Architectural Institute of Japan

NII-Electronic Library Service

Arohiteotural エnstitute 　 of 　 Japan

【カ テ ゴ リーII】 日本建 築 学会構 造系論 文集　 第509号，135−142，1998年 7月

J．Struct．　Constr．　E ロg．，　A ［J，　 No ．509，135−142，　JuL，1998

12層 T 型並列壁 の 地震時に お け るせ ん断力負担割合の 変化機構

　　　　　　　　　　　　　　　　に 関す る実 験 的研 究

　　　　　　　ハ イブ リ ッ ド構造に 関する 日米共 同構造実験 研 究 （HWS ）

　　 EXPERIMENTAL 　STUDY 　ON 　 CARRYING 　SHEAR 　FORCE 　RATIO

　　　　　　　　　　　OF 　12−STORY 　COUPLED 　SHEAR 　WALLS

　　　　　　　　　The 　U，S．・Japan　cooperat 童ve 　earthquake 　research 　program ．　　　　　　　　　　　　　on 　composite 　and 　hybrid　structures （HWS ＞

　　　　　　　菅 谷 憲一 ＊

，勅使 川原 正 臣＊ ＊

，加 藤 真 人＊ ＊ ＊

Ken −ichi　SUG 　4　YA ，　 Masaomai　 TESUIGA 　WAR ．4　and 　 Maleoto　 KA．TO

　Seismic　test　on 　12−stoτy　T−shaped 　coupled 　shear 　walls 　have　been　conducted 　under 　the　U ．S．−Japan　ccoperative

stmctura1 　research 　pr〔｝ject　on 　composite 　and 　hybrid　stnictures ．　IILiis　paper　discusses　the　mechanisms 　ofcarrying 　shear

fc）rce 　ratio 　betWeen　tension　and 　compressio 皿 side 　walls 　in　coupled 　shear 　walls ，

　Tlle　factors　affecting　on　tlle　mechanisms 　or　shear　fbrce　canying 　ratio　in　coupled 　shear　walls　are　appointed 　as

丘）llows；1）difference　of 　the　wall 　stifnless　in　tellsioll　and　co111pression 　side 　walls ，2）pinching　effect 　of 　the　wall ，3）wedge 　action 　ofthe 　coupliiig 　beains，　and 　4）residual 　compressive 　axial 　fbrce　ofthe 　coupling 　bealns．

　Among 　Ulese　factors，（1）pinching　of 　tlle　wall ，　wedge 　action 　of 　tle　coupling 　beams　and 　residual 　compressive 　axial

force　ofthe 　coupling 　beams　are　main 　factors　to　explain 　tllisnlecllanis皿 s．　but（2）dif正ヒrenee 　ofdle 　wall 　sti矼hess　is　not 　a

effective　factor　in　this吐est．

Kev｝ivrdS ：Hybi’idStructttres，　RC 　CouptedShear　VI（all ，7  5肋ρ露 晦 ”，　Cou ρling　Beain，　SeiStnic　Test，　Carrying　Shear 　Ratio

