NII-Electronic Library Service
【
論文
】
UDC :624
.
012
.
46
:531.
224 日本建 築学 会 構 造 系 論 文報告 集 第409
号’
−
1990 圷.
3
月開
口
部
を
有
す る
プ
レ ス
ト
レ ス
ト
コ
ン
ク
リ
断 面 設 計
に
関
す
る
研 究
一
ト
部材
の
(
そ
の
1
. 曲
げ
材
の許 容応 力度設 計
)
.
正 会 員 正 会 員中
本
山
岡
優
*順
二
郎
* *§
1
.
序
有 孔
は りの研 究
ば,
鉄 筋
コ ン ク リー
トで は1953
年 以
降 多 数 行
わ れ て き た1)−
S} 。 また,プ
レ ス ト レス コ ン クリ
ー
ト (
以 下
PC
と略
す)
構 造
で は,1962
−
1975
年
, 六車
博 士
らに よ る研 究
が ある61−
T )。
しか し,PC
に関
して は十 分 な
資料
が な く,
ま た,
具 体 的
に設
計
で き る状 態
に な いρ
開
口部
の設計
に は弾性 時
の応 力
状
態,
開
冂部
の応 力
集
中
,
開
口 は りの強 度
と変 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 ち曲
げ材
の弾 性 設 計
につ い て述
べ た もの で あ る 。建 築 学 会
の現行
PC
規 準
で は許 容 応 力 度 設 計 式
が示
さ れ て いる が, 本論
はこれ に種
々 の係 数 を 乗 ず
ることにより,
開
口を
もつ場 合
に容 易
に適
用 可 能
な断面
設
計
法
を提 案 す
るも
の で あ る。§
2.
断 面
設計
§
2
一
ユ概
要
こ こで
提
案
す る設 計 法
は,
プ
レス ト レスに よ る軸 力 と
フ レス トレス お よ び荷 重
に よ る曲
げ 応力 度
とを
FEM
解 析
に よ り 別々に求
め, そ れぞれ につ いて求 め
た初
等
力
学
に よ る縁
応 力 度
との変 化 率 を 設
計
式
に乗
じてPC
開
冂 は りの縁
応
力度
を求
めた もの であ る。
§
2
−
2
開口部
の応力 分 布
図
一
1
に軸 力
に より母 材 端
で一
様
圧縮
を受
ける開
口は り のFEM
に よ る 圧縮 応 力 度
分布
の概 念 図 を示
す。
開
口 の ため 平 面 保持
が成 立
し ないの で,
垂直応 力 度
は直線 等 分 布
と はt4
ら ない。 ま た,図
一2
に示
す よう
に は り が等 曲 げ を
う け た 場合
に も平 面 保 持
が成 立 し ない。
図
一
ユ の中
で最 大
縁
応 力 度
が生
じ るA
点
は,C
点
より約
20
〜
30
°
だ け隅 角 部
か ら母 材 方 向
へ離
れ る点
に生
じて い る。
こ の こ とは,
光 弾 性 試 験
8駒
よ び解 析
の結
果 より確 かめ ら れ,A
点
で縁 応 力 度
が最 大に なる。
開
口弦 材
の縁 応 力 度
の分 布
は一
.
t
定
値
を示 す
の で開
口弦
材
の中
央
をB
点
と する。
た だ し開
口入隅
のC
点
に応 力集
中
が 生 じ る。 また,軸 力
を受
け た と き,
母 材
の開
口位
置
中 央
(
D
点 )
に は引 張 応 力
が生
じ る が,
影 響
が小
さい の で本
論
では取
り扱
わ な い。
§2
−
3 FEM
解 析
本論
は, フ ル ま たは パー
シャ ルプ
レ スト
レ スを
対象
と して い るの で,
ひび割
れ が ない状
態でFEM
を用
い た。FEM
解 析
は歪
み一
淀
の 三角
形要 素
を用
い た。
解
析
の モ デルを
図
一3
に示 す
。 モデ
ル の形状
パ ラメー
タ
ー
は,
(
1
)
開
口形 状
矩
形, 円 形(
2 >
は りせい に対
する開
口高
さ 比(
h
。/
D
)
ho
/
l
)=
o
.
