連層壁を有する鉄筋コンクリート造骨組の地震応答性状

【論 　 文

1

UDC ：624

．

　

Ol2

．

45 ：550

．

34 ：624

．

042

．

7 日本 建 築 学 会 構 造 系 論 文報告集 第 393 号

・

昭 和 63 年11月

連

層

壁

を

有

す

る

_鉄筋

コ

ン

_{ク リ}

ー

_ト

造

_骨

組

の

地

_{震 応答性状}

正 会 員 正 会 員

岩

　 　下　 　

恒

　 　雄

＊

岡 　 　田　 　忠 　 　義

料 　

1．

は じめ に 　 従 来

，

我が国で は

，

中 低 層 鉄 筋コ ンク リ

ー

ト造 建 物は

，

耐震 壁の高い剛性とせん 断 耐 力 が期 待できる ため 強 度 抵 抗型 と し て考え ら れて き た が

，

新 耐震設 計法 を機に

，

壁 の _曲げ 降 伏， 壁 脚 部の浮 き

一

ヒが り

，

回 転 降 伏な どの現 象 が 認 識され， 靱 性 的な特 性 もかなり期 待し得る の で はな いか と考え ら れ るよ うになっ てき た。 事実

，

鉄 筋コ ンク リ

ー

ト造 耐 震 診 断 基 準1）_にお い て も

，

壁の 曲 げ 降 伏

，

回 転 降 伏に そ れ ぞ れ高い_{靱性 指標}を与えて いる。 　

一

方， 有 壁 架 構に関 して は多 くの研 究 成 果が蓄 積 され てきて い る が

，

中 低 層鉄 筋コ ンク リ

ー

ト造 建物の_崩壊型 として卓 越 し がち な耐 震 壁 脚 部の浮 き上が り， 回転 降 伏 を考慮し た研 究は比 較 的 新 しく2｝

−

17）

，

こ の種の_架構の挙 動に は未だ不 明な点が多い

。

こ こ で

，

脚 部の変 形 を 考 慮 し た既 往の研 究 を概 観し て み ると

，

振 動 論 とし ての地 震 応 答 解析に よ る も の と

，

実験 的研究12）

−

16）　

th

_るい は静的 解 析】7 ）_に よるもの の 2種 類に大 別で き る。 こ の う ち前 者 は

，Housner

ら18 ）

−

20 ）に よる剛体 転 倒の研究を始め と し て

，

地 盤に注 目し上 部 構造を

1

質点系バ _ネに置換し た も の21）

−

2s ，と

，

上 部 構 造に注 目し たもの2）

”

11｝

・

z9 ）に分 類さ れ る。 さ らに

，

上部構造に注目 し た もの の う ち， 有壁架構 を対象と し た研究に は

，

架構 全体を低 質 点系に置換し

，

基 礎の浮き上が りを考 慮 した研 究2圃 _{お よ び骨 組モ デル} を用いた加 藤ら の研究T）

−

11 ）_{が あ る} 。 これ ら

一

連の研究を 通し て

，

回転 壁が曲 げ壁とほ ぼ同 程 度の耐 力お よ び変形 能を有す ること が判明し て き た

。

しか し な が ら， 部材の 靱性と構造 物全体の靱性と の関係な ど

，

架構全 体と部材 との関 係につ い て論じた研 究は極めて少な く， そ の解 明 は急務である。 　 他方

，

後者の_{骨 組}モ デル を用い た有壁架構の計算法と して は

，D

値 法3e）

_，

_{武藤博士の方法}31 ）

，

仮想仕事法， 静 的 増 分 解 析 法

，

動 的 弾 塑 性 解 析法

，

お よ び その他の 方 法 が提 案されて い る

。

これら の 中で は

，

弾 塑 性 地 震 応 答 解 析 が 最 も望 ま しい のであ ろ うが_， 手 順が複 雑で あり， 大 型の計 算 機を必 要とする。 こ の た め

，

実 際の設 計 時を対 ’ _{名 古 屋工業 大 学 　 教 授}

・

_工博 ＊ ＊ _{名 古 屋 工 業 大 学 　 大 学 院 生}

・

工修 　 〔昭 和 63年4月10日原 稿 受理｝ 象とすれ ば

，

従 来 採 用さ れ て き たような簡 便な静的解析 法が望ま れ る

。

　動 的 解析に代わ る計 算法 を考え る に は

，

有壁 架構の地 震 時の_特性を 把握す るこ と が大 前 提と な る

。

以上の こと から

，

解 明が必 要 と考え ら れ る事 項 とし て は， 　（1） 骨 組 架 構の変 形 能 力 と構成部材の_変形能力との 関係

，

お よ び架 構の変形と保 有 耐 力 との関 係

。

　

（2 ）

　

直 接 基 礎の場 合

，

耐 震 壁に水平力 が集中す るこ と か ら壁 脚部の浮き上が り は避け ら れ ない もの と考え ら れて いる。 これを浮 き上 が らせまいとす る な ら境界ばり を強く し て曲げ戻しの_{効 果}を大き く す ることで あろう が

，

か えっ て壁の脆 性 的な破 壊 を 招じ や す く な る可 能性 も生じ る

。

総じて

，

壁脚 部の_浮き上がり

，

回転 降 伏を積 極的に避 けるメ リッ トは少 ない と考え ら れ るが， こ の利 害 は ど うで あ ろ うか

。

　このた め本研 究で は

，

有 壁 架 構の耐 震 設 計 法の確 立 を 念 頭に

，

現 象 把 握 を 目的 と して平面架構モ デル に よ り地 震 応 答 解 析を行い， 中 低層 鉄 筋 コ ン ク リ

ー

ト造建物の各 部材が順次塑性化して ゆ く過 程 を壁に重 点 を置 きな が ら 追 跡し

，

その耐 震 性 を検 討 する

。

その 際，今まで の研 究 3T） で，   は り， 柱の鉄筋比の変化が最 終状 態の崩壊 型に及 ぼ す影 響は小さい

，

  _境界ばりの最 大 塑 性 率 と架 構の最 大 層 間 変 形 角 との間に は は り鉄 筋 比 をパ ラメ

ー

タ と し て 線形 関係が存在す る

，

な ど の結 果が得 られて いるた め， 本報で は

，

前 記 （1 ）を 対 象に_， まず有 壁架構の応 答 基 本性状を検討し た後ボ架構 全体と部材との関 係につ い て 考察を進め

，

境界 ばりの最 大 塑 性 率と架 構の最 大 層 間 変 形 角との関 係 を 具 体 的に定 式化す るこ と を試み る。 そ れ と と もに， 今ま で の研 究 3T） で は

，

境界柱と壁付帯柱の鉄 筋 比 を同

一

と して き た が

，

付帯柱の鉄 筋 比が変 形に及ぼ す影 響は大きい と思わ れ るの で

，

こ の鉄 筋 比の変 化の影 響と

，

さ らに

，

壁 筋 比の影 響につ い て検 討 する

。

な お， （2 ）お よ び部 材 寸 法の影 響な どにつ い て は後 報に譲る

。

　

2．

有 壁 架 構の解 析 法 　対 象 構 造 物は 7層の鉄 筋コ ン ク リ

ー

ト造の_平面架構と し

，

耐 震 壁が 1ス パ ン の み存 在する図

一

1の よ う な中 央 連 層 壁 タ イプを 考える

。

　2

．

1 部 材の モデル化

一

₃₅

一

攤

離

鑠

i

韆

鑠

羹

1

鑼

・ …

_鑞

_韆

 ．

i

韆

難

i

覊

　

　 ラ yU 想

Q

　 （ Mc （

9c

K2 K3

＝

O

．

005K1

、

_SA K1 　 　θc （δc）　

ey

（δu） 図

一

3 部 材の スケル トンカ

ー

ブ o _{鉛 直}反 力　1Y 」ド P

　　

_N UP

く

_う

一

　 　 Ω N

〜

ツ

1 鉛 直 ミ 変 位 　 　X

＝

0

．

　1Y　 　＋0

。

9Y 11 x

1

_丶

図

一

4　基礎バネの_履歴特性 図

一

1　 対 象構造物 図

一2

壁 柱モデル 　解 析は変 位法に基づ い てい る

。

柱

，

は り部 材は

，

ONE −

COMPONENT

　