　　　　　　 ハ イ ブ リ ッ ド構造，RC 並 列壁，　 T 型 壁，境界梁，水平加 力実験，負担せ ん断力

1．は じめ に

　 鉄 筋 コ ン ク リート造 境界 梁で 連結 され た鉄筋 コ ン ク リー

ト造 並

列耐力 壁 シ ス テ ム は、境 界梁 端部、並列 耐力壁脚 部に 塑性 ヒ ン ジ が

形成 され る 全体崩壊型 が実 現 しや す く、エ ネル ギー吸収に 富む 高い

耐震性 能を有す る事が 良 く知 られ て い る。圧縮側 に フ ラ ン ジ 壁 を有

す るT 型 耐力壁 を RC 造 境 界梁 で 連結 した 12 層 T 型 並列 耐力壁

シ ス テ ムの 1／ 3 ス ケール モ デル に よる水 平加力実va　1） （以後 12

層 実験 と称す ）に おい て も、全体変 形角−（12 階の 水 平変 形／ 12

階 まで の 高 さ＞ll67 ま で の 安 定 した 履 歴 特 性 （この 変 形 角で 最大 耐

力 ），変 形能に す ぐれ る 境界梁 へ の 損 傷 集 中，全体 変形 角 1！25 まで

の 変 形 能 （壁 脚 部 が 曲 げ に よ り圧 壊 〉 を示す等 、す ぐれ た 耐震性 能

が 確 認 され た。

　 12 層実 験】 ）

で は境 界梁 中央 に 挿入 した二 方向 （軸 力、せん 断

力）分力計 2 ） （図 D か ら、圧縮 側壁 と引張側壁の せん断 力負担割

合 は最大で 9 ： 1で ある こ とが確 認で きた。この せん断力負 担割合

の 変化 は 壁の せん 断 設 計 に 大 きな影 響を及 ぽす。ま た、この せ ん 断

力負担割合 の 変化 に よ り、境界梁 に は 圧 縮軸力 が生 じ曲げ耐 力 が上

昇す る ため、その せん 断設 計 に も影 響を 及 ぽ す。本 報で は これ ら主

に せ ん 断 設 計 に 関 す る 問 題 点 を 解決す る た め、T 型 並 列 壁 の せ ん 断

と

力）

図 1　 12 層実 験1 ）

の せん 断力負 担割合 の変 化 モ デル

　＊

不動建 設  建築 技術部’1

建 設 省 建 築 研 究 所 　 室 長・工 博．

廓縣飛 島建 設  建築 本部

Architectura且Engineering　Division，　Fudo 　Construction　Co，，　Ltd．Head，　Bui］ding　Research　Institute，　Ministry　of 　Construction，　Dr．　Eng ．Architectural　Design　Division，　Tobishima 　CorpQration