3,
0.
4,
0.
5,
0
.
6
(
3
)
開
口高
さに対
する開口長 さ 比(
L
。fh
。)
L
。/
ho
=
1
,2
,3
(
4
)
矩形 断 面
に おけ る中
心開
口 の図 心
に対
す る偏
心開
口 の開
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
一
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
曲
げ縁 応力 度ー
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
月10
日原 稿受理,
1989 年 IZ 月 Z7日採用決定)区
”
図一
2
等曲
げ を受 ける開口は りの応 力 度 概 念 図一
51
−一
.
N工 工一
Eleotronio Library}
一
・
一
ー
@r卩
畠
[
〇
.h
@
… D 三 ≡ =≡
@u
C 互 =9
1e
咽b
3
図
D
⊥
… 旺…
…
c
芽
書耳ヨ 蕷 羣ナ
勢 解 モデ
←
λ4
モ ←b →
Oe
⊥し , 本
論文
で
e
。
,g
と も.
ド縁
から
の 距離 で あ
。)
(
5
)は
り幅
に対
するス
ラブ
幅比 (λ
/b
》λ
/b
=1
.o
, .3
.o
,6
.o
,C5
(
6
}は
りせ いに
対す るス
ラ せ い比
(
t
/D
)t /
^
.1
,
.2
と
し
, 解 析は
648
モデル でお
こ な った 数値解 析 に 用いた諸 元 は はり
幅b
=15cm
,は
りせ
いP =30cm
,ボ
アソ
ン 比
v ;
O
.
166
, 解 析用の母材
の長 さL
=
1
) ,ヤ ング
係数E
=2
.1×
105
kgf
/ cm ε;圧縮力 P= σ =24kgf
,
曲げ
モ
ーメ
ント
石7000
kgfcm
と
する 。
§2 −
4
断
設計
式
設 計
断 面は図
一4
のA − A(母材)
断面と,
B
− B ( 口弦
材
中 央
)
断 面 の
2
かと
す
る。
P
,Pe
,M
α
M
,
は図
示の方.
向を
.
正
す
る
。
(
1
)プ
レ
ス
ト
レス導入時
上翫
a
・1
’al・
’ …’£
.@
一 齢 ・ ・ 醗 聖 譜……
………
(
)
Ha
E
一 …’
・
i・・畷
Pe
− 幻 ー上コ
縁ス
だ
し,α
C
( β 。 α 畆2.
0t
.
5t
.
O
E
・ 〈 @ θ二20309<TAB>A
B
<TAB>
<TAB>
■
<TAB>Cρ
C
1
.1<TAB><TAB>
)
P
←<TAB>
@
B
図 一
4
設 計 断
面 壅彫肺
/sfi
2
・ °1
2
3
矩
形中
心開口
A
点(
圧縮)/
’
5
/’
L
@ho
}t.
O
聖靦
賜1
瞭
+ β ・
i
・ β
…βll ・z、
st
’ ’ ” … … 〔
2
)
全 常 時 荷
重載荷時
ηP
σ
’‘=
α
゜
‘’α
匸
‘
α2
‘ ° んη
Pe
−
M
,
−M
…
…
・ (
3
)
−
fi
。
t
’fil
Efi
、
t
・ ・ .
