微小突出形 RC 造 L 形柱梁接合部に機械式定着具を用いる際の柱頭部拘束筋の影響に関する実験的研究 その 3：接合部応力伝達機構 正会員 加藤 史明*2 正会員 ○吉村 匡裕*1 同 田才 晃*3 同 楠 浩一*4 5 同 足立 智弘*2 同 清原 俊彦* 鉄筋コンクリート 柱突出 1. 接合部 機械式定着 L形 柱頭部拘束筋 はじめに その１，その２に続き，全柱梁主筋を機械式定着によ の支圧力を示しているのに対し，No.9 試験体は柱の両端 る直線定着とし，柱頭部拘束を行った柱微小突出形の L ら，外周のみ柱頭部拘束した場合，中央の柱主筋 H と比 形柱梁接合部の柱頭部拘束筋の影響について考察する。 較し，柱頭部拘束筋によって拘束されている両端の柱主 主筋と比較し，中央主筋は支圧力が小さい。このことか 筋 G,I はより大きな水平方向の力を受けていると考えられ 2. 柱頭部拘束筋が接合部及び柱主筋に与える影響 2.1 柱主筋支圧力 加力後の試験体 No.9 の柱主筋定着端の写真を写真-1 に， る。 2.2 接合部内応力状態 試験体 No.9 及び試験体 No.5 の正側加力時のせん断ひび No.5,9 試験体の柱主筋の支圧力の推移のグラフを図-1 に 割れ発生時の状況を写真-2 に示す。写真-2 より，両試験 示す。梁上端主筋の定着板支圧力 T の測定位置及び正加 体共，出隅側柱主筋定着端位置から梁主筋定着端を通る 力時の推移のグラフを図-1 に示す。引張応力度σは図-1 形で接合部せん断ひび割れが発生していることが分かる。 に示す位置に貼付した歪ゲージの値に材料試験により求 図-2 に柱頭部を拘束しない場合(左)と拘束した場合(右) めたヤング係数を乗じて算出した。柱の両端主筋の支圧 の接合部せん断ひび割れ発生後の接合部の抵抗機構を示 力を G・I，中央主筋の支圧力を H とする。 す。既往の研究 1)より，全主筋を直線定着とした場合，接 写真-1 に見られるように，No.9 試験体柱主筋は正側加 合部せん断ひび割れが発生すると図-2(左)のようにひび 力時に引張側主筋が柱頭部拘束筋によって大きく引っ張 割れが大きく開いてしまい，圧縮ストラットを形成でき られている。また，図-1 より No.5 試験体は全柱主筋同様 両端の柱主筋(G) 柱中段筋 本来の柱主筋方向 中央の柱主筋(H) 両端の柱主筋(I) T=a×σ a:鉄筋１本当たりの断面積 σ:歪ゲージより算出した引張応 T 引張側主筋 T：梁上端主筋定着板支圧力 梁主筋 接合部せん断ひび割れ 柱主筋 写真-2 No.9(左)，No.5(右)接合部ひび割れ Experimental Study on the Effect of Confined Reinforcement Restriction Bar of RC L-shape Beam and little outstanding Column Joint with Mechanical Anchored Main Rebar (Part3: Mechanism of Beam-Column Joint) 柱主筋支圧力T(kN) 写真-1 No.9 試験体柱主筋定着端 200 G H I 150 100 50 0 No.9 図-1 No.5 層間変形角(rad) 柱主筋支圧力の推移 Masahiro YOSHIMURA, Fumiaki KATO, Akira TASAI, Koichi KUSUNOKI, Toshihiko KIYOHARA, Tomohiro ADACHI 曲げモーメント 鉄筋引張力 曲げモーメント 圧縮合力 鉄筋引張力 圧縮合力 Tt Tb Cb Tc Cc Tt=Tb=Cb，Tc=Cc， 図-4 圧縮ストラットの状態 柱頭部拘束なし 柱頭部拘束 図-2 せん断ひび割れ発生時接合部状態 ないが，柱頭部を拘束することで，図-2(右)に示される 主筋を拘束する配筋とする必要があるといえる。 ように，柱頭部拘束筋に梁主筋の引張力をシフトさせる ことで力を伝達し圧縮ストラットを形成していると考え 3. られている。 柱頭部補強筋による補強量 図-3 に柱頭部拘束筋の各サイクルピーク時の引張力を， 外周のみ拘束した試験体 No.9 の柱の中央部主筋は， 図-4 に圧縮ストラットの状態を示す。接合部せん断ひび 図-2(左)と等しい状態となる。このため，圧縮ストラッ 割れ発生後は，図-4(左)のように，梁コンクリートの圧 ト形成に必要な水平方向の引張力を確保することができ 縮力と柱頭部拘束筋の引張力が釣り合っている状態が想 ず，圧縮ストラットを形成することができない。そのた 定される。そのため，接合部せん断ひび割れ発生後に主 め，No.9 試験体では図-1 の柱支圧力の差が生じたと考え 筋が降伏するためには，梁主筋降伏の引張力以上の引張 られる。また，No.9 試験体は拘束筋が存在する両端での 力を負担可能な量の柱頭部拘束筋が必要である。しかし， み圧縮ストラットが形成されたと考えられる。これでは 実際には図-3 に示されるように，ばらつきが見られるも 梁主筋が降伏するに足る圧縮ストラットが形成されてお 時には梁主筋降伏引張力に のの，降伏が発生する+1/50rad.時には梁主筋降伏引張力に らず，柱頭部で柱主筋を外周のみ拘束した試験体が降伏 は至っていない。これは，図-4(右)のように柱中段筋や しなかったと考えられる。 接合部せん断補強筋でも圧縮ストラットを形成している 梁主筋降伏型とするには，柱頭部拘束筋を用いて全柱 ため，梁の圧縮合力 Cb が全て柱出隅部に伝達されないた めであると考えられる。 外周のみ拘束 20 20 全主筋拘束20 20 20 ４．まとめ 全主筋を機械式定着による直線定着とし，柱微小突出 形とした場合の柱頭部拘束筋の影響について以下の知見 柱頭部拘束筋歪ゲージ位置 柱頭部拘束筋引張力（ｋN） 600 単位:mm No.5 500 No.9 400 No10 梁主筋方向に沿う方向に柱頭部拘束されていない柱主 筋は圧縮ストラットを形成することができない。 梁主筋降伏 2) 主筋降伏型とするためには，柱頭部拘束筋を用いて全 柱主筋を拘束する配筋とする必要がある No.11 300 を得た。 1) AL1 参考文献 AL2 200 100 0 +1/800 +1/200 +1/100 +1/50 +1/33 +1/25 +1/15 層間変形角(rad) 図-3 柱頭部拘束筋引張力 *1 横浜国立大学大学院 修士課程 *2 東京鉄鋼(株) *3 横浜国立大学大学院 教授・博士(工学) *4 横浜国立大学大学院 准教授・博士(工学) *5 (株)堀江建築工学研究所 1) 加藤史明・清原俊彦・田才晃・楠浩一：機械式定着を用いたＲＣ造最上階 柱梁接合部の構造方式に関する実験的研究，コンクリート工学年次論文集， Vol.33, No.2, 2011 289-295 2) 加藤史明・吉村匡裕・田才晃・楠浩一・清原俊彦・足立智弘：機械式定着 を用いたＲＣ造Ｌ形柱梁接合部の柱頭部拘束筋の効果に関する実験的研究その １，その２，日本建築学会大会学術講演・建築デザイン発表梗概集，C-2 分冊， pp481-484, 2011 *1 Graduate Student.,Yokohama National University *2 Tokyotekko Corporation *3 Prof.,Yokohama National University *4 Assoc.prof.,Yokohama National University *5 Horie Engineering and Architectural Research Institute
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