一 135一

N 工工一Eleotronio 　Library 　

Architectural Institute of Japan

NII-Electronic Library Service

Arohiteotural エnstitute 　 of 　 Japan

力負担 割 合の 変化機 構 に 関す る 検討を 12 層実 験1 ＞の 最大耐力 時

（全 体変 形角 1／671 回 目）を対象 と して 行 っ た。

2 ．突験 に お け るせ ん 断 力貧担割含 の 変化

　 12 層 実va］）の せん 断 力負担割合 の 変化 は、下層 階ほ ど顕著で

上層 階で は 少ないs）。せん 断力負担割合の 変 化が 顕著な 1〜3 層

の変 化 状 況 を 加 力 ピーク （正 加 力 1 回 目）毎に プ ロ ッ ト した もの を

図 2 に 示 す。1 層 で は 全 体 変 形 角 1167 で せ ん 断力 負 担割 合が 最大

（92 ： 8 ）と な り、そ の 後せ ん 断 力 負 担 割 合は 1 ： 1に 戻 る傾 向

を示 した。2 層で は 全体変 形 角 11200 で せ ん 断 力 負 担 割 合 が 最大

（65 ： 35 ）とな り全体変 形角 1167 まで そ れ を維持 した 。 その

後せん 断力負担 割合は 1 ： 1に 戻 り、 全体変 形角 1／30 以 降逆転 し

た 。 3層 で は全体変 形角 1’67 まで せ ん断 力負担割合 は、ほぼ 1 ：

1で あ っ たが、そ の 後、せ ん断力 負担割合 は 引張壁が圧縮壁 を上回

っ た。表 1 に 正 加 力 1 回 目の 各階 の 境界梁 軸 力 およ び その 総 和 と、

1層の 総 せ ん 断 力 お よ び 圧 縮 壁 と 引 張 壁 の せ ん 断力負担 割合 を示

す。試 験 体 全体 の せ ん 断 力 負担 割合 の 変化 を示す 境界梁軸力の 総和

は 、 2 ，3階の 境界梁の 軸力の 和 と近似 してい るこ とか ら、 せ ん断

力負 担割合 の変 化は 下 層階 に集 中 して い て い るこ とが 確 認で きる。

上 層 （4 〜R ）階で は下層 階の 境界粱 が両 壁を押 し広 げた こ とに 対

して 、そ の 広 が りを 引き戻 して 変形の 適合 を とっ て い ると考え られ、

2，3 階 が押 して、4 階が 引き戻す、5 ，6 階 が押 して、7 階 が引

き戻す 等の 変動 が 見 られ る。また、これ に は 4，7 ，12 階に、加

力の た めの 剛な ス ラブ が 付い て い る こ との 影 響 も考 え られ る。

　直交 壁 を持た ず 柱型 を有 す る 1型 壁 を RC 境界梁で 連 結 した 並

列壁の 実験 4 ）で は、圧 縮 側、引張側の 壁 の せん 断力負担割合は 両

者 の 剛性 の差 に よ り約 9 ： 1 とな り、圧縮側壁の せん 断設計 に注 意

を要す るこ とを指摘 して い る。1型並列 壁の とT 型 並 列壁1）

の せ

ん 断力 負担割 合の 推 移を比較 した もの を図 3 に示す 。 同図は 横軸 に

1階壁 の 部材 角 （圧 縮側 壁 と 引張側壁の 平 均）、縦 軸に せ ん断力負

担 割合 を示 して い る。 1型並列 壁 4 ） は 1 階壁の 部材角 約 1／1500

で せ ん 断力負担 割合が 9 ； 1 とな っ て い る の に 対 し、T 型 並 列eg　1）

は 1 階壁の 部材 角約 lllOO （全体変形角で 1／67 ）で せ ん 断力負担

割合が 9 ： 1 とな っ た 。 T 型並列 壁 1）は 1型 並列壁 4）

に 比べ て せ

ん 断力 負担 割合の 変化 が遅 れ る こ とが 分か る 。 こ れ は T 型 壁 が 引張

側の 壁 にな るとき、フ ラ ン ジの 断面が 有効に 作 用 し引張壁 の 剛性 低

下 を遅 らせ 、せ ん 断 力 負 担 割 合 の 変化 を緩 ら げた と考 え られ る。

3 。せ ん 断 力 賃担割含 の 変化要 因

　並 列 壁 の せ ん 断力負担 割合の 変化 に は 以 下の 要因が 考 え られ る。

1 ）壁の 挙勁 に よ る影響

1 − 1 ）変動軸力を受ける壁の 剛性変化

1 − 2 ）変動軸力を受け る壁 の ピン チ ン グ効果

2 ）壁 に 拘束 され た 境界梁 の 挙動 に よ る 影響

2 − 1）壁 に 拘束 され た境 界梁の 中立 軸の 移動 に と もな う軸 方 向変

形 （圧 縮 ス トラ ッ トの 効 果 ）

2 − 2 ）境 界梁の 繰返 しに よ る 全体伸びの 効 果

