RC構造の破壊形態 コンクリート工学研究室 岩城 一郎 1 鉄筋コンクリートとは？ 引張 曲げモーメント 圧縮 じん性付与 鉄 筋 コンクリート 座屈防止 異形 付着 取り囲む a) 力学的役割 任意の形状 重い 鉄筋とコンクリートと いう異なる2種類の 材料が双方の短所を 補うことにより，一体 となって外力に抵抗 するもの． 耐久性・耐火性 鉄 筋 取り囲む コンクリート b) その他の役割 鉄筋コンクリートにおける鉄筋とコンクリートの役割 岡村甫著：鉄筋コンク 2 リート工学（三訂版） 市ヶ谷出版社より抜粋 曲げを受けるコンクリート部材 上側で圧縮力，下側で引張力を受ける 荷重P 荷重とたわみの関係 P たわみδ δ 引張側でひび割れが発生し，急激に壊れる． 3 引張側に鉄筋を入れると？ 荷重とたわみの関係 P δ ひび割れは発生するが，十分な荷重に耐え ることが出来る→鉄筋コンクリート 4 さらに鉄筋の量を増やすと 荷重とたわみの関係 P 阪神高速道路（株）HPより δ さらに大きな荷重に耐えることができるが， 別の大きなひび割れ（斜めひび割れ）が発生し 急激に壊れる． 5 あばら骨（スターラップ）を入れると？ 荷重とたわみの関係 P δ せん断補強鉄筋（例 スターラップ）を配置する ことにより，より大きな荷重に耐えることが出来 ると共に，急激な破壊を防止することが出来る． 6 せん断力に対する検討 7 弾性体はりの主応力線図 τ σ τ τ f1 f2 τ σ θ f2 f1 1 2 4 2 2 1 f 2 2 4 2 2 2 tan 2 f1 (主引張応力度 ) (主圧縮応力度 ) 図 5-2 等分布荷重を受ける等質弾性体はりの主応力線図 8 弾性体はりの断面力と応力分布 a P/2 P/2 b h A y B Pa/2 M-図 σ M y I P/2 VG bI τ bh3 I 12 b h2 G y 2 2 4 V-図 図 5-3 弾性体はりの断面力図と応力分布図 9 RCはり断面内のせん断応力分布 b x d d-x As 断面 y nAs 換算断面 τ せん断応力 V y 1 bjd x 2 ( y 0) V ( y 0) bjd 図 5-4 鉄筋コンクリートはりのせん断応力分布図 10 せん断補強鉄筋を持たないはりの せん断力の分担とその機構 bw f ’c d 骨材のかみ 合い作用 As Vcz C Va R Vd T 図 5-5 せん断力の分担に pw As bw d ダウエル 作用 図 5-6 骨材のかみ合い作用と 1.4 '1 / 3 1 / 3 1 / 4 ダウエル作用の概念図 Vc 0.20 f c (100 pw ) d (0.75 )bw d a/d 二羽式：理論式ではなく実験式 （ディメンジョンも異なる） 11 寄与する要因に関する概 せん断補強鉄筋をもつはりの せん断力の分担 スターラップと折曲鉄筋の概念 U型 スターラップ 閉合型 スターラップ CL 図 5-7 スターラップの種 抵抗せん断力 付着破壊 Vcz Vｄ Vay 類 Vs 曲げ 斜め ひび割れ ひび割れ M-図 V-図 図 5-8 折曲鉄筋の概念図 スターラップ 破壊 降伏 作用せん断力 図 5-10 せん断補強鉄筋を 12 トラス理論 ① ③ ④ ① ③ ④ ② ① C ③ ④ スターラップを用いた場合 ① C ③ ④ jd ② ② T jd ② T 折曲鉄筋を用いた場合 トラス理論：斜めひび割れが発生したはりを 図 5-11 トラス理論の概念図 静定トラスでモデル化する考え方 13 せん断補強鉄筋によるせん断耐力 の算出方法 jd jd tan Tw α θ 1 2 1 jd cot 1 2 jd (cot cot ) 2 jd cot jd (cot cot ) n ひびわれを横切るせん断補強鉄筋の本数 s s せん断補強鉄筋の全引張力 Tw nAw w Aw w jd (cot cot ) / s s jd tan せん断補強鉄筋により 受け持たれるせん断力 V Tw sin Aw w jd sin (cot cot ) / s せん断補強鉄筋により 受け持たれるせん断耐力 Vs Aw f wy jd sin (cot cot ) / s ここで，fwyはせん断補強鉄筋の降伏応力（N/mm2） 14 図 5-12 せん断補強鉄筋により受け持たれるせん断耐力 Vs の算出方
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