【論 文】
UDC
、
：624．
012．
45 ：624．
075．
23 ：624．
072日本 建 築 学会 構造 系鍮 文 報 告集 第411号
・
1990年5月Jourllal of StTuct
．
Constl．
Engog，
AIJ，
No、
411，
May，
1990鉄 筋
コン
ク
リ
ー
ト内部柱
・
梁 接 合 部
の
耐 力
ど
変 形 性 状
に
関
す
る
実 験 的 研 究
EXPERIMENTAL
STUDY
ON
STRENGTH
AND
DEFORMATION
OF
REINFORCED
CONCRETE
INTERIOR
BEAM
−
COLUMN
JOINTS
渡 辺
一
弘
＊，
野
口博
＊＊
Ka2uhiro
VVA
TANABE
andHliroshi
NOGU
（）HI
The
relationshipbetween
joint
shear stresslevel
and thelimit
deformation
of a beam−
coiumnjoint
causedby
the compressionfai1
皿re of panel concrete was evaluatedfrom
the test results of sixhalf−
scaled r6inforced concretebeam−
columnjoint
specimens．
And the effect of bond characteris．
tics of
beam
bars
passing
through thejoint
on thelimit
deformation
was alsodiscussed
from
testresults
．
It was shown that thelimit
deformahon
of the beam−
colllmnjQint
became g【adually smal・
ler as the
joint
shear stresslevel
grewhigh．
And
when the strain ofjoint
strut concrete reached the strain at the compressive strength of cylinders，
thedeformation
waslager
for good bond speci−
mens than thatfor
normalbond
specimens．
In
goodbond
specimens，
the compressive strut wasformed
widelyin
ajoint
，
andlocal
stress concentration cou 監d
be
avoided in thejoint
．
K・〃即鷓 ：
飾
吻 6・4 α囎 ・’亀 β・αμ
一
伽 桝 ・」蝋StrChgih
，
D
・f
・rnlt・呶B
・α 規B
αrB
・ndt
ln−
Put
Shea
厂StreSs
．
1．
序 鉄 筋コ ンクリー
ト造 骨 組の耐 震 設 計では梁 降 伏 型の崩 壊 機 構が望ま し く，
鉄 筋コ ン クリー
ト造 建 物の終 局 強 度 型 耐 震 設 計 指 針 （案）n におい ては降 伏機 構を 形成 し た 後 も保 証 変形に至るまで は接 合 部の破 壊 を避 けるよ うに 提 案さ れてい る。・
最 近の接 合 部に関 する研 究で は，
接 合 部 補 強 筋 量お よ び軸 力の接 合 部の せん断強 度に対す る影 響 を把 握す る た めの実 験 的 研 究2 ）・
3）や，
接 合 部で の力の 釣 合いを 考慮 したせ ん断 抵 抗 機 構 を提 案し た研 究な ど が 発 表さ れ て い る4）・
5）。
し か し，
接 合 部め耐震 設計で重要な，
はり降 伏 後 も要 求さ れ た変 形まで は接 合部を 破壊させな い た め の接 合 部の せ ん断入力の制限量 を合 理 的に定め る た めには，
は り降 伏 後に接 合 部がせ ん断破 壊 する時の架 構と し て の限 界 変 形， お よび梁 降 伏 後の接 合 部破 壊 型 試 験 体 と接 合 部 破 壊 先 行 型 試 験 体のせ ん断強 度の 違いな ど につ い て明 らかにする必 要が あ る が，
ま だ詳細な検討が 行わ れ て い ないのが現 状であ る。
本研究で は，
鉄 筋 コ ン ク リー
ト造 内 部 柱・
梁 接 合 部のせ ん断入力レ ベ ルと柱・
梁 接 合 部の限 界 変 形の関 係につ い て考察す ること を 目的 と する。
本 実 験で は，
梁 降 伏 後の接 合 部 破 壊型 か ら接 合 部 破 壊 先 行 型まで せん断入力レベ ル を変化 さ せ た 6体の 接 合 部の正 負繰返 し加 力 を行い， 接合 部が破壊す る時の 変 形，
おタび それ に影 響す る と 思 わ れ る接 合部内梁 主 筋 の付 着 性 状につ いて検 討し た。
な お接 合 部 平 均せん 断 応 力 度は， 各 研 究 者に よ り算 出 hc 十一
ニー
十工
Ω 昌 ＋Q
一
〇−
P ＋P口
ヨ
＝噛
、
uL ＋P ＋Q 1−
P L罰
9
‡
Fig
．
1 Assumption of Boundary of aJoint
本 論 文の
一
部は第］O 回日本コ ン ク リー
ト工 学 年 次講演会および昭和63年度日本建築学会学術講演会で発表し た。
＊
千 葉工業 大 学 助 手
・
工修 Research Associate，
Departrnent of Architecture，
Chiba lnsti．
＊ ＊
千 葉 大 学 助 教 授
・
工博 tute of Technelogy．
Associate Professor
，
Department of Architectural Engine．
ering
，
Chiba University，
Dr．
Eng．
Architectural Institute of Japan
NII-Electronic Library Service
Arohiteotural エnstitute of Japan
方 法 が異な る 場 合 が あ る が
，
本 研 究 な ら びに既 往の研究 の ま と め で は梁お よ び柱の応 力 中心間 距離を用い た次 式 に よ り算出し た （Fig．
1）。 ま た本研究で はこ れをせ ん 断入 力 量 と呼び，
各 試 験体の コ ンク リー
ト強 度Fc
の 関 数で表すこと と す る。TPti
一
睾
吾
ま た ・ rpu−
（髴
毛
呈
）Q
L
： ス パ ン 〔＝
2700mm ）H
：階 高 （＝
1 470 mm ） uL ・柱の応 力中心間飜（
葦
d
，一
・3
・．
25
−）
u・
＝
uLIL vH ・梁の応 力中心間飜（
髫
d
・一
・2・・
13mm）
v＝
・vHIHdc
：柱の有 効せいd
，；梁の有効せいQ
：層せ ん断 力P
：梁 端 荷 重t
ρ：接 合 部の有 効 幅 （梁幅と柱幅の平均値＝250mm
） 2．
実 験 概 要2．1
実 験 計 画 本 実 験で は， 柱・
梁 接 合 部 架 構の強 度と変 形につ い てFig．
2に示す よ うな接 合 部の圧壊を 目安とし た架構の 耐 力 と 変 形の破 壊 曲 線を想 定して試 験 体の設計を行っ た。
北 山，
青 山ら6），
お よ び野口 ， 栗 栖 7｝の 実験で見ら れ た よ うに，
せ ん断入力 量が比 較 的 小さい場 合 （τpu＝
0．
30 Fc 程 度 ）に は， 接 合 部に せ ん断ひ び割れ が生じ て も， 梁 降 伏 後，
大 きな層 間 変 位 まで は接 合 部コ ン ク リー
トの 圧 壊は生じ ない ものと考え，
せん断入力 量が 上昇す るに 伴い ， 接 合 部コ ン ク リー
トの せ ん断 劣 化の進 行が 速 く な り， 接 合 部に圧 壊が生 じる時の層 間 変 形は小さ く なっ て ゆくもの と考え た。
梁 降 伏 前に接 合 部に圧 壊が生じ る場 合に は，
その圧壊の領域が狭い こと， また繰 返し加 力に よ る接合部コ ン ク リー
トの劣 化 度 合いが小さいため 高い 接 合部せ ん断入力 量 まで架 構の強 度は上 昇 するもの と考 えた。
ま た， 上記の現象に は， 接 合 部 内 梁 主 筋の付 着の 良し悪し が影 響し， 付着が良い 場 合に は接 合 部 内に幅 広 い 圧 縮ス トラッ トが形 成され，
付 着の悪い場 合に比べ て せ ん 断 強 度が 上昇 し，
靱 性も 向 上 す る もの と考え て，
Fig．
2
に示す よ う な架構の耐力と変形の破 壊 曲線を想 定 し た。
2．
2 試 験 体 概要 本 実 験の試 験 体と して は，Fig，
2の想 定 破 壊 曲 線 上に τ U 5 4 3 2 1 P「
・
．
・
．
O D O O Oの
O 』 ρ の 』 吋 O
凋
り
⊃ ρ 臼 肩 Oh u1Fc5 … 脚 二6
．
．
、
ノW」−
4GoodBoロd WJ
−
5 4．
ほ．
：
．
．
WJづ WJ−
1，
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：
階』
：
・
L乙 ：i：馨乙弓
』
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、
二、
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『
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， 凾
…凾
・
，
■
，
■
．
21 δ
”
WJ＿
2 BondDetεriD 胆tion
S七〇ry Drift 6
Fig
．
2 1皿aglna ［yJoint
Faiture Points onjoint
Shear Stress・
Story Drift Relatio皿ships
一
50
一
示 し た 梁 降 伏 型 5体 （付 着 良 好 型WJ −
1，
WJ −
3，
WJ −5，
付着劣化型WJ −2
，WJ −4
）， 接 合 部 破 壊 型 1体 （WJ−6
） の計6
体を作 成し た。
梁 降 伏 型で は せ ん断入力量 を rpu ＝ o．
3〜
O．
4E ，の 間で 変 化さ せ，
接 合 部 破壊型で は Tpu＝0．5Fc
程 度と な る ように設 計し た。 ま た梁 主 筋の接 合部内での付 着につ い て は，
北 山ら が提 案し ている付着 指 標 τs （Table
1注 参 照 ：単 位kgf
／cm2 ）を参考と し たc 付 着の良い WJ−
1は rp。＝ o．
3Fe で，
梁 主 筋にDlo
を用 い たもの で，
TB＝
52kgf
／cm2 で あ る。
付 着 劣 化 型の WJ−
2は WJ−
1と対比 さ せ る 目的で，
τpu ・＝ O．
3F、
で梁 主 筋に Dl3 を用い，
τB・＝86kgf
／cm2 と し たもの である。 付 着の良いWJ −3
は Tpu＝0．35
F
。， TB＝
59 kgf／cm2 と な： るよ うに設計し，
付着 劣 化 型WJ −
4， 付 着 良 好 型WJ−5
は τp． iO，
4F 。で，
付 着指標は そ れ ぞ れ τE＝
86 kgf／cm2，
τB＝
61kgf ／cm2 で あ る。
WJ −
6につ い て は梁が降伏 する 前に接 合 部の破 壊が起こ る よ う ような 試 験 体 を 目指し，
既 往の研 究 を参 考に して梁が降伏し た場合の せん断 入 力 量 を τp。＝
O．
5Fc 程 度と な る よ う に設 計し た。
設 計の際 の せん断入力量 は．
鉄 筋コ ンクリー
ト構 造 計 算 規 準8［の 梁の終 局 曲げ耐 力 略 算 式に よ り接 合部に入力され る せ ん 断応 力と し た。
接 合部の せ ん断 補 強 筋 比 もFig．
2
の破 壊 曲 線に影 響 を与える と考え ら れ る が，
こ こで は単 純 化 する ために 6体とも 同一
で p．＝ O．
64％ と し た。
本 実 験 では，
梁 主 筋にDlO
を 用い た試験 体 （τe＝
52−・
61 kgf／ cm2 ） を 付 着の良い試験体，
梁主 筋にD13
を 用い た試 験 体 （τe＝
77−
86 kgf／cmZ ）を付着の悪い試 験 体と呼ぶ こ とにする。 試 験 体は約1
／2
スケー
ル の平面十 字 型 接 合 部で，
平 面 骨 組に水 平 力を加え た時の柱，
梁の反曲 点 位置で切り出 し たもの を考え る。 試 験 体寸 法は， スパ ンは 2700 皿m ，「
階 高は 1470mm で，
柱 断面，
梁 断面は そ れ ぞ れ300
m × 300mm ， 200 mm ×300皿 m で あ る。
Fig．
3に試 験 体 の配 筋 図，Table
lに試 験 体の諸元， Table 2に使 用 材 料の 力学的性 質を そ れ ぞれ示す。
コ ン ク リー
トの力学 性 状に つ いて は，
実 験が長 期に わ た る こと が予想 さ れ た た め， 材 令 35日 より 6週 間に わ たっ て圧 縮 試 験お よび割I
OO〔
｛・
Fig
．
3 Reinforcement Details of SpecimenTable l Properties of SPecimens
Speci囗en 『」
−
1 甲」−
2 『亅一
3 ぼ」−
4 冒亅一
5 『，暫
5 200ロ
ロ
x 3DO■
ロ
Be跏
rOP＆BOt しO
口
B3rs Pし（冩〉 12
驛
飢0 ｛SD24＞ 且．
685−
D 且3 （SD35｝ 且，
171Z−
D10 （SD3 且．
5ε 了一
D13 ｛SD35） 1．
70M−
D10 （SD35〕 1．
96LO−
D置3 【SD3の 2、
48 300阻囗 x 300mロ Colu皿恥 Tot自LBars PE儒） 聖8
一
口L3 〔SD30〕 2．
53L8−
D13 （SD鋤 2，
531 〜−
Dヱ6 ｛SD30） z，
5516−
Dl6 〔SP30） 3．
53L5−
Dl6 〔S臼3D） 3．
53L8−
Dl5 （SD3 3、
97 亅oin しHOOP留
謝
2−
D103setO，
ε42−
DIO3sato，
542−
D隹D3setO．
542−
Dユ03seLo．
5司 2−
D且03seto．
64ZgD 且033 日tO．
54 τ P．
／F。
（ca聖） o．
310．
29o．
340．
40o．
42 血．
51 ● Bond 匚皿dex528559866 正 77 事 ・β一
・、× （d／h・） ／2 σ… 1，］dSt，e、s 。tB ，、。B。 ， （Xst／しロ2） d ：Dia弘eしer of Be己區 Bar hc ： CQ1ロロfi Deptb Table2 Material Properties Conにre亀e Fc 〔配区f／c囗2） 巳C （鑑1 Ft 【k8f／c囗2）1
量雛
9
融
295o．
21521．
82．
51 SteeL 80y （kgr／c風
2） 巳6 〔髯｝ o“員貿 （髭8r／6ロ
リ緇
ll
：1
SD24D
−
LD33200．
178426D1，
87 SD30 D一
皇037100．
20453201．
呂3 SD35 D一
ユ03360o，
2175550 ！．
7B SD30D
−
133 δ500，
1965030L87 SD35D
−
13 咽070O．
21755501．
E9 SD30D
−
L53Boo0，
20S5410L．
8呂Table3 Locations of Specimens in This
Test
She3r sしτe33 丁ype τpu罸
0、
30Fc τP凵・
O．
35Pc τPU・
0」Fc τpu°
0、
50F GoodBo轟d Bo隔de しerbra 監ionWJ
−
1WJ−
2WJ−
3一
WJ−
5W 亅一
4 r一
WJ−
6博．
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一
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冒
「一
Fig
．
4 Loading Setup裂試 験を行い
，・
試験結果に大き な バ ラツキがな か っ た こ と か らこれ らの平均 値 を採 用した。
また，
Table 3には 本 実 験にお け る接 合 部せん 断 入 力 量， 梁 主 筋の付 着に関 する各 試 験 体の位 置 付けを示し た。 2．
3 載 荷 方法 お よ び載 荷 履歴 加 力 方 法はFig，
4に示す装 置で柱 頭に定軸 力18
tf （σ。＝
・
20kgf
／cm2 ）を載 荷した後に，
左 右梁に地 震 力を想 定 し た正負 交 番 繰 返 し載 荷を行っ た。Fig．
5に，
載 荷 履 歴を示 す。 本 実 験で は，
主に，
梁 降 伏 後の接 合 部の せん断 破 壊に よ る耐 力 低 下 を 把 握する こ と を主眼 と し，
既 往の平 面 接 合 部 実 験で の載 荷 履 歴で み R（rad ） δ（皿m） 1／Z〜一
脳37．
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5 Loading History
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Transducer ひ LFig
．
6
Measuring Systems of Deflectionら れ た
，
包 絡 線に到 達する前の繰 返し載 荷に よる見 掛け 上の 強度低 下 を避け る た めに，
出 来る だ け細か い繰返 し 変形を与え， ま た接合部の破壊し始める変形 を確認する た め同一
変位で の数回の繰返 し載 荷は避け，
各変位振 幅 1回の繰返 し 載 荷 を 与え た。
この う ち，
各 繰 返 し 載荷の ＋5サイクル （層 間 部 材 角＝
1／36rad ）以降変形制御に よ る見 掛 け上の強 度 低 下を起こ さ ないよ う，
予 定し た各 サ イ クル変形 ピー
ク 時に荷 重の上 昇 が期 待で き る場 合に は さ らに載 荷を続け，
強 度上昇が期 待でき ない場合に除 荷し て，
包 絡 線 を把 握 する方 法 を 用い た。
2．
4 測定方 法 梁，
柱の主筋 お よ び 接 合 部 せ ん 断 補 強 筋の ひずみ は，
ひずみゲー
ジ を て ん付し て 測定し， 各部材お よ び層 間変 形はFig．6
の＋ 字形 計測 フ レー
ム に設 置 し た，
，
，
の変 位 計か ら 計算 し た。
こ の十字形計測フ レー
ム一
51
一
Architectural Institute of Japan
NII-Electronic Library Service
Arohiteotural エnstitute of Japan
渦
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噌
、
こ、
鱒
∠ WJ−
2 WJ−
4Fig
．
7 Clack PatteTns（Sto【y D【ift Ang亘e＝
1／53 rad ）W 亅
一
6一
Posiしive−一
・
Negative を 試 験 体に安 定 し て取り付け る た めに，
Fig．
6の a，
b，
c の 3点で支 持 し た。 また，
接 合 部のせ ん断 変 形の測 定 は，
対 角 線 上の X型測 定よ り も，
ひび割れ による損 傷の 少ない十 字 型 測 定 を採 用し，
上 述の十 字 形 計 測フ レー
ム と は独 立し た一
文 字 形 計 測フ レー
ム をd，
eの 2点で支 持し た が，
接合部のせ ん断変形が微少量 であ ること か ら これ を増 幅して計測 す る た めに， この フ レー
ム先 端に設 置し た，
変 位 計で十 字 形 計 測フ レー
ムとの相 対 変 形 を測 定する ことに よ り求めた。
ま た ス トラッ トコ ン クリー
トの ひずみ度を測 定す る た めに， 正 荷重 時の圧 縮 主ひずみ方 向に近い接 合 部の対 角 線 45°
方 向に モー
ル ドゲー
ジ を埋め込ん だ。
3．
実 験 結 果3，1
破 壊 経 過Fig．
7に 層 間 部 材 角1／53 rad 時の ひ び割れ状 態 を示 す。「
せ ん断入力量が高く な るにつ れ て柱お よび梁の曲 げひ び割れ が曲 げせん断ひび割れへ 進 展 する傾 向が顕 著と な り，
また同一
サイク ル で の接 合 部の せん断ひび割れの本 数 も多く なっ た。付着の良い試験体 （WJ −1，WJ −3，WJ −5
） に比べ付 着の悪い試 験体 （WJ −
2，
WJ −
4，
WJ −
6）では，
接 合 部の中 央 対 角 線 上に ひび割れ が集 中してい く傾 向に あっ た。
またすべ て の試 験 体で接 合 部コ ンク リー
トの圧 壊の徴 候と思わ れ る鋸 歯 状の ミニ ク ラッ ク が接合部の中 央に配したせん断 補 強 筋 位 置に発生 し た。
最 終 段 階で は各 試 験 体とも接 合 部せ ん断 補 強 筋 位 置の 被りコ ンクリー
・
一
トが 剥 落し，
特に中 央せん 断 補 強 筋 位 置丁able 4 Experimental Phenomena
5pe己［囗6n71
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ー
トが 接合 部のX
型ひ び割れ の進 展に よっ て剿 落し た、
，Table
4
に諸 現 象 発 生の 実 験 値 と 計 算 値の比 較 を示 す。
3．
2 履歴特 性 3．
2．
1 接 合 部せ ん断入力量一
層間 部 材 角 関 係Fig．
8
に各 試 験 体の接 合 部せ ん断入力 量一
層 間 部 材 角 関 係 を 示 す。WJ −
1で は第 6サイク ル （層 間部材 角 1／28 rad ）か ら強 度 低 下が生 じ て い るが，
最 終サ イ クル （層 間 部 材 角1／12【ad ）で再び荷重が上 昇し ていること か ら こ れ は変形 制 御に よ る見か け上の 強 度低下である と思わ れ る。
こ の こと より WJ−
2以 降は予定 し た各サ イ クル 変 形ピー
ク時でも さ らに荷重が上 昇し そ う な場合に は さ ら一
52
一
N工 工一
Eleotronio LibraryTPU/Fco,4 TPU/pc
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WJ-2
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O.08 R(rad)-O.4
Fig.BJointShearStress-StoryDriftAngle
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WJ-3-o.02
O.03-o,oz1O.03
7(rad) 7(rad)
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-o.4
TPU/FCo.4 TPU/Fco.4
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WJ-2
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O.O'3-o.02 o.or(rad) 7(rad)
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-o,4
Fig.9
Joint
ShearStress-Jo]ntShear-o.4'
R(rad)
Relations DistortionRelations'
-53-Architectural Institute of Japan
NII-Electronic Library Service
Arohiteotural エnstitute of Japan
に変 形 を 延ばし
，
包 絡 線上に到 達し た こと を確 認し てか ら除荷す るという方法 を とっ た。
全 体 的にせ ん断入 力 量の増大 と と も に耐 力以降の強度 低 下が著しく な る傾向にあ る。
ま た付 着の良い試 験体で は，
履歴ルー
プの逆S
字化は若干生 じる が，
第5サ イ ク ル （層 間部材角1
／36rad
）ま では太っ た履 歴ルー
プ を 描 き，
第 6サイクル （層 間 部 材 角1／28rad）以 降，
ルー
プ の逆S
字化が著し く な り， 付 着の悪い試 験 体に比べ ， 若 干 耐 力 以 降の強度低 下が早い傾向に あ る。WJ −
2では第 4 サイクル （層 間部 材 角 1／53 rad ）正 荷 重か ら鉄 筋の付 着一
滑り関 係に類 似し た履歴 と なっ てお り，
第 3サイクル （層 間部材 角1
／74rad
＞の間に接 合部 内で梁 主 筋の付 着 破壊が生 じ た もの と推定さ れ る。
せ ん 断 入 力 量の大 きいWJ −
6の耐 力 時の変形は， 他の 試験体よ り小さ く， 第4
サイク ル （層 間 部 材 角1
／53rad
） で あっ た。
また接 合 部の圧 壊の兆 候 （接 合 部せ ん断 補 強 筋位置の被りコ ン ク リー
トの盛り上 が り，
鋸 歯 状の ミニ クラック）は，
第 3サ イクル （層 間 部 材 角 1／74rad ）の 梁 主 筋の降 伏 以 前に現れ，
梁主筋は降伏し た も の の，
そ の荷 重はRC
規 準に よ る梁の終 局曲げ強度の計 算値に は達し てい な かっ た。 3．
2．
2 接 合 部せ ん断入力量一
接 合部せ ん断変形角関係Fig．
9に各 試 験 体の接 合 部せ ん断入力量一
接 合 部せ ん 断 変 形 角 関 係 を示 す。 付 着 良 好な WJ−
1で は，
第 3サ イ クル （層 間 部 材 角 1／74rad） よりせ ん断 変 形 角が漸 次 増 加し てい る が，
第 5サ イク ル （層 間 部 材 角 1／36rad ）ま では ほぼ紡 錘 形の ルー
プを描い て いる と言えよ う。 付 着 劣 化 型のWJ−2
で は，
WJ−1
に 比べて 正荷 重，
負 荷 重と もせん断変形角は小さ く なっ てお り，
ま た せ ん断 入 力 量一
層 間部材角 関 係で見られ た よ う な履 歴ルー
プの 顕著な逆S
字化は見られ ず， 梁 主 筋の付 着 力に よっ て生 じる せ ん断 変 形は小さ か っ た もの と思わ れる。
WJ −
3では第 5サ イク ル負 荷 重 より極 端な逆S字 化と な るが， 第6
サ イクル正 荷 重では太ったルー
プを描いて い る。
そ れ以 降 正 負で逆S
字 化の 傾 向が強く なる が，
正荷重での せん断変形の増加は な く， 負荷 重で増加し て い る。WJ −4，
WJ −5
で もこれ と同 じ傾 向と な り， 負 荷 重時に接 合部の破壊が進行し たものと 思わ わ れ る。
WJ−
6で は第4サイクル の せ ん断入力量 τ。u＝O．
35
F
。 で剛 性が か な り低 下 してお り，
そのサイクル ピー
ク時（層 間部 材 角1／53rad ）で早 く もせ ん断 変 形 角がo．
ol rad と な り， 他の 5 体に比べ て接 合 部コ ンクリー
トの せ ん断 劣 化が進んで い る こ と を 示して い る。 また WJ−
3〜
WJ−
5と は反 対に，
正荷 重で変 形が延び る傾 向に あ る。
3．
3 変 形 特 性Fig．
10に全 体変形に占め る各 部材変形の 割 合を各サ イクル ピー
クにつ い て正荷重 時ピー
ク を実線で，
負荷重 時 ピー
クを 破線で示 す。
一 54 一
1 ‘論
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−
Positive．
一
』
Negative 全 試 験体と も加 力サ イクルが 進むに連れ，
接 合 部の 変 形 割 合 が 大 きくなり，
第 7，
第8
サ イクルの大変形 時に．
接 合 部の破 壊に伴う柱の剛性 低 下に起因 す る と 思わ れる 柱の変 形 割 合の増 大が見ら れ る。
せ ん断入力 量の小さいWJ −1
，WJ −2
で は， 接 合部の 変 形 成 分は正 荷 重と負 荷 重で同程 度あ るい は負荷重の方 が小 さ めに出て い る。WJ −
3〜WJ −
5の正荷重で は接 合 部の変 形 成 分の増 加量 は そ れ ほど大き く な く， 負 荷 重で の接 合 部の変 形 成 分が徐々 に増加してい く傾向にある。
こ の原 因 と して は， 正 荷 重では常に新た な変形を経験す る た めス トラッ トコ ン ク リー
トの抵 抗 力が 圧壊前まで は あ る程 度 健 全に保た れ るが，
負荷重では正 荷 重での コ ン クリー
トの劣 化の ため 徐々 に抵抗 力を失い，
変形が蓄積 さ れ る た めで は ないか と思わ れ る。
こ の現 象は筆 者らの 行っ た接 合 部の正 負 繰 返し荷 重 時のFEM
解 析 s〕におい て も観察され た。
付着の 良し悪 しにつ い て接 合 部の 変 形 割 合を比べ る と， 付 着の 良い WJ−
1，
WJ−
3の方が付 着の悪いWJ −2．
WJ −
4よ り接 合 部の変 形が大き く な る傾 向に あ り，
特に WJ−
2では梁 主 筋の付 着 劣 化が生 じ た第4
サ イクル以降 ほ とんど 接 合 部の変 形 割 合は増 加して い ない。 3．
4 鉄 筋の ひずみ状 況3．
4．1
梁主筋の ひずみ分 布Fig，
11
に第 3サ イクル （層 間 部 材 角 1／74 ra（1
）まで の梁主筋ひずみ分布の一
例を示す。
接 合 部 内 梁 主 筋の付 着が良 好とな る よ うに設 計したWJ −
1で は，
上端 筋で は第 3サ イ クル まで圧縮 側 危険断 面 位 置で は圧 縮ひずみ で引 張ひずみの転化 は み ら れず，
付 着は良 好で あっ た と 思わ れ る。
し か し， 下端 筋で は第2
サイクル正荷重 時よ り圧 縮 側 危 険 断 面の ひずみが わず か な が ら引 張へ 転 化してい る。
負 荷 重で の圧 縮 側 鉄 筋の 引張へ の転 化は正 荷 重の それ より早く，
ま た始めに引張 を受け る鉄 筋の方 が 付 着 劣 化が早かっ た。 同じく付 着の良 好なWJ −5
では 正 荷 重で の付 着 は 良 好 N工 工一
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1Fig，11 Strain Distributions ia Beam Bars Passlng through a
Jo
｛nVで あっ た と 思 われ る が
，
鉄筋 間 隔 が狭い こ と もあっ て，
負荷 重で は第 3サ イクルでや や引張に転じてい る。
下端 筋 引 張 側では鉄 筋の降 伏は危 険 断 面 位 置と それ よ り7．
5 cm接
合 部 内に 入っ た位 置でほ ぼ 同時に生じ，
そ れ以降 は接合 部 内 7．
5cm の位置の鉄筋の ひずみが増 大し，
降 伏位置が接合 部内へ 進 展し た もの と 思 わ れ る。
接 合部内梁主 筋 の 付着が劣化 す る よ うに設 計 し たWJ −
2，
WJ −
4，
WJ −6
で は，
予想 通 り早 期の圧縮鉄筋の 引張化 が生じ た。WJ −
2
の下 端 筋正加 力 引張 側 で は，
危 険 断面位置．
よ り．
7．
5cm 接 合部に入っ た位置で鉄筋の 降 伏が始まっ た。
WJ−
4，
WJ−
6の下 端 筋で は，
第3サ イ クル ピー
ク時の 危 険 断 面 位 置と そ れ より7．
5cm 接 合 部 に入っ た位置の鉄 筋の ひずみ が ほ ぼ等 し く な っ て い る。
6 体の傾 向と レて は， 上 端 筋より下 端 筋の ほ うが 圧縮 鉄 筋の引張へ の転 化が早 期に始ま り
，
また正 荷 重 時に引 張を受け る危険断 面 側の方が圧 縮 鉄 筋の引 張りへ の転 化 が早い。 接 合部 中 央 15cm 区間の ひずみ 勾 配は鉄 筋 径 が細い方が急であ り，
付着に よ る せ ん断
伝 達 が 良 好に行 わ れ た と 思 わ れ る。
3．
4．
2
接 合 部せ ん断補強 筋の ひずみ 接合部 内に 配 し た3
段の せ ん断 補 強 筋の中 段の 中央 部 に添付し たひずみゲー
ジよ り測 定さ れ た ひずみ度の履 歴 をFig．
12に示す。
本 実 験で は，
図に示したコ ン ク リー
ト打 設 時の下 面 側に位 置 する せ ん断補強 筋の ひずみの方一
55
一
Architectural Institute of Japan
NII-Electronic Library Service
Arohiteotural エnstitute of Japan
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11 巳r 「 II 。 DI．
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12Joint
Shear Stress・
Stra五n at Center of MiddleJo
重ntFig
．
13 Reinforcement Relations が上 面 側よ り も大き めの 値を示し た。 接 合 部のせ ん断ひ び 割れ発 生 以後，
接 合部 中央で せ ん断 補 強 筋の伸 びが ま ず 増 大す る が，
加 力 が 進 む と他の測定 位 置の ひずみ も増 大し た。 せん断 入 力が大き く な る と，
せ ん断補 強 筋が急 激に伸 び 出す時の部 材 角 （必ずし も降 伏ひずみでは ない ）は小 さ く な る傾向にあ り，WJ −
1，WJ −
2でR ＝
1／23 rad （図 中の ），WJ −
3〜WJ −
5でR ＝1
〆36
rad （図中の ），
WJ−
6で R＝
1／53 rad （図中の ）で あっ た。
ま たせん 断入力量 が高く なる と各サイク ル で の残 留ひずみ が大き く な る傾 向に あ る。Fig−
13 にWJ −
5 （付 着 良し）とWJ −
4 （付 着 悪 し）の ひび割れ観 察 面 側の中 段せ ん断 補 強 筋の ひずみ 分布を ひ び割れ図 と と もに示す。
付 着の良い WJ−
5では， 中 央の 補 強 筋は ほぼ一
様に伸びてい るが，
付 着の悪いWJ −
4で は，
図 中の接 合 部 中 央 位置で伸びが大きく，
他の位置で は， 降伏は しているもの の比 較 的 伸 びは小さい。
これ は 梁 主 筋の付 着 性 状 が 悪い 場 合，
入力さ れ た せ ん断 力に よっ て形成され る 対 角 線ス トラッ トが 狭い範 囲に形成さ れ，
中央部分に ひび割れ が集 中す ること を示して いる。3．
5 コ ン ク リー
トの ひずみFig．
14にそれ ぞ れほぼ 同程 度の せん断入力量で あ る 試 験 体 WJ−
1，
WJ−
2およ び WJ−
5， WJ−
6の接 合 部コ ン クリー
トの対 角 線 上に埋め込ん だモー
ル ドゲー
ジ （正 荷 重時に圧縮と なる ように設 置 ）より測 定さ れた コ ン ク リー
トの ひず み度の 履 歴を示 す。 53rad、
」
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8 ，．
8 Strain（罵）Cernparisons of Strains in Middle
Joint
Reinforcernent of Specimens with Good Bond and Norma 且Bond for Beam Bars「
PJ・ T PJ・
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Shear Stress・
Concrete Strut Strain Relationsモ
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ル ドゲー
ジより得 られた ひずみ度が一
〇．
2 ％に達 したの は，
WJ−
1で は第 4サ イク ル，
WJ−
2で は第 5サ イ クル，
WJ−
5で は第 4サ イク ル，
WJ−
6で は第3サイ クルで あ り， せ ん断入力量 が高く な る につ れて コ ン ク リー
トの 圧 縮 応 力が大き く なっ て い る。
ま た，
付 着の良 い WJ−
1．
WJ −
5の方が，
付 着の悪いWJ −
2，
WJ −
6に比 べて ひずみが 小さい。
梁主 筋の付 着 が 良い場 合，、
接 合 部一 56 一
N工 工一
Eleotronio Library一
〇 τB（kg／c皿
2） 50 Wj−
1Good 臼ondl 0，
O．
03 Rb （一
60 Uppor Beaロ
BarrB （kg〆cロ2） 60 W 亅
一
3 （Geod Bend） 03 （red）po．
03 0，
03 rB （kg／c囗2｝ （B一
50 Lo眉er 臼ea口 臼ar Relations Lo冒er Beam Barτ
B（kg／cロ2） （Bo Rb （rad），
03 （rad ）Upper Bea囗 Bar
03
（rad）
Fig
．
15 Beam Bar Bond Stress inJoint
・
Beam Deflection Angle内に広い範 囲で応力が流れ
，
ス トラッ トへ の圧縮応 力集 中を遅ら せ．
る効 果が ある こと が わ かる。 WJ−
6で は第 5 サ イク ル ピー
ク では一
1％ 以上 にも達し，
ス ト ラッ トコ ンク リー
トにかなり の 圧縮力 が 流 れ ていたこと を示す。
3．6
梁主 筋の 付 着特性Fig．
15に各試験体の接 合 部 内 梁 主筋付着応 力 度一
はり 平 均 部 材 角 関 係 を示す。
付 着 応 力 度は接 合 部 内 梁 主 筋の応 カー
ひずみ関 係 を bi−
linear型と仮 定し接 合 部 中 央より両 側 7．
5cm 位 置に てん付し た梁 主 筋ひずみ ゲー
ジより測 定さ れ たひずみ度 を応 力に変 換し そ の両 位 置の応 力 差が付 着に よっ て伝 達 さ れ る量と考え，
鉄 筋の表 面 積で除して付 着応力 度と し た。 付 着 劣 化 型の WJ−
2，
WJ−
4 で は，
梁の 部 材 角が 1／IOO rad 以 上 （第4サ イク ル以 降 ）に．
な る と付 着 応 力 度が減 少 して い き，
特に 付 着 指 標 τe＝
86kgf
／cm2 の WJ−
4で は顕 著で ある。
また，
せ ん断 入 力 量が 上昇する に伴い，
ルー
プの 8の字型 が著しい。
こ れは接 合 部 内 中 央におい ても梁 主 筋の滑 動 現 象が 生 じて いること に よ る もの と考え ら れ，
付 着劣化領 域は接 合 部 中央にまで進展 して い る こと を 示 してい る。
またWJ −
2で は，
第 3サ イ クル負 荷 重 時に80kgf
／cm2 程 度の他の試 験 体に比べ て 高い付 着 力 を記 録してお り，
第 4サ イクル より荷 重一
層 間 部 材 角の履 歴ルー
プの逆S字 化が顕 著になっ たこと か ら， こ の時 点で梁 主 筋の付 着が破 壊 された もの と思わ れ る。
付 着 良 好 型で接 合 部せ ん断入力 量の小さ い WJ−
1の履 歴ルー
プ形 状は付 着 劣 化 型よ り太っ てお り， 付 着 応 力 度 の減少は見ら れ ない。
付 着 良 好 型ではあるがせん断 入 力 量の高いWJ −
3で は，
付 着 応 力 度の減 少は み られ ないが，
履 歴ルー
プはWJ−1
に比べ，
逆S
字 型 を示して い る。 4．
接 合 部の耐 力 と変 形 性 状に関 する考 察 Fig．
16〜
Fig，
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各試験 体の接 合 部コ ン クリー
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Concrete on Joint Sheal Stress−
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1 20 40 GOThe Points at the Strain in Strut Concrete Reached the
Strainat
the CompressiveStrength ofContrel
Cylinder
onJoint
Shear Stress−
Story Drift Relationshipsτ ρL／ Pc 2
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Fig
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18 The Points at Maximum App1且ed Loaded onJoint
Shear Stress
・
Story Drift Relationshipsの圧壊時の骨組の変形， 接合部の対角線方 向に 埋 め 込 ん だモ