　以 下 これ らの 要 因ご とに 12 層 実験 Dの 条件 を考慮 して せん断

力負担 割合の 変化 を検討 した 。

一 136一

　 【ヲ6）　 1／2001009090706050403010100

　 ｛ラ6丿　 1〃 oo100gogO703050403020

冊

o

000000000000907554321：． ．■り　　　　．，

：　 i：． ：

　　　圧 〔〕9……引 彊塁

：［　 　　 　 ：

．　 ；i「

；　 …：…卜

監2ド613b【占D）、

：　　≡1 ．「三．　 ・置一

  ←．

：　　 1馨・り．一　　 ： 　

．．，，．gP．1　　 端

甲「曁　　　　　　　　　■　，†鹽鹽，■　　， ・

　　　　鹽・曾　　．．，　．■，囚・曹

《 冒…雇〉 ・‘　　 ：

曁．一

1／500　　　 　　　　　　 1rET

図2 　 12 層実 験の 1 〜3層 の 負 担せ ん 断力の 変動 状況

　 　 　 　 　 　 （正 加力 1 回 目を プ ロ ッ ト）

0

表 1　 12 層 実験の加 力 ピーク時 の 各階境界 梁軸力 と 負旭せ ん 断力割合

匯 OD511823919

■2一3，20，4，5曾6冒2■653

一0，2一2．4

004！1

¶727■3一2．21，6「46一386■4一8．5一8鹽9

一アr7　　　

−10e5−6．6　　　

−7．6　　　−12．5

−16．4　　　−18．3　　　

−33．297．3　　　亅05．5　　　126．667：33　　　67：33　　　　76：24

OOZ／14

■34■33．2一1，15，6一4■7層8．89．2一8鹽6一4，79■8孕一

50し117

ロ41，16「121

一2ロ6一5コ6一7コ87ロ〇一3ロ4曽1　48ロ427481161

．　．

“212

う

随

脳

75〆1

卍■20■24¶31，2■3■O65

一

9¶刃

01．1一4■9一9660亅

4

一　営

536一8，了418「　，29

05ノー

4■4一1■了

」23■4一4566026髄

　一−

844，474

了

262「15

　一　疊

406753一　−

01．　．09

“数値 は圧儲 （一〉（tf ）、QB ： 総 せ ん断力 （tf ）、C ：T はせ ん 断力 f負担 別合 （圧 藩 二 引 張）変形角 は全体変形角 （正加力 1回 目の値）、F は境界梁 の階、を示す

oo

εa80

η

695940

調

0　0

　02

　1

負旭せ ん跡力 （％）

cge1／1SOO） ，国登璃口 ‘圧巳口｝

　 　 　 　 【　 　 　 　 　 　 1＿一一．．＿．モ ー．．　 ．＿志

一．・一一．一．．一．・・　 ．一．十一一一．．一一十『．・・　 　 　 　 1

…．．・．十一一・…

→．一 一一一1．一一一一 一 一

一≠畷 痢颱 。。尹野 鯲゜°

し．一．−4 ．．．−1『．．＿」　 ．＿＿＿．．1　　 ．一＿．　‘　　 　 i　　　 ［

．．’『1

三

尼も昏

・蕊 蕪 嚢蕪O　　　　 O．002　　　 0．004　　　 0．905　　　 0．ooa　　　　 O．01　　　　 0．012　 　 　 　 　 1口 〔圧億 Ω と引彊 9 の 亭均 ）Ω邸材角 〔rnd ．）図 3　T 型壁 と平面壁 の並 列壁 の 負担 せん 断力 の 変動状況比較

N 工工一Eleotronio 　Library 　

Architectural Institute of Japan

NII-Electronic Library Service

Arohiteotural エnstitute 　 of 　 Japan

3．1 ，T型壁 の 剛性の 影 響

　 T 型壁 は、作用 す る軸力 と ともに 水 平力の 作 用方 向が、フ ラ ン ジ

が 圧縮端 とな る 時 （圧 縮 時〉と フ ラ ン ジが 引 張 端 と な る時 （引 張時 ）

で 水平剛 性に 差 が生 じる こ と が 考 え られ る 。

　 12 層 実験1）

の 下 2 層 分 の パ イ ロ ッ ト試 験 と位置 付 け られ る変

動 軸力 を 受 ける T 型 コ ア 壁 の 実験5 ） に よ れ ば、壁 縦筋 （柱主 筋に

相 当す る部分以外の 横拘 束が 密 でな い 部分 の縦 筋）の 降伏時 （部材

角 で 1i200〜 lt150程 度）で の T 型 壁 単体 の 割線 剛性 は圧 縮 時の

方が 引張時よ り 1．5 倍程 度大 きい が、最大耐力 時 （部材角 で 1／50〜1／30 程度 ）で の 割線 剛 性は圧 縮時，引張 時と もほ ぼ 同等で あ っ

た。こ れは、フ ラ ン ジ部縦筋 （柱主 筋 に 相 当す る部分 を除い た分 ）

の 引張 降伏 耐力 （138．9tf） が、変動軸 力約 ± 200tf（こ の 時初期 軸

力 170tf）の 1／ 2 に 対応 す るため とされて い る。

　 12 層実験 1＞で は、初期軸力 164tf、 変動 軸力約 ± 165tf、フ ラ

ン ジ部縦筋の 引張降伏 耐力が 85．8tfで あ り、前述 の パ イ ロ ッ ト実験

の 条件 と よ く近似 して い る。これ よ り、12 層実 験 ］）に お ける T

型 壁 の 圧 縮時、引張時 とも最大耐力 時 （全体変 形 角 ll67）で の 剛 性

は ほ ぼ 同等で あ っ た と考 え られ、最大耐力 時 の 負 担 せ ん 断 力 の 変勁

に 及 ぼ す壁 の 剛性差に よ る影響は小 さか っ た と推測 で き る。

3 ．2 ．変動 軸力 を受 け る 壁の ピ ン チ ン グ効果 に よる影響

　 12 層 実験 Dに おい て、圧 縮時か ら引張 時 と な るT 型 壁 よ り、

引張 時か ら圧縮 時 とな る T 型 壁 へ の せ ん 断 力の 移動 は次の よ うに

考え られ る。

1）載荷に ともない T 型壁 の フ ラン ジ部 が圧縮 端 とな る 時、ウ ェ ブ

端の 鉄筋歪み は大 き く、曲げひ び割れが 大 き く開 く （図 4 （a ）〉。

2 ）除荷に ともな い ウェブ端 が圧縮 とな る 時、ウ ェ ブ端 の 曲げ ひび

割れ が 閉 じ、コ ン ク リートが圧縮力 を負担 す る まで 、 ウ ェ ブ 端鉄筋

の 負担圧 縮力は小 さ く、変 形の み が進 む （ピン チ ン グ効果 ） （図 4

（b＞）。

3）この ピン チ ン グ効果に よ り、 圧 縮時か ら引張時 とな る壁の せん

断力は、他方の 引張 時か ら圧 縮時 とな るT 型壁 に 移動す る。

　 壁 の ピン チ ン グ効果に よ るせ ん 断力負 担割合 の 変化 の 影響を、コ

ン ク リートの 応 カー歪関係 に e 関数、鉄 筋の そ れに バ イ リニ ア 関 係

を仮 定 した フ ァ イバ ーモ デル に よ る解析 で 検討 した 。 図 5 に 12 層

実va　1 ）の 最大 耐力時 （全体 変形角 ll67）まで の 各加カ ピークに お

け る 1層の 北側壁の 曲率 （壁脚 か ら高さ 200mln、 壁 成 2000mm の

範囲）とモ ーメ ン ト （実線 ）、同

一の 曲率覆歴 を与え た フ ァ イバ ー

モ デル に よ る解析結果 （破線）を示す。ピン チ ン グ効 果 に よ るせ ん

断力の 変 動量 を、図 5 に 示す圧縮 壁が 引張壁 へ と移行 す る時 の T 型

壁 の ウ ェ ブ端 コ ン ク リートが、そ の 圧 縮力 を負担す る （曲率 は ほ ぼ

0 で ある ）時の モ ーメ ン トと 、 それ に 対応す る引張壁 が圧縮壁 とな

る時の モ ーメ ン トか ら検討 す る 。 この とき反 曲点の 高 さの 仮定 が必

要 とな る 。 12 層実 験D

の 1167 加 力時 の 反 曲点高 さを 図 6 に示

す。図 中の 反曲点高 さが 不 安定に な る点は総せ ん 断力 が 0 に 近 い 点

で あ り、こ の 点 を除い た 平均 反曲点高 さは 6．84M とな る。加 カ ピ

ーク 時 （縦 の 破 線 ）と壁 の 曲率 0 点 に お い て 反 曲点高 さ は 平 均 反 曲

点 高 さ と よ く一

致 す る た め、ピ ン チ ン グ効 果 に よ るせ ん断 力の 負担

割合 の 変化 を 追 跡 す る ときの 反 曲点高 さを 6．84M と す る。解析に

お ける 曲率 0 で の 両壁 の モ ーメ ン トはそ れ ぞれ 226，48tf ・m で あ

贊鷺・ ・

攀・ 智

鮪 　畛 　　 lj　　．i、一：’ 曲げひび割れ

　 　 （a ）

小断面 （S、C）

大断面 （S、C ）

（S ：鉄筋、C ： コ ンク リー

ト）

　　 M ｛tt・m ｝6004002000

一200

一400

一600　 　 −O．3

20

15

106

．84

　 5

o

（b）

軸剛性不足

　　易変形の みが 進む

　　移せん 断力減少

図4　 立 体 壁 の ピン チ ン グ効果 モ デル

× ：解析 の曲率 O点 括弧内は全体変 形角

実験 φ・0 （V67）

・・… 解析　　」「　　　■

膠’ 引張壁

塵，　　ご

． ∫

マ曜一　尋；：，

「　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，，　　　　　　幽　 ’　　 ”

’

ノ

」● 　　 ．婦 　冒7　「　’

・・，　 コ ン ク 1尸 ト ・ 繝 数

・ ．7’「　　 　　｝

鉄筋 ：パ イ リニ ア

、　　 　　 Φ 19cm

一〇．2　　　 −0．1　　　　 0　　　　　0．1　　　　 02

図 5 　実験 と解柝 の モー

メ ン トと曲率の 関係

O．3

曲点 高さα） （−L／67−L） （1／67−2）

■ 9 ■ ■■ 9 ■ ■■ ■ ■ ■1 ■ ■ 嚠

陰 ■ o ■畠 暉 ■ ●， 卩 巳 ●■ ■ ， ■■ ■ ■ ■

4 　　　　　　　■． ，，

　　■．■■．　 詣． 層．：曜 ■■一．■」

■ 8 ■ ■■ ■ ■ ■■ 畢 ■ 噛■ ， ■ 噛o 鹽 ■ 8

400 （1／67−1） 450 500 （−1／6了一2） 550

O は北壁の 曲率が 0 時を示 す　　O は 全体変形 角 とサ イクル数　　S正 P

　　 　図6　 12 層立体並 列壁の 反 曲点高 さ （平均 ）と加力履 歴の 関係

　　 　　　　 　　　 　　　 （ 1／67 抜粋）

る （図 5 ）。ピ ン チ ン グ効果 に よ る境界梁 軸力 は、両 壁 の 負 担 せ ん

断力の 差 の 1 ／ 2 で あ る こ とか ら、13．Otf（（226 　t6．84 ．4816 ．84 ）

i2 ）とな る。す なわ ち、ピン チ ン グ効果の 影響に よ り、 境界梁軸

力 13．Otf 程度の せ ん 断力 負担 割合の 変化 が 考え られ る。

3 ．3 ．境 界 梁 の 圧 縮 ス トラ ッ トの 効 果の 影響

　並列壁が水 平変形 す る と境 界梁は 、 そ れ 自身が っ っ か え 棒の よ う

に な り、壁 の 水 平 剛 性 と境 界梁 の 軸 剛 性 に 見合 う圧 縮軸力が 境 界梁

に 生 じる。こ れ は RC 梁 材 は 曲 げ変 形 と と もに、中立 軸が 圧縮側に

移動 し対角方 向に 圧 縮 ス トラ ッ トを 形 成す る た め で ある。こ の 現象

は シ ア ス パ ンが小 さい 梁 ほ ど顕著 で あ り、さ らに 、圧縮 壁の 引張端

一 137一

N 工工一Eleotronio 　Library 　

Architectural Institute of Japan

NII-Electronic Library Service

Arohiteotural エnstitute 　 of 　 Japan

の 伸 び、引張 壁 の 圧 縮 端の 縮 みに よ り増長され る。図 7 に 境界梁の

圧縮 ス トラ ッ トの モ デル を示す。

伸び倉 圧縮軸力

や

水平力

圧縮壁も　 弓漲 壁 　 ぐコ

　 　　　　 　 水平力

つ っ かえ捧騨

み

図 7　境 界梁の 圧 縮ス トラ ッ ト効果モ デル

　図 8 に 境界梁の 部材 角 と軸 変位の 関係を境 界梁部材実験 ω と 1

2層実lt　1）の 境界 梁の 平均 に つ い て 示す。壁に よ る拘 束を受 けて

い ない 部材実験6）

で の 轍 位は鰯 角 0、05（rad ．）で 約 50   皺

で あ っ たの に 対 し12 麒 験 D で は約 20   程度で あ っ た。嬲

実tw6） は 12 層実験1 ）の 境界梁の 軸変 位 に 対 し約 2 倍伸び てい る。

すなわ ち、12 層 実tWi）の 境界梁 は実 際 に は壁 に 拘束 され、伸び

た量 と 同等程度 縮ん で い ると考 え られ る。

　 　軸変位 頓而）c◎

4◎

20

◎

一 部 材実験一 12層実験

「1

．ト

　　，．．．

・．．垂．．．．．． ．卜．．．

Av ．　　　　　．」冂．「．．．．．．．．．　　　，．1．

．．・r．．．．．．．』．．． 尸．．．．．L．．．P．．．L

部材角（r誕 ）．

◎ 　 　 o．α2　　　　　　　　 0．◎亳図 8　境界梁軸変位 と 部材 角の 関 係

◎．c6

　図 9 （a ）に 12 層 実 験1 ）の 境界梁の 軸変位 （12 本 の 平 均 ）

と 12 本 全 部 の 軸力 の 合 計値の 関係を示 し、図 9 （b ＞に各 階 の 境

界梁の 軸変位 と軸力の 関係を示す。粱軸 変 位 が 伸 び る ときに 梁の 圧

縮軸力が増大 して い る。図 9 （a ）の 梁 軸 変 位 と梁 の 圧縮 軸力 （加

力 ピーク）時の 関係は おおむ ね直線的な 関係に あ り、 そ の 圧縮軸力

の 最 大値 は全体 変形 角 lt67 の 負加力 1回 目の と き 67．5tf （正 加

M（tO　TottaS◎f訓 B＠ amg

 

一1 

一・2◎

一3◎

一4 

一5 一6 

一7 　 　   　　　　　　　5　　　　　　 1  　　　　　　15　　　　　　岔◎　　　　　　25

　　　 　　　 　　　 （AxjaD｝D！SP．　Ave、（mvrm）

図 9 （a ）　 12 層 実験の境界 梁の平均軸変位 と軸力 の和の 関係 （12 本 ）

！I

ヰ 胆… 1　 1 升

・引11 1十 1

II　 ．　．　ト　7「11「 唱

．一日

一．一些 II1 一寸

［．ウー〒

1一止．一 11

幵

1⊥ ．　 」

十．→．↓　 」 オ 卩　 1 」　 圏．1−・｝．

1 脚貼

」f F

幵F

1ユ

瓦　r7 ．f

　 　 N｛tの201510

　 5

　 0，5驛le尹Is−20　 0　　 5　　 10　　15　　20　　！E　　30

20151050

曹5−10−Is−200

　　　5　　　10　　 15　　 20　　 25　　 30

　 　 N｛tf，20151050

・5−10一咽5

・！0

　 0　　　5　　　10　　 15　　20　　25　　30

　 　 es（tf，20151e50

，5−10−15−10　 0　　 5　　 10　　 15　　 20　　 25　　 30

　 　 w｛tf，201510

　 5

　 0

−5−10−Is−10　 0　　 5　　 10　　15　　20　　Z5　　30

050505050211

　　　一回

12

　

　

　

　

　

　

一　一　冒

0　　　5　　 10　　 1S　　20　　25　　 30

　 　 N〔tf｝ID151050

−5−10−15−20　 0　　 5　　 10　　 15　　 20　　25　　 3D

　 　 縦 tの20151050

辱5−10−15・10　 0　　 5　　 10　　t5　　20　　2S　　30

　 　 N⊂tOlo1510

　 5

　 0

−5・10曹15−20　 0　　 5　　 1D　　 15　　 20　　 1S　　 30

　 　 目鰤 ｝20151050

−5−10−15−20　 0　　 5　　 10　　 15　　 20　　2S　　30

　 　 問Ctf）6

　 0

曹5一田一15曹20雫25−30F35

　 0　　 5　　 10　　15　　20　　 25　　30

050505050505　

，112Z334455

　

　

一■一一一一曽・一雫

0　　　5　　 10　　 15　　 20　　 25　　30

図 9 （b）　 12 層実験 の 各階境界梁の 軸変位 と軸力の 関係

一 138一

N 工工一Eleotronio 　Library 　

Architectural Institute of Japan

NII-Electronic Library Service

Arohiteotural エnstitute 　 of 　 Japan

力 正回 目は 63．5tf ）で あ っ た。また、図 9 （a ）と各階の 図 9 （b ）

を比較 した 時、軸力変動の ほとん どが下層階 （2 ，3階 ）に 集約さ

れて い る こ とが わ か る。こ れ は、想 定 した ヒ ン ