 矩 形 開口

A

点 下 縁 {圧 縮 )

54

(i

b

 

       t       

 

lll

1

1

      t■

h

0910

 

2

1

O

 

i

0

     

0

5

0

5

       0     5  

ilb

   

0

     

5

   

i

b

    

10

3 T

形矩 形開 冂

A

点 下 縁

縮 )

 

                                        1 α2ム

 

t1D

o

t

 

ho1D

o

3

  

a2ム

 

t

D

o

2

 

holo

o

3

t

5

     

1

5

      

e。

19

 

o

e

 1

9.

 !

2

       

e49

o

9

01

z

t

O

     

t

0

5

 

亠 一

5

f

』一

     

10

4

 

T

形 矩 形 開

1

A

点 下 縁 (圧縮 )

¢圏

  

t

o

o

 ho

D

o

6

   

α28

 tlo

o

2 holo

o

6

t

5

 

      eぜ9                

t

3

      

tr2

       

t2        

t

t      

t

t

t

O   

ot

O        

t

o

  

 

 

  

 

 

  

 

 

1

0

50

 

5

 

0

50

 

5

 

    

11

1

 

T

形 矩 形 開口

B

縮 〕

1

1

t

O

 

ot

O

°

50

 

5

 

Vb

)°

5

 

5

 

Vbl

     

11

2

 

丁形矩形 開口

B

点上 縁 〔圧

縮 )

t1D

0

2h

0

0

5

!贋 ● t31

21

1

o

(5)

NII-Electronic Library Service

       

α re

               

aan

 

                       

1

5

     

1

5

                               

1

0

     

1

0

               

0

5

       

0

5

          

0

     

5

   

ilb

                           

0

     

5

   

V

       図

一11−3

 

T

形 矩 形 開口

B

点 上 縁 (圧 縮 )

 

 

 

 

 

 

 

1

        

       

1

t

         

1

     

1

O

                   t

O

       

t

0

       

9 

1

0

       

9

       

e

      

°

5

 

5

(、

b

°

5

 

5

 

b

            

11

4

 

T

形 矩 形 開口

B

縁 (

縮 )

     

                                         

       

a29

  t

D

O

t ho

D

0

6   

 

aee

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      N工 工

Eleotronio  Library  

(6)

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(7)

NII-Electronic Library Service

       

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      N工 工

Eleotronio  Library  

(8)

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2

 

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(9)

NII-Electronic Library Service

 

 

 

 

 

 

 

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2

 

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20

4

 

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59 −

      N工 工

Eleotronio  Library  Servioe

91

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参照

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