MODELsu

｝_{を 用}い て質 量の ない

．

線材に置 換 し

，

は りの_耐力

，

_剛性に はス ラ ブの有 効 幅 を 考 慮 し た。 な お， 直交ばりは考 慮して いない。 耐 震 壁は 図

一

2に示 す よ うに

1

本の柱 材に置換し たいわ ゆ る壁 柱 モ デルに よ り表し， 初 等 理 論によ り剛 性マ ト リッ クス を 作 成 する。 こ の た め， 耐震 壁の曲 げ変 形と せ ん断 変 形は 容 易に分 離で き る。 は り部分は剛 棒 とし， 境 界ば りに剛 接 合さ れ るもの として取り扱 う。 基礎は直接基礎を 想 定 し

，

_{地 盤}は

，

各基 礎 ご とに基 礎の柱 芯 位 置で の鉛直バ_ネ と水平バ _ネに モ デル化す る。 基 礎の浮き上 がりは柱 下の 鉛 直反 力に よ りチェ ックし

，

反 力が

0

に な れば浮き上 が り が生じ たもの と して

，

その基 礎のバネ定 数 を0と す る。 ま た， 浮 き 上 がり か ら戻る と き は

，

浮き上がっ たと き の 残 留変形を考慮し て判定 する

。

　

2．2

　部 材の復 元 力特性

　

本 解析に用いた部 材の スケル トンカ

ー

ブは

Tri−linear

モデル （図

一

3 ）で あ り

，

こ の う ち

，

壁の せん断変形の 場 合は図 中 点 線で示 した折れ線で_{規 定}す る。 部材の履歴 特 牲は_， 柱

，

は り

，

壁の 曲げ変形は

D −Tri

モ デル33 ）

，

壁の せ ん断 変形は

Origin−

oriented モ デル33）であ る

。

な お

，

柱

，

は りのせ ん断 剛 性は弾 性と して いる。 基礎の鉛 直バ _ネの ス ケル トンカ

ー

ブに は

，

図

一

4の よ うに地 盤の 極 限 荷重

Pa

お よびその ときの沈 下 量

Su

で無 次元化し た下 式を用い てい る

。

　　　 X ＝＝O

．

1　

V −

fO

．

9

　

Yll・

・

・

…

　

t・

・

・

…

　

一

一

…

　

−t…

　

t・

・

・

・

・

…

　（1 ） た だ し

，X ＝

（沈 下 量）／

Su

，　Y

＝

（鉛 直荷 重 ）／

P

。 　　　 　

Pu一3fe

×_（フ

ー

チ ング面 積 ） 　　　 　

Su

＝

10

　

Puf

（鉛直バ _{ネ 剛 性 ）} 　　　 　

fe

：_許容地 耐 力t／mi 　この曲線は初 期 鰯性に対す る点 〔

Pu，

　

Su

_）の割線剛 性低 下 率

＝

・

0

．

1， 同 点の接 線 剛 性 低 下 率 ＝ 0

，

01 と な る_性 質を持っ て い る

。

な お， 解 析 上は最 初の鉛 直 荷 重に対し て は_弾性と し

，

こ のと きの_基礎の鉛 直反 力に_対応す る点

P

を 曲線上に_求め， 応 答 解 析 上の出 発 点 と して いる Sl 。 ま た

，

沈下 量減 少 時 （

Q

点か ら

UP

点 ）は初期の接線 こう配で_戻り_， 沈 下 量 増 大 時に剛 性 低 下す るSoft

−

spri

・

ng　slip _型の モ デ ル17） を用い てい る

。

今回は地 盤 を 破 壊 させ な い ように極 限 荷 重 Pu に余 裕を持た せて解 析 し た。 　2

．

3　 地 震 応 答 解 析 法 　弾塑 性地震応答 解析におけ る数 値 計算は Newmark の β法 （β

＝

1／4＞に よ り

，

積分時 間の刻み幅 を

o．

02

秒 と し たが， 剛 性 変 化の際は 0

．

002秒

，

基 礎 部 材の剛 性が変 化す る と き に は

0，

0002

秒 とさ らに細か くし た上で再 計 算 する。 減 衰は弾 性

一

次 固有周期に対して

3

％ と し た瞬 間 剛 性 比 例 型で与え，入 力地 震 波は

El

　

Centro

　

1940

　

NS ，

Taft

　

1952

　

EW

の

O〜15

秒 間お よび， 八 戸1968　

EW

の 5

−

_{20秒 間}で いずれも最 大 加 速度を

250，375，500gal

に 修 正 して用いた。 　なお_， 耐 震 壁が せ ん断 耐 力に達し た場 合に は架 構 全 体 も崩壊に至るもの と定義し

，

こ の時点で解析を終了す る

。

　2

．

4 解 析 条 件 　部材 寸法は_表

一

1に_示す と お り で基礎部分を除き各階 同

一

と し

，

構 面の奥行き

3．5m ，

階高

3．

5m ，

壁

，

は リ ス パ ン はと もに 6m とする

。

_表

一

2は

一

般的な配筋 を念 頭に置き な が ら文 献 30｝を参 考に仮 定 し た配 筋 表で あ る

。

表

一3

は本解析例におけ る各 階の重 量 お よび境 界 柱 軸力であ る。 表

一

1　 部材断面 （cm _） 階 柱 壁 はり スラ ブ n75 丞

752035

盟

70

15

B

一

55x110

20

“1 弾性計 算 結 果の沈 下 量S と点P の沈 下量 sp の 差 は極め 　て小さ く

，

壁 下で 〔sp

−−

s）／s

＝

2

．

5％ 以 下 となって いる

。

一 36 一

表

一

2 配 筋 量 1 _階 1 柱 　　 　 　 　 壁 は り スラ ブ 1

い

 

・

鋤

1

伽 8…

1

幸

覊

il

_：

：

嬲

　D10

−

_＠20C圃 （有 効 幅105Cロ） 表

一

3　各階重 量， 境 界 柱 軸 力 （ton） 階 重 量 軸 力

76L8

　

h14

．

5

677

，

127

．

8

577

．

14L1

477

．

154

．

4

377

．

167

．

7

277

．

181

。

0

177

．

194

．

3

B83

．

8

一

yyMM Mc 　 　 　 φc_φy’ φY 図

一

5　耐震 壁の曲 げ変 形の復 元 力 特 性 　柱， は り部 材の ひ び割れ モ

ー

メ ン トM

。

，

降 伏モ

ー

_メ ン ト

My ，

降伏 時の剛性 低下率av は文 献

30

）に よ り算 出し た

。

ただ し

，

降 伏モ

ー

メ ン トは同文献の_終局時モ

ー

メ ン トを用い て お り， 軸力N は長 期軸力， 降伏 後の 剛 性 低下率は

0．

005

で あ る。 　 耐 震 壁の 曲げ変 形の 復 元 力 特 性は曲げモ

ー

メ ン ト

M

と曲率 φの _関係で定 義 し， 図

一

_{5に示す よ う な Tr}レ

linear

型の モデル と す る

。

壁の

Mc

は柱

，

は りの場 合 と 表

一

4　解析モ デルの基 本性 状

基礎

条 件

T1

（sec _）

R

・

1

_／

100

_{時 崩 壊 型} バネ支 持

0，

360

基礎 浮 き上 が り 回 転降 伏 ピン支 持

0．

297

壁曲 げ 降 伏 同様の式で求 め た。ま た

，

Ms

は文 献 30）の曲 げ 終 局モ

ー

メ ン トを用いた

。

曲げ終 局 時の_{曲 率φ。}は

，

図

一5

に示 す 復 元 力 特 性の第

2

分 枝 上の

y

’

点が定 ま れば容 易に求 まる

’

Z4 ｝

。

こ こ に

_，

　

Y

’

点は引 張 側の壁 付帯 柱の主 筋 が 引 張降 伏す る点で あ る。 な お

，

降 伏 後の 剛 性 低 下 率は常に 0

．

005とし た

。

　耐震 壁の せ ん断変形の復元 力特性は平 均せ ん断応 力度 とせん 断 変 形 角の 関係で定 義 す る

。

壁のせ ん 断ひび 割れ 耐 力

Qc

は

，

　

Aw

を壁の面 積 （両 側柱 中心 間）とし て

，

　 　 　

Q

。＝ ＝

O．

1A

．

F

。

・

………・

・

………・

・

…一 ・

・

tt・

…

（

2

｝ と し

，

壁の せ ん断 耐 力

Qu

は文 献35）の せん 断 強 度 式 （平 均 値 ）か ら求めた

。

ち なみ に_， 1層の値を示せ ば

，

Q

。

＝

252

　ton

，

　

Q

_。

＝

427　ton で あ る。 な お

，

せ ん断 耐 力 時のせ ん断 変 形 角 γu は

，

4／1000 に仮 定 35｝_{し て} い る

。

　 基礎の_{支持 条件}は バネ支持

，

ピン_支持の

2

_種で

，

こ の う ち ピン支 持は

，

バ _{ネ支 持}の極 端に剛 性が高いもの と し て考え る。 ま た

，

バネ支持時の初 期接 線鉛直バ ネ定数は 3000t／cm

_，

水 平バ _{ネ定 数}は鉛 直バ _{ネ 定 数}の 0

．

35倍17｝_と し た

。

　

3．

解析結 果 　構 造 物の 基 本 性 状 として_， 表

一

4に基 礎の支 持 条 件 別 の_{弾性 1 次固有周期，} お よび外 力と し て

A

，分布を仮定 し た静 的 解 析に よ る

_層

間変形 角 1／100時の 崩 壊 型を示 す

。

　

3．

1

有壁架構の塑性化状態 　図

一

6

，

7は

，

部 材の塑性化進行 状況をバ _{ネ支 持}の場 図中の 数 字は降 伏 順を表 す ◎ 曲 げ ひ び 割 れ

O

曲 げ 降 伏 △ せ ん 断 ひ び割れ 　 　 　 A ：壁の 曲 げ 要 素

　　 烈

B

　

B ： cxの せ ん断 要 素 76 　 　 5 　 　 4 　 　 3 　 　 2 H Φ 〉   口 旨 Oo 州 国 1B 1／2001 ／400

嬲

嬲

蕪

鐸

菊

以 （a ）基礎 浮 き上 がり時 　 　 　 0

．

0　 　 　0

．

2　 　 　0

．

4　 　 　D

．

6　 　 　0

．

B　 　 　l

．

O 　 　 　 　Base 　Shear 　Coefficient

　 　 　 　（b）R

＝

廴／4GO時 　 　 　（c ）部材降伏ベ

ー

_{ス シ ア} 図

一

£ 　 部 材σ）塑 性 化 進 行 状 況 （El　Centro_{；バ ネ支 持 ）}

図 中の 数字 は降 伏 順を表す ＠ 曲 げひ び割れ o　曲 げ 降 伏 △ せ ん 断 ひ び 割 れ 20 　 　 　〜竃 9　　 　 　n 凋 　 　 　 　 聖9 ●　 　　 　　7 ■5　 　 　 　17 ，　 　　　5 o 14　 　 　 　 龜5 5　　 　　 8 o 宦3　 　　 22

，

【2　 　　 10 o 23　 　 　 〜司 25　 　　 27 o z5　 　 　 20 3塵　 　　 ヨ0 o _＠ ム 33 ，2 1 1 2 （a 〕_{基礎浮き上 が り時} 　 　 　 　 　A ： _壁の 曲 げ 要 黙 A 　 B 　 B ；CLtの せ ん 断 要藜 76 　 　 5 　 　 4 　 　 3 　 　 2 　 H Φ 〉 Φ 日 掬 OOH 函 璽 B

il

_＃

　

　

　

踏 「

茸

1／200

　　　ン

d

　

．

1

／

400

　 　 　》（×

覊

蕪

□ ◇ △ ▽ ズ × 壁 曲げ降伏 1／100 　 　 　 0

．

0　　　0

．

2　　　0

．

4 　　　 0

．

6 　　　 0

．

8 　　　1

．

O

　 　 　 Base 　Shear 　Coefficient 　　 Φ ）

R

＝

1

／

40

〔畤 　　　　　　　（_{c ）部材降 伏}ベ

ー

_{ス シア} 図

一

7　部材の塑性化 進 行 状 況 （八戸；バ ネ支持 ） 合につ い て表し たもの で_， いずれ も入 力 加 速 度の最 大値 を

500gai

とし て い る

。

こ の う ち 図

一6

は

EI

　

Centro

入 力， 図

一

_{7は 八戸入力 時を示す} 。 　ま ず， 図

一 6

，

7

の 図（a ）で は外 力 が ま だ小 さく， 1 か所の基 礎に浮き上が り を生じ た後に大部 分のはり端に 曲げ 亀裂が 生じ ている。 両図の図（

b

）は

R

＝

1

／

400

時 の塑性 化状 態を示すが

， 1 〜2

階の耐震 壁 脚 部に_曲げ亀 裂が発 生 し， 曲 げ 剛 性の低 下が生 じ た後， 最初に浮き上 がっ た基 礎の反対側の境界 ばり の上 層 部 分で連 続 的に曲 げ降伏が発生し

，

同 時に

，

柱 脚お よ び最上階柱 頭で曲 げ 亀裂が生 じて い る

。

こ の_後， 3 階の_耐震 壁 脚部に曲 げ亀 裂が発 生 し

，

前 述と は逆サイドの フ レ

ー

ム部分で

，

は り の曲げ降 伏が連 続 的に生じ て い る

。

また_， 両 図の図 （C _） は， 各 階の各 部 材に始め て降伏 が生 じ た状況 を振 動中の 時々刻々 の ベ

ー

ス シ ア係 数を 用い て表現し た もの で あ る。 図 中の補 助 線の交 点

“

＋

”

は その階の層間変形 角が そ れ ぞ れ図 中の値に達し た時 点 を示す が

，2

階以 下で は 7 6 匸 」 　 　 　

4

　 　 　

　

3

　 嗣 ω 〉   日 NOOH 国

2

1 7 いずれも 層 間変形角が 1／400 に達して い なし  図

一

7 （c _）の基 礎 ばりの _降伏，

1

_階の壁の 曲 げ降伏などは別 と して_両図は ほ ぼ同様の_値を示しており

，

両者の_降伏の 過 程が似て い る こと を表して い る

。

以 上か ら， 両図の図 （

b

）に代表さ れ る よ う に

，

同じ変形 （層 間変形角 ）レ ベ ルで見た場 合の塑 性化状 況 図は_， 外 力によ らず類似し た結果が得ら れ る。 　以 上の傾 向は図は省 略し たが

，

ピン支 持の場 合で も大 略認め ら れ た。 た だ， この場合は， 大部分の は り端に曲 げ亀裂が発 生し た_後に

，

1

−

3階の_酎震 壁 脚 部に_曲げ亀 裂が発 生し， 曲 げ剛 性の低 下が生 じて い る

。

さ らに， こ の結果

，

上 層の は り内端に曲 げ降伏 が 生じてい る

。

　図

一8 ，

9は各 階の最 大 応 答 値 （最 大 加 速 度500gal） である。 こ の う ち， 図

一

_8はバ _{ネ 支 持}の場 合で， 図

一

₉ はピン支持の_場合であ る

。

な お

，

は り お よび柱の塑性率 は当 該 層にある全 節 点の塑 性 率の最 大 値 を もっ て示し た

。一

般に_， は り塑 性 率 と層 間 変 位 とは無 関 係では ない

1

−

1

ー

　

　

　

　

ノ

／ ／

ー

／

0

　 1　

2

　3　4　

5

Displacement 　〔cm ｝ 　 　 fa）層 間 変 位

6

5

　 　 4

昌

　 　

へ

」 　 　

　

2

H Φ 〉 Φ 日 日 ooHh 監 B 　／ ／ ／

ノ

ー

1

1

　

　

　

ー

ノ

0　 　 　 　 5　 　 　 　10

Ductility 　Eac：tor 　 （b）境界ばり塑性率 　 　 図

一

8 7 6 匚 」 　 　 　 4 　 　 　

　

3 　 H   〉 Φ 日 』 OO 耐 2 1 lt 　 　 　 El 　

−

Cent二ro 　

−一

…

Taft 　

−一一

八 戸 丶 ＼ 　 ＼ 　 　 ＼ ll 　 ／

〉

／ 7 6 5 4 3 H   〉 Φ 日 旨 ooH 』 2 1

＼

　 　E

−

C

−一

…

T

一

髄

一

八_尸

丶

0

。

0_{095　　　L}

_・

_{0　　　0　　100　200 　300} Ductility Fact二〇rShearing Eor¢ e（ヒon ） 　 （c＞墳堺柱 塑性 率 　 　 　（d）層せ ん断力 各 階の最 大 応 答 値 （バ_{ネ 支持 ）}

7

6

5 　 　 　 4

_．

　 　

3

　 H   〉   RHoo → 国

2

10 　1　

2

　3　4　

5

Displacement （¢m ） 　 　 （a ）層間変位 7

6

5

　 　 4

_。

　 　

へ

5 　 　 　 2 H Φ 〉 ω 口 】 ooHh

1

B0

　 　 　 　

5

　 　 　

10

Ductility Factor 　（b）境界ば り塑性率 　 　 図

一

9

7

6

【 」 　 　 　 4 　 　 　

　

ヨ 　 H ω 〉   口 掬 OOH ・ 10

．

0　 　 　0

．

5　 　　 1

．

O Ductilitv 　Factor 　 　（c ）境界柱塑性 率 各階の最 大 応 答 値 （ピン_{支 持〉} 7 6

5

　 　 　

　

』

−

　 　 　

つ

」 　 肖 Φ 〉 Φ 貞 旨 OoH 2 10 　　100　

200

　

300

Shearing 　Force 　（ton ｝ 　 　 （d）層せ ん断 力 と 考えられ るが， 図

一

_{8に おい ても層 間 変 位 とは り塑 性} 率の分 布は ほぼ同 形であり

，

い ずれも上 層におい て縦 軸 に平 行な直線と な り

，一

定値を と るこ と を示して い る

。

これに対し柱 塑 性 率は

，一

ヒ層と下 層で突 き出 した形 をし て お り

，

その最大 値は 破線の八 戸 入 力に よ る 場 合 で も 0

．

7程 度で ほと ん ど塑 性 化 して いない。

一

方

，

層せん 断 力につ いて は地 動によ る違いはそ れ ほどな く

，

その分布 形は ほ ぼ 三角 形で ある。 　ピン支 持 とし た場 合の図

一

9で も同 様の傾 向 が 認め ら れ る

。

た だ し

，

基礎の固定 度が高いた め

，

層 間 変 形お よ び部 材 塑 性 率はバネ 支 持の場 合 よりも小さい

。

また， 層 せ ん断力 につ いて は破 線の八戸入 力 に よ る場 合の み高 次 モ

ー

ドの影 響の た めか紡 錘 形 を示 して い る

。

なお

，

両 図 と も基 礎ば りの塑 性 率は小さ く収 まっ て い る

。

　図

一10，11

は壁の_{最 大 応 答値}で

，

図

一10

はバ _{ネ支 持}

_，

図

一

1ユはピン支 持の場 合 を示 す

。

ま た

，

両 図の 図 （a _＞

〜

_（

_d

_）はそれ ぞれ壁の曲 げ塑 性 率， 壁の せ ん断 塑 性 率

，

1層の壁の せ ん断 力 負 担 率， 1層の壁の せ ん断 変 形 率 （せ ん断 変形 を 曲 げ変形と せ ん断変形の和で除し た値 ）を表 す

。

な お

，

両図の 図（a _）

_，

_（

bl

は地動 加速度の入力最 大 値 を

500gal

とし ており， 図 （c ）， （

d

）は地 動の入 力 レ ベ ル を250

，

375

，

500gal の 3 種に_{設 定}して い る。 　図

一

10を見る と_， 破 線の八戸入力に よる場 合の み 1 層の壁の塑性化が進行し

，

図（a _）の _曲げ 塑性 率は

8

程 度とな っ て い る。 こ れに対 し， 図 （

b

）の せ ん断塑性 率 は

O．

2に満た ない

。

こ の_結果， 図 （

d

）の

500gal

時で は せ ん断 変形率が大幅に減 少し

，

ほ かの 2 波の約 0

．

4 倍 を示し ている

。

また， 図の変 形 率は

O．

　

18− O．

05

の範 囲 に_収ま り

，

入力レ ベ ルが上が るにっ _れ減少_して い る

。

図 （c _）のせ ん断 力 負 担 率には地 震 波の違い によ る影 響は ほとんど 見ら れず

，

負 担 率は

_，

入力レベ ルが 上 がる に伴 い 0

。

85〜

O

，

93と増 加して いる

。

　 ピン支 持の場 合の 図

一

11で もほぼ同 傾 向で あ る が

，

ただ

，

図 （c ）のせん 断 力 負 担 率では

0．

95

程 度で ほぼ

一

7 6 匸 」 　 　 　 躍 題 　 　 　 3 Ho ＞ oqhooH 2 10 　 　 　 　 5　 　 　 　1D Ductility 　Facter 　（a〕壁の 曲げ塑 性率 （500gal入 力 ） 7 6

匚

」 　 　 　 4

_．

　 　 　 ヨ H ω 〉 Φ 日 HooH 2 1 LO 貯 o ロ   　 　 9 　 　 0 紗   ” 肩 画 旧 o α ＼ ＆ 0

．

2 ζ O ρ   　 ρ の h 耐 函 　

ロ

G 鞠 o

（

uT ¢ 十 E 属

〉

丶 の 函 　 　 　 　

0 。

θ 0

．

0　　 　0

．

1　 　 D

．

2　 　200 　 　 　400 　 　 　5DO

Ducti コLityFactor Acceleration （_ga］

．

） （b）壁の せ ん断 墾性 率 　 　 　 　（c〕1_層の壁の

　（500ga正入 力 ）　 　 　 せ ん断力負 担 率 　 　 　 図

一

10　 壁の最 大 応 答 値 （バ_{ネ支 持 ）}

O

，

0

　 200　 　　 400 　　 　　60D

　 Acce エeration （gal 〕 （d）1層の壁のせ ん 断 変 形 率

7

6

5 　 　 　 41 　 　 　

_隔

「

U

一   〉   日 匆 oo 一 角

2

10 　 　 　 　

5

　 　 　 　10 Ductiiity FaCtor 　（a）壁の曲げ塑性 率 　 （

5009al

入 力） 7

6

5 　 　 　 4d ω ＞ 0 日 3 旨 oo 目 国

2

1 t

．

O h 旨 o ρ の 　 　 　

9

　 　 　

0

」 切 」 耐 函 旧 o α ＼ 3 α 20

、

h 』 O り の 　 り 竰 』 爿 山

0

旧 O

（

の 匡 十 矗

V

＼ ω 属 　 　 　 　O

。

8 0

．

0　　 0

，

1　　 0

．

2

　　20e　　 400　　 600

Ductility Fac七〇r　　　　　P

・

ccelera 七ien〔ga3）

　くb）壁のせ ん断塑 性率 　 　　 　 （c ）

1

層の壁 の 　（500gal入 力）　 　 　 せ ん 断 力 貴 担率 　 　 　図

一11

　壁の最 大 応 答 値 （ビン_{支持 ）} 0

．

0 　

200

　　　400 　　　

600

　 　Ac ：eleration 　（qal ） （d〕1_層の壁の せ ん断変 形 率 定 値を呈す。 両（c ）図の こ の傾 向の相 違は次の よ うに 考え ら れ る

。

す な わ ち， 壁の せ ん断変形は弾性 域に と ど まっ て いる た め

，

負 担せ ん断 力は地動 加 速 度の入力レベ ル に ほ ぼ比例し て増大す る が， バネ支持時の水平変形 量 はピン支持の場合よ りも大き く

，

骨 組の塑 性 化が進んで も境 界 柱の 負 担せ ん断 力はそ れ ほど増 大せず

，

図

一10

（c _{）で右上が り と な る} 。 　3

．

2　 部 材と架 構 全 体 との関 係 　 現在の最 大層 間変形角に おい て は

，

周 知のよ うに

一

般 には 1〆200の_{規 定}が設けら れ て い る

。

こ の層 間 変 形 角は 部 材の塑 性 率 と 関 係があるはずで あ り， この観 点か ら境 界ばり の最 大塑性率‡2_と 架構の最 大層 間変形 角t2と の関 係を示 し たのが図

一

12（

b

）で ある

。

な お， 地 動3波の そ れ ぞれの入 力レベ _ル

250

，

375

，

500

　galにつ いて

，

基 礎条件の区別な くプロ ッ トして ある

。

これに関し

，

図

一

8， 9の （a ），（

b

）

，

（c ）か らも看取で きるよ うに， 境 界ばりの_塑性率と層 間変位の最 大 を示す 層 は

一

致す るこ と

，

境 界 柱の塑性率は_最大で も ク ラッ ク が生じ る程 度に 収まっ ている こ と

，

かつ

，

壁の変形はほぼ剛体的に扱え ること か ら， 層の変 形の原 因は境 界ばり端部の変形に起 因す ると考え ら れ る。

一

方

，

壁は剛 体

，

回 転 中 心は壁 中 央に あ る とすれ ば

，

図

一

12（a _〕に示 し た よ う にt 境界 ばりの_最大変形量 θ（

＝

μ

・

ee

）と架 構の最 大 層 間 変 形 角

R

（＝ _δ／

h

）_{の間に は}

，

バ _ネ

_，

ピン支 持の基 礎 条件にか か わ らず 次 式が成 立する

。

　

　

　

θ

一

（

　　十

Lw1

　 2L

）

・

R

……一 ・

・

…・

………・

・

…・

…

（・〉 し たがっ て

，

は り の塑性率μは下式と な る。 δ

一

　　 　　

L

　　 　　　 　　　 　　 　　　

I

．凹 （a ）境 界 ばりの変 形状態

10

　

8

　 　 　 　 　 5 　 　 　 　 　 4

_・

　 　 　 　

2

拐

窟

召

旧 o 』 o

ぢ

耐 h

台

昌

コ

リ

呂

D

　 　 　

0 ．0

　　　　　　

0 ．

5

　　　　　　LO 　　　　　　1

．

5

　 　 　 工nterstory Deflec 辷

ion

　Angle 　（0

．

Olrad ｝

　 　 　 （b〕境界ばり塑性 率と層間 変 形角の関係

図

一

12 境 界ば り と架 構 全 体の関 係 i23

．

_2節

にお け る最大 塑性 率お よ び最 大 層 間 変 形 角とは

，

全 層のう ちそ の値が最 大とな る層の値をい う。

　

　

　

・

一

（

1

＋

翻 陽

…一 …・

・

………一 ・

…・

（・） こ の式よ り求め た直 線 を 図 （

b

＞に実 線で示 し た

。

こ の 直線は解 析 結 果の μと

R

の間に観 察さ れ る線 形 関 係 を ほ ぼ近似して いる。 この関係を用い れ ば

，

架 構

，

壁 周 辺 部 材に要 求 され る変 形 性 能 を知ること が可 能と な る。 す な わ ち， こ こ で扱っ たモデル で は， 境界 ば りの最 大 塑 性 率を

3

程度に と ど め たい とすれば

，

地 震 時の架 構の層 間 変 形 角はお お よ そ 1／200以下 に抑え れ ば よい ことに な る。 　 図

一

13は

，

最 大 応 答ベ

ー

ス シア係 数 と 架 構の最 大 層 間変形角＊2 との _関係を示し たもの で

，

地 動

3

種の そ れ ぞ れの入 力レ ベ ル

250

_， 375_， 500　

gal

につ い て プロ ッ トし て あ る

。

両 図中の点線は

_，

外 力と し て

A

，分宿を仮 定し た仮 想 仕事法による保有水 平 耐 力である。こ の数 値から

，

両図と もほ ぼ最 大 耐 力に達し てい る と見る ことが でき，

1 ．0

口 U 　 　 　 　 　 σ O 　 O

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

・

O

　 　 　 　 　 nU 口 Φ 同 O 哨 旧 旧 ¢ OO 　

4

　 　

●

　

0

図 而 ω 4 の 　

2

　 　 9 　

00

跚 応 o踵

0 ．0

　 0

●

0 　 　 　 　 0

．

5

　 　 　 　

1 ．0

　 　 　 　 且

．

5

　工nterstory Def ユection 勘 qle（0

．

Olrad ）

　 　 　 　ω バネ支持 　 　 　 図

一13

ベ

ー

ス シ ア係 数 と最 大 層 間 変 形 角 との関 係は

Bi−

linear

型の折れ線と考えて差 し支え な さ そ うで あ る

。

し か し

，

図は限ら れ た条 件の結 果で あり

，

さらに検 討が必 要で あ ろ う

。

　以 上の よ うに

_，

_{境界 ば}りの_{最 大}塑性率n と架構の_最大 層 間 変 形 角’2_の 間に は定 量 的な線 形 関 係が存在する。 し たが っ て_， は り崩 壊 型の傾 向 を有する今回の モ デル の よ うな場合

，

架構の靱性指標の

一

つ と し て最 大層 間変形 角 は有 用で あると言え る

。

　

3．3

　鉄筋比変動の_影響 　本 節で は

，

鉄 筋 比変動の影 響 を 見る ため

，

入 力 地動と して

El

　

Centro

_波の みを使用し た。 こ こではまず， 柱 鉄 筋 比 変 動の影 響 を調べ る。 この際の鉄 筋 比 変 動パ タ

ー

ン は表

一

5に示し た と お りで ある

。

　図

一

14 は全 層にお け る最大層 間変形角につ い て， 図

一

_{15は最 大 応 答ベ}

ー

_{ス シ ア係 数につ い て見た もの で あ} 1

．

0

　

8

　 　 　 　 　

5

　 凸 U 　 　 　 　 　

O

μ 躍 囗」 → U 爿 い 哨 ω 00 　

4

　

0

臼 価 ω £   　

2

　 　

・

　

0

Φ 切     　 　 　

0 ．0

　 0

．

0 　 　 　 　

0 ．5

　 　 　 　 　

1．0

　 　 　 　 且

．

5

　工nterstory Deflection 　Angle _（0

．

Olrad _）

　 　 　　 　 　　 　 　 （b）ピン_支持 ベ

ー

ス シ ア係数と層 問変形角の関 係 　 O 　 L

（

噂 唱 HHO 　 　

8

　 　

0

唖

O

）

　 　 　 　

ρ

0 　 　 　 　 　 4 　 　 　 　 0 　 　 　 　 　 0 Φ d ひ 爵 　 90 州 ρ OOH 胴 ω Q2 　 　 　 　 　 0

0

　 　 　 　 　 0 訥 同 O ρ の 踊 Φ り

冖

冖

H 　 0 な 昭 」 HO 　

8

　

0

．

e

　 　 　 　 5 　 　 　 　 0   H ゆ 口 く 　 　 　 　 4 　 　 　 　

0

目 O 肩 ρ 0 ω H 旧   ∩ 2 　 　 　 　 　 0 0 　 　 　 　 　

　

0 詣 替 OF ロ 臼 Φ 口 qH 　 0

．

3　0

．

5　0

．

7　 　 　 0

．

3　D

。

5　0

．

7 Ratio oi Colum （＄）　　　　Ratio 　of 　Col   _（篭）

　 　 ω バネ支 持　　　 　　　　 　　th）ピン支持 　図

一

14　柱鉄 筋比 と最 大 層 問変形角の_関係 1

。

0

∩

q 　 　 　 　 　

6

0 　 　 　 　 　 0 ” 口 Φ 同 U 祠 胴 旧 の OU40 図 雨 田 ‘   　

2

　

0

Φ   恩 口 1

．

O 8 　 　 　 　 　 R

）

0 　 　 　 　 　

　

0

下

＝   HO 咽 旧 旧 Φ OO 　 4 　 0 旨 喝   二 uり 　

2

　

0

ω   旧 O

．

0　 　 　 0

．

0 　 　 　0

冒

3　0

．

5　0

．

7　 　 　 　0

．

3　D

．

5　0

．

7 　 Ra ヒio　of　C。lu  ｛9）　 　 Rat 土o　of　Coエ  _（制 　 　 　 　（a）バネ支持 qh〕ピン支 持 　 　 　 図

一

15　柱 鉄 筋 比 とベ

ー

スシ ア係 数の関 係

．

−

₄₁

一

表

一

う　柱 鉄筋量の変化パ タ

ー

ン 記 号 鉄筋量 変 化 部 材 柱引張 鉄筋 比

BO

冒

1BIWOB1

冒

1

　 　 　 　付 帯柱 境 界 柱 境 界 柱

、

付 帯 柱 　 　 　 　 （駕）

0．

30 ，

50 ．

7

鉄 筋 量 を変 化 させない場 台の柱 引張 鉄 筋 比 は

、

表

一2

に記述 し た

O．

4X

である。 り

，

両 図の図 （a _）はバネ 支 持， 図 （

b

）は ピン支持の場 合 を 示す

。

な お， 地 動の最大 入 力加速度は500gal とし ている。 　図

一

14で は， 境 界 柱 鉄 筋 比の み 変 化さ せ た

BIWO

（［コ印）が ほ ぼ横ばい_{状 態}で あ るの に_対し

，

壁 付帯柱を 変化さ せ た

BOW1

（○ ）および

BIWI

（△ _）は

，

鉄 筋 比 が_増すにつ れ て_変形の減少が観 察さ れ る

。

_特に_， 図（

b

） の ピン_支持の場合にこ の_傾向は著し く， 約

O．

7

倍に減少

7

6

5

　 　 　 4

・

　 　

3

　 囲   〉   日 ” OOH 』 2 1

一

_{壁 筋}比 o

．

4x

−一

一

一

一

壁筋 比0

．

EX

−一一

一

_壁筋比O

．

　ex

丶

ト

＼ 0　 　 　 　 1　 　 　 　

2

Ductility Factor 　（a ）壁の曲げ塑 性率 　 （500gal入 力） 7 6 「

呷

　 　 4

_．

　 　 3 一 ω ＞ oq 図 ooH

2

1 7

一

_壁

_ff

比 a4x

−一

一

一

一

_{壁飾 比0}

_．

脳

一一一

_壁筋比 aex 訥 臼 O 割 切 り 切 臼 司 山 旧 O α ＼

＆

し てい る

。

これ は

，

ピン支 持の場 合の水平変形 量 はバ ネ 支持の場合よ りも小さ く

，

付帯柱の鉄筋比 を増 加 させ た こと が壁の曲げ亀裂後の剛 性 低 下 率

，

および曲 げ降 伏 耐 力 を高めた ため と考え られ る

。

こ の理由か ら図

一

15で は

，BIWO

は横ばい_状態 を呈 し てい る が

，

　

BOWI

お よ びBIW1 は鉄 筋 比の増 加につれ て耐 力がわずかなが ら 上昇し て い る

。

　

次に 図

一16，17

は壁筋 比 を

0．

4

，

0

．

6，

0．

8

％ と変化 さ せ た場 合の壁の_最大 応答 値で， 両図の図 〔a ＞

〜

（

d

） はそれぞ れ壁の_曲げ塑性 率

，

壁のせ ん断 塑 性 率

，1

層の 壁のせ ん断力 負担率

，

1層の壁の せん断変形率を表す。 なお

，

両 図の 図（a _＞

_，

_（

b

_）は

El

　

Centro

_波の入 力 最 大 値を

500gal

と し て お り

，

図（c ）

，

（

d

）では 入力レベ ル を

250，375，500

　_galの

3

_種に設定して い る。 　 図

一

16を 見る と

，

実 線の壁 筋 比

0．

4％の場 合の み

1

層の壁の_曲げ変形に_対する塑性化が進行し， 塑性 率は 2 程度と なっ て いる。 これ に対し， 図（

b

）の せ ん断塑性 Lo

0 ．

9

一

_壁筋比 o

．

4x

−一

一

一

一

_壁筋比 o

．

団

一

一一

t

_壁筋比 G

，

ex

／

O

．

2 貯 OJ   　 」   H 爿 』 10 馴 O

（

畍 儀 十 舘

）

＼ の に 0

．

00

　

0

．

OS

　

O

．

100

塁

₀₀

　

₄₀₀

　

_60D

DuctiUty 　Fact 。r  八ccelerati 。n （ga1）

　（b）壁の せ ん断 塑性 率　 　　 　 （c｝1層の壁の

　

（500gal入力）



_{せ ん断 力負担率} 　 　 　 図

一

16　壁の最 大 応 答 値 （バネ 支持 ） 6 5 　 　 　 4 　 　 　

3

　 肖 o ＞   日 臼 ooH

2

1

＼

0

　 　 　 　 1　 　 　 　 2 恥 etili 七_y　Fac _七er 　（a）壁の曲 げ 塑 性 率 　 （500gal入 力） 7 6 5 　 　 　

　

4 　 　 　

　

「

J 　 H Φ 〉 Φ 日 旨 OOH

2

1 へ 丶

_、

＼ 丶

一

_壁莇比 a4x

−…一

_壁筋比o

_．

_ex

−一

一

_壁筋比o

．

ex 1

．

0 0

，

0 　 2DD　 　　40e　 　　600 　 　Accelerati 。n ｛gal 》 　｛d冫1層の壁のせ ん断変形率 h 旨 o

凵

o昏 　 　 9 　 　 0 ρ ω 」 一 旧 o α ＼ 3 α

4

一

壁鏑此 o

．

・4x

−一

一

一

一

_{壁 筋 比} O

．

　6X

−一一

_壁筋比 o

，

8瓢 0

．

2 詣 図 0 ρ   　 り 町 N 耐 』 10 旧 O

（

u⊃ 餌 十 E 畄

）

＼

ロ

｝ 匡 　 　 　 O

。

8 0

．

DO　　O

・

05　　0

．

10　　200　　　400 　　　600 　Ductiiity 　Factor 　　　　　AcceleratjLon 　｛gal｝

　th）壁の せ ん斯塑性 率　 　 　 　 （c〕1層の壁の 　（500ga圦 力）　 　　 　 　　 　 　　 せ ん断 力負 担 率 　 　 　図

一

17　壁の_{最 大 応答値 （}ピン支持） ＼ 　 ＼ ＼ ＼

丶

一

壁膸比 0

．

4X

−一

一

一

一

壁 筋 比 0

，

団

一

一一

_壁筋比o

，

ex

0 。

0

　 200 　　　　400 　　　600 　 　Acceleration 　（gal ｝ （d）1層の壁の せ ん断 変 形 率

一

₄₂

一

率は

，0．

05

程度 と極め て小さ く弾性範 囲に_収まっ てい る。 これ を受けて

，

図 （

d

｝の 500gal 時で は せ ん断変 形 率 が 大 幅に減少し， ほかの壁 筋 比の値の約

O．

6倍 を示 す

。

また

，

図の 変 形 率は

0，

18

〜O．07

の間に収 まり

，

人 力レ ベ ルが上が るにつ れ減少し ている。 図（c ）のせ ん 断 力 負 担 率に は壁 筋 比の違い によ る影 響は ほ と ん ど見ら れ ず， 負 担 率は入力レベ ル が 上が る に伴い 0

．

85

−

O

．

91 と増 加して いる。 以上の傾 向は， 地動と壁 筋比というパ ラ メ

ー

タ の違い こ そ あれ

，

図

一

10で観 察さ れ た もの と ほ ぼ同様と言うこと が で き る。 し た が っ て

，

や や少ない 壁 筋 量の場 合は

，

下 層の壁の塑 性 化 が 著 し く進 行 する可 能性が あ る と言え る。 　 ビン支 持の場 合の図

一

17で も 同 様の傾 向がうか が え る

。

た だ

，

図（c _）の せ ん断 力 負 担 率で は

，

0

．

95程 度で ほ ぼ

一

定値を呈 して い る。 これも

，

先の 図

一

11で述べ た理 由と同 様に基 礎の固 定 度の高さに起 因するもの であ る

。

　な お

，

今回の解析で は

，

通常の配筋を し た にもか か わ らず壁の せ ん_断破壊の現象は認め ら れな かっ た

。

　

4．

結 　論 　以 上

，

本研究では有壁架構の_{応答基 本}性状

，

架 構全体 と部材との_関係， 部 材 鉄 筋 比の_変形お よび架構耐 力に及 ぼ す影響な どにつ い て検討を行っ た が

，

得ら れ た結果の うち主な もの をま と めると以 下の よ うに な る

。

　 （

1

＞ 同じ変形 （層間変 形角 ）レベル で比較し た場 合 の構 造 物の各 部 材 端の ヒ ンジ発 生 状 況 図は_， 外 力 条 件に よ らず類似 し た傾向 を呈す

。

　 （2 ） はり_崩壊型 と な るモ デル の場合

，

はりの _最大塑 性 率 と架 構の最 大 層 問 変 形 角 との間に は明 瞭な線 形 関 係 が存在し

，

こ の関係は は り部材の

_曲

げ降伏時変形よ り

一

義 的に定ま る。 こ の定 性 的 関 係は

，

地 震 時の架 構の変形 を部 材 変 形 能 より推 定できる可 能 性 を示 唆し ている。 　（

3

） 柱鉄 筋 比変動の_{水 平変}形 お よ び架 構 耐力 に 及 ぼ す 影 響は

，

境 界 柱の み を変 化さ せ た場 合にはほと ん ど表 れない が_，壁 付 帯 柱の鉄 筋 比 を 変 化 させた場 合は大 きく

，

特に

，

ピン支持の_場合の_水平変形量で は その_{傾 向}が著し い。

一

方

，

壁筋 比を変化さ せ た場合

，

やや少ない壁 筋量 で は壁の塑 性 化が著 しく進 行する可 能 性がある

。

また

，

常 識的であ る が

，

鉄 筋 比を増せば架構耐 力は若干 上 昇 し， 変形は逆に減 少し てい る。 　 謝 　 辞 　 本 研 究 を進 めるに当た り

，

名 古 屋工業 大 学工学 部

・

久 保 哲 夫 助 教 授に貴 重な御 助 言を頂きまし た

。

こ こ に謝 意 を表し ま す。 ま た， 図 表 作成 に協力頂いた 名 古 屋 工 業 大 学 大 学 院 生 小 原 明 君に感 謝 し ま す。 参 考 文 献 1） 建 設 省 住 宅 局 建 築 指 導 課 監 修 ：既 存 鉄 筋コ ン クリ

ー

ト造 　 　建築物の耐震 診断 基準

・

改修設計 指針 付 解 説

，

建 築 防 災 　 　 協 会

，

1977年

2） Meek

，

　

J

．

　W

，

：Dynamic 　Response　of　Tipping　Core

　 　Buildings

，

　Earthquake 　Engineering 　and 　Structural 　 　Dynamics

，

　Vo且

．

6

_，

　pp

，

437

−

454

，

1978

3） Priestley

，

　M

．

　

J．

　N

．

，

R

．

　

J．

　Evison

，

　and 　A

．

　

J

．

　Carr； 　 　Seismic　Respense　of　Structures　Free　to　Rock　on　their 　 　Founda ヒions

，

Bulletinon　the　New　ZealandNational

　　 Society　foT　EaTthquake　Engineering

，

　VQ亘

．

11

_，

　No

、

3

，

　 　

Septembef

，

1978 4） 馬 場 研 治 ：基 礎 回 転す る耐 震 壁 を 含む架構の復元 力特 性 　 　に関す る研 究 （その 4

一

そ の6）；日 本 建 築 学 会 関 東 支 部 　 　研

，

pp

．

161

−

164

，

昭和54年

，

日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 　 　 演 梗 概 集

，

pp

．

1441

−

1442

，

昭和54年

，

　_pp

．

1583

−

1584

，

　 　 昭和55年 5） 小 竹 由 乃

，

加 藤 史 郎 ；耐 震 壁 付 RC 構 造 物の基 礎 浮き 上 　 　が りを考 慮 し た弾 塑 性 数 値 解 析と そ れに基づ 〈履 歴 吸 収 　 　エネルギ

ー

と層せ ん断 力の関 係に関す る

一

考 察；日本 建 　 　 築 学 会大 会 学 術 講 演梗 概 集

，

pp

．

1645

−

1646

_，

昭 和58 年

6）　

Psycharis

，

1

，

　 N

，

：Dynarnics　ef　Flexible　

System

　with

　 　

Partial

　

Lift

・

off

，

　

Earthquake

　

Engineering

　and　

Structural

　 　Dynamics

，

　

Vol．

11

，

　pp

．

501

・

521

，

1983

7） Huchelbridge

，

　A

，

　A

．

，

and 　R

．

　M

．

　Frencz；Overturning

　 　Ef｛ects 　in　Stiffened　BuiLding　Frames

，

　EaTthquake　En

−

　 　gineering　and 　Structural　Dynamics

，

　 Voi

．

9

，

　_pp

．

69

−

83

，

　 　 19818 ） 中 島 秀 美

，

馬 場 研 治 ：連 層 耐 震 壁の浮 き 上がり基 礎 回 転 　 　 と 境 界 骨 組 連 成 構 造の地 震 応 答 特 性 （その 1

一

その 3 ）； 　 　 日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集

，

pp

．

1445

−

1448

_，

昭 和 　 　57_年， 日本建 築学会 東 海 支 部 研， pp

．

117

−

120， 昭 和58 　 　 年 9） 洪 忠 憙 荒 川 利 治 ：耐 震 壁 脚 部に浮き Eが りを生じ る 　 　 架 構の振 動 解 析 （その 1

一

その 3）；日本 建 築 学 会 大 会 学 　 　術 講 演 梗 概 集

、

pp

．

855

−

858

，

昭 和57年

，

　pp

．

999

−

1000

，

　 　 昭 和58年 10） 加 藤 大 介 ：回 転 壁 を 含む鉄 筋コ ン ク リ

ー

ト造骨 組の _{地 震} 　 　応 答 解 析 ；構 造 工 学 論 文 集

，

Vol

．

31　B

，

　 _pp

．

243

−

250

，

　 　 1985年 11） 加 藤 大 介 ：回 転 壁 を 含む鉄 筋コ ンク リ

ー

ト造 骨組の 地震 　 　応 答 解 析；日本 建 築 学 会 論 文報告集 第360号

，

pp

．

54

−

63

，

　 　 昭 和61 年 IZ） 馬 場 研 治

，

青 山 博 之 ：基 礎 回 転す る耐 震 壁 を 含む架構の 　 　 復 元 力 特 性に関する研 究 （そ の 1

一

その 3＞；日本 建築 学 　　会関東支 部 研

，

pp

．

213

−

220

_，

昭 和52年

，

　 B本 建 築_学会 　 　大 会 学 術 講 演 梗 概 集

，

pp

．

1701

−

170Z

，

昭和52年 13） 若 林 　 実ほ か ：連 層 壁 を 含 む 鉄 筋コ ン クリ

ー

ト構 造骨組 　 　の_弾塑性変形 性状に関す る実 験 的 研 究 （その 1

一

そ の 61 　 　；日本建築 学 会大会学術 講 演梗 概 集

，

pp

．

1703

−

1704

_，

昭 　 　和52年

，

日本 建 築 学 会 近 畿 支 部研

，

pp

，

149

−

152

，

昭 和 　 　53年

，

日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集

，

pp

．

1457

−

1460

，

　 　昭和53 年

，

pp

．

1437

−

1440

_，

昭 和54年 14）加藤大 介ほ か ；基 礎に浮き上が りを 生じる耐 震 壁 を含む 　 　骨組に 関 す る 研究；第6同 日本 地 震工学シンポ ジ ウム講 　 　演 集

，

pp

．

1265

−

1272_， 1982_年

15）CIQugh

，

　R

．

　W

．

，

and 　Huckelbridge

，

　A

，

　A

．

：Earthquake

　 　Simulatio【L　Tests　of 　 a 　Three

．

Story　Steel　Frame 　with

一

₄₃

16） 17） 18） 19） 20） 21） 22） 23） 24） 25）

Columns　Allowed　to　Uplift

，

　Report　No

．

　UCB ／EERC

77

−

72

，

Earthquake　EngineeTing　Reserch　Center

，

1977

McManus

，

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．

　

J．

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，

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Report

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，

1980

岩 下 恒 雄

，

酒 井 直 己 ：脚 部に浮 き上 がりを 生じ た立 体 架 構 内の耐 震 壁の力 学 的性状 （第2報

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第3報 ）；日本建築 学 会論文報告 集第286_号

_，

_pp

．

55

−

63

_，

_昭和54年

，

第295

号， pp

．

63

−

69

，

昭 和55年

Housner

，

　G

．

　W

．

：THE　BEHAVIOR 　OF　INVERTED

PENDULUM 　STRUCTURES 　DURING 　EARTH

・

gUAKES

，

　 Bulletin　of　the　

Seismological

　Society　of

America

_，

　Vol

．

53

，

　No

．

2

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．

403

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．

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1963

園部 泰寿

，

梅村 　魁 ：構 造物の転倒に関 する研究；日本 建築学会論文 報告集第69号

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pp

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413

−

416

，

昭和36年 梅 村　魁

，

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_{剛床上の場合} ；日本建 築学会大会学 術 講 演 梗 概 集

，

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379

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，

昭和45年

Meek

_，

　

J．

　W

．

：Effeets　of　Foundation　Tipping　en　Dyna

−

mic　Response

，

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，

　pp

．

1297

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1305

，

　

July，

1975

Psycharis

_，

1

．

　N

．

，

　and　

Jennings

，

　P

．

　

C．

，

“

Rocking 　of

SlendeT　Rigid　Bodies　Allowed　to　Uplift

”

，

　Earthquake

Engineering　and 　Structural　Dyna血 cs

，

　Vol

，

11

，

　_pp

．

57

・

76

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1983 和 泉正哲

，

坂本 　功；基 礎の浮き上が りと地 盤の降 伏を 考慮し た振 動 解析 （そ の1

一

そ の 3）；日本 建 築 学 会 大会 学 術講 演梗概 集

，

pp

．

503

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506， 昭 和47年，　pp

．

489

−

490

，

昭 和49年 多 治 見 宏 ：基 礎の 浮 き上が りによっ て生じるね じ れ振 動 の誘 起につ _{い て ；日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集}

，

pp

．

625

−

626

，

昭 和54年 坪井善勝

，

半谷裕彦 ：基 礎の浮き上 がりを考 慮し た壁 式 構造の解 析 （そ の 1

一

そ の 3）；日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集

，

pp

．

　1603

−

1608

，

昭 和53年 26） 27） 28） 29） 30） 31｝ 32） 343 り 0 【 り 63 つ 0 37） 半 谷 裕 彦 ：基 礎の浮き上が りを考 慮す る地 盤

一

構 造 物 系 の振 動と安 定 （そ の 1

一

そ の 3）；日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗概 集

，

pp

．

2029

−

2030

，

昭 和55年

，

　pp

．

699

−

700

_，

昭和56年

，

pp

．

725

−

726

，

昭和57年 長瀬 正ほ か ：動 的グラン ドコ _ンプライアン スを考慮し た基礎 浮き上が り非 線形 地 震応答解析；日本 建 築 学会大 会学術講演梗概集

，

pp

．

695

−

696

，

昭 和56年 下村幸男

，

多治見宏：正弦加力を受け る基 礎の浮上 り と 地 下 逸散減 衰の関 係につ い て （その 1）；日本 建 築 学 会 論 文 報 告 集 第369号

，

pp

．

87

−

101

，

昭 和61年 例1 武 藤 　清

，

小 林 俊 夫 ：水 平 上 下 同 時入力に対す る 原 子 力 発 電 所の 非線 形ロ ッキング地 震 応答解析；日本建 築 学 会 論 文 報 告 集 第276号

，

pp

．

69

−

78

，

昭和 54年 例2 市 之 瀬 敏 勝ほ か ：倉庫積み荷の耐震牲に関す る研 究 （そ の 1

一

その 3_）；日本建築 学 会 関 東 支 部 研

，

pp

．

69

−

76， 昭和55年

，

日本建築 学 会 東 海 支 部 研

，

pp

．

189

−

192_， 昭 和58年 日本 建 築 学 会：鉄 筋コ ン クリ

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ト構造 計算規準

・

同解説

，

1982年 武 藤　清 ：耐 震計算法

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丸 善

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1973年

GiberSOn

_，

　M

．

　F

．

：TWO　NOnlinear　BeamS　With 　Defini

−

tions　oi　Ductility

，

　Proc

，

　ASCE

，

　Vol

．

95

，

　NQ

．

　

ST

　2

，

pp

．

137

・

157

，

　1969

．

　2 日本建築 学会 ：_建築物の耐震設計資料

，

1981年 梅村　魁

，

大沢　 胖監修

，

武田寿

一

編 ：鉄筋コ _{ンク リ}

ー

ト搆造の耐震設計

，

オ

ー

ム社

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1984年 日本建築センタ

ー

：構 造 計 算 指針

・

同 解 説， 1986年 富井政英：無 開口耐震 壁の最 大せ ん断 耐 力時における せ ん断 変 形；日本 建 築 学 会論 文 報 告 集第 69号

，

pp

．

461

−

464

，

昭和36年 岡 田忠義

，

岩下恒雄：回転 壁 を有 する鉄 筋コ ン ク リ

ー

ト 造平面架構の崩壊過 程に おけ る 力学 的 性 状；コ ンク リ

ー

ト 構造物の靱性 と その評 価 法に関 す るコ ロキ ウム論 文 集

，

pp

．

143

−

152

，

昭 和63年

一 44 一

SYNOPSIS

UDC:524. 012.45 :5SO. 34 :624.042.7

EARTHQUAKE

RESPONSE

PROPERTIES

OF

REINFORCED

CONCRETE

BUILDINGS

WITH

SHEAR

WALLS

byDr.TSUNEO rwASHITA, Professorof Nageya Institute

of Technolegyand TADAYOSHI OKADA,

GTaduate

dent

of Nagoya Instituteof Technology, MembeTs of A.I.J

The

reinforced concrete

buildings

with the

base

rotating shear walls recently

have

been

recognized that

it

b'e-cornes

harder

for

the shear

failure

tooccur, and that expected well

ductile,

However, the

behaviors

of

base

rota-tion of a structural wall are not clearly understood.

This

_paper examines

fundamental

response

_properties

of

frames,

the relationship

between

frames

and constituent members and the effect of reinforcement ratio of members on the

horizontal

deflections

and theultimate strength ef

frames.

A

seven-story reinforced concrete

building

with shear walls on

footing

foundation

was chosen as a _prototype one The results obtained herecould

be

sumrnarized as

follows

:

(1)

Regardless

of seismic

loading,

therewas a _good similarity

between

the

hinge

formation

_patternsat ends of member of structures inthe same story

deformation

leveL.

(

2

)

Between

the maximum

ductility

factor

of

boundary

beam

4nd themaximum

interstory

deflection

angle

had

a _plain

linear

relation.

This

relationship suggests the_possibilityestimating

fTame

deformations

subjected to

earthquake

by

the

defermation

ability of

boundary

members.

(

3

)

While

thereinforcement ratio of

boundary

column

had

little

effect on story

displacements

and ultimate strength of

buildings,

the reinforcement ratio of column with wall

had

large

one,

Furthermore,

the _poor

rein-forcement

ratioof wall

had

the_possibility

developing

of _plastic

hiRge

at ends of wall members.