ZiS
’
,
η
Pσ・
・=
゜ ”a
’ ‘ ’ α2
” −il
.ηP
|M
己一
MI
・
・
……
・(
4
)
+ 。t
・ β 、 ‘ ・βZ
‘ZZii
=
A
又
は\
す。
中 心 開 口 の 場 合
で
開
高さ
と幅
が える影響
表
ず
化率
, なわ
ちhoro
■
Q
___ 一 一 一 一一
〇・6
_O
.fi
・ 図
一
5
−
1aO
1
.0
0
.50
O
i
図 一 う一3
〜
図 一5
−
2
@
3
矩形
心
開口A点
(曲
げ
)
! :1
漁
一0
.5
). 。
L
_ _
ZZl
2
3
矩形
中 心 開B
点
(圧
縮
)1
2
3
図
一5
−
4
矩 形中 心
開口
B
点1
、曲 げ)
a
。
i
(β
。‘ ) =
中
心 開 口 でf
面におけ
る
FEM解析
の縁 応 力 度/
i
断 面
にける初等力学
によ り
求
め た
縁応
力 度@au
( β,
,
) :開 口 が 偏 心
した 場合
で開口高さ
幅
が与
える
影
響 を 表す 変
化 率 ,す な
わち
α
( β
1
, )
1
偏心 開
口で
‘断
面に
お
けるFE
ヘの
縁
応力度
/i
断 面に
お ける
初 等
力 字 に よ り求
め た
縁応 力 度 / α
。t
(
fl
。i
)
,
t
(
flZi
) :丁
形1
よ
りの 場 合
でス
ラブ
厚
さと幅
与 える
影 響 を 表 す
変 化率,すな
わちα,
i
( β,
)・=
T
形
は りの 場
合でi
. 断面
お け
るFEM
解
NII-Electronic Library Service
ao霞1
.
5
1
.
0
D
.
5
0
.
3
図一
6
−
1
弛
匯
…
ゆ
…
hoD
)β
.1
.
5
d
.
O
愚
で
諮
/
0
.
5
0
.
3
図一6−2
hoD
〕
α田1
.
0
O
.
5
0
.
4
.
0
.
5
0
.
6
円 形 中心開口A
点 {圧 縮 〉董
匯
許
1
.
0
\
。.
5
{ho
/D
}o
.
o
−
」LA一
亠一 〇.
ヨO
.
4
0
.
5
0
.
6
図一
6
−
3
円
形 中
心開口B
点
(
圧縮 )
atA2
.
0
1
.
0
0
.
O
O
.
7
図一
7
−
1
α旧2
,
0
1
.
0
ρ → 噸1
隻,
.
50
.
ト 弓囗 →噸
→
ゆ 卓 ゆ[ ]
ho
ト ィ.
60.
ひ0
.
5.
一_
L堕
O
.
4
0
.
5
0
.
5
円 形 中 心 開口A
点 (曲 げ )で
匯
]
h
・1
.
O
a
.
3
矩 形偏
心開口A
点(
庄 縮1
\
ho
囗}
O
.
0
0
.
3
0
.
4
0
,
5
0
.
6
図一6−4
円形 中心 開口B
点(
曲
げ)β
1
貞2.
O
1
.
0
珀隣
4 丶ざ
隔 U 止 止(
瞭
O
.
O
O
,
7
1
、
0
1
.
ヨ 図一
7
−3
矩 形 偏 心 開口B
点.
.
〔圧縮 } 加α3.
→ →一
些.
o
.
ゆ
→
ゆ
1]
ho
ゆ噛
卜 → 5 _」
懣
0
.
0
0
.
7
図一
7
−
2
讐
1
.
0
.
一
」_
趣
1
1
.
0
1
.
3
矩 形 偏 心 開口A
点 (曲げ)11hO
直レ0
.
3
」
0.
fi1
(
[
[
1
,,
1
?
ho
L
L
」
轡
0
.
7
1
.
0
1
.
3
図
一
7
−
4
矩形偏心開口
B
点(曲げ) aIA2
.
O
1
.
o
O
,
0
0
.
7
図一
8
−
1
α1s卓
o!o
・
eo→
ゆ → 噸噛
lGh ・ :4 ト → 」申
o
,
鹽
.
60
.
3
吶
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
蜜
o
:
5で
匪
]
・.
6.
42
,
0
1
.
.
0
o
.
0
0
.
7
図一
8
−
3
α2
俺1
.
o
1
.
O
t
.
3
円形 偏 心 開冂B
点 (圧縮)
ヒ/
0
・
0
.
1ho
/D
=
0
.
6
萋
晦
噸
怩 6°
一
〔eo1 [0
.
0
0
.
7
t
.
0
1
.
3
図一8−2
円形 偏 心 開口A
点〔
曲げ)fi
te2.
0
1
.
0
0
,
0
0
.
フ 図一
8
−
4
a2 直1
.
0
5
0
ー
0
.
5
O
.
0
0
5
図一
9
−
1
1
,
0
1
.
3
円形 偏心開口B
点 (曲げ)t
!
D
・
O
.
2ho
/o
=
0
.
6
F4引囂
’t
トbH
噌
o
liS
α2At
、
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
噸
雪
』 8一
■
呻
αan[
t1
圓’
2
1
.
0
・
90.
5
.
8
ho
/
o
=
o
.
5
゜・
° ・5i
蟐
}°・
°。,
(
、/、)
図
一
一
9
−
2 T
形 矩 形開口A
点上縁 (圧縮 )
53
一
N工 工一
Eleotronio Libraryα2A
a
2A
1
・
°L
°0
,
5
0
.
5
0
.
O
O
,
O
O
5
{klts)0
5
{
k/
b
}
図
s ’
3
T
形
矩 形開
゜A
点上縁 {瑚
α
2
義q
2
八・ ・
1
・
・O
,
5
.
0
.
5
0
.
0
0
.
0
0
5
[
i/
b
[
0
5
{
;/
b
)
図
_
9
.
4T
形 矩 形 開・A
点
上勧
圧緲
a
、
as
t1D
冒o
.
t
ha1D
≡
o
.
fi
α
2A
15
萋
臨
5
0
・
50
5
圃
o
・
5
。5
圃
図
一
10
−
1 T
形 矩 形 開口A
点下縁 (圧 縮 )蜘
暁1
.
・・/D
・
・.
・極
1
.
5
t
.
5
・
壺
.
91塁
1
.
O
1
.
0
↓
一
muO
.
5
0
.
5
0
5
〔i/b
)0
5
図一
10
−
2
T
形 矩 形 開口A
点 下 縁 {圧 縮 )−
54
一
(i/b
}り
tlll
伽
1
∴
1
贓啣
t■h
.
0910
.
2
1
.
O
i
.
0
0
.
5
0
.
5
0 5
「
{
ilb}
0
5
〔
i/
b
)
図
一
10
−
3 T
形矩 形開 冂A
点 下 縁(
圧縮 )
’
1 α2ムt1D
=
o
.
t
ho1D
=
o
.
3
a2ム
t
/
D
⇒
o
,
2
holo
冨
o
.
3
t
.
5
1
.
5
e。
19
’
o
.e
1.
・
9.
!・
2
e49
=
o
.
9
.
01.
zt
.
O
t
.
0
・・
5
’
。,
亠 一
禍
。・
5
。f
』一
搬
)
図
一
10
−
4
T
形 矩 形 開1
.
」A
点 下 縁 (圧縮 )¢圏
t
/
o
=
o
.
¶ho
!
D
弓
o
.
6
α28
tlo
ニ
o
.
2 holo
=
o
,
6
t
.
5
翻
餐
臨
,呻
eぜ9t
.
3
tr2
・
t2
t
’
tt
,
t
t
.
O
−
一.
ot・
O
t.
o:
1
0
・
50
5
圃
0
・
50
5
醐
.
図一
11
−
1
T
形 矩 形 開口B
点
上縁
、
(
圧縮 〕
!
:
1
脚
1
顧
∵
t
.
O
ot
.
O
°・
50
5
〔
Vb
)°・
5
。5
〔
Vbl
図
一
11
−
2
丁形矩形 開口
B
点上 縁 〔圧縮 )
t1D
=
0
.
2h
。!
0
・
0
・
5
巳。
!贋 ● t31.
21.
1.
o
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α re
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1
,
5
1
.
5
1
.
0
1
.
0
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,
5
0
.
5
0
5
{
ilb}
0
5
{
V
切
図一11−3
T
形 矩 形 開口B
点 上 縁 (圧 縮 )1
:
轡
∵
贓∴
[
1
.
t
.
:
:
1
1
.
O
t.
O
t
マ
0
.
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,
0
・
9
.
e
°
・
5
。5
.
(、/b
) °・
5
。5
(
、/
b
)
図
一
11
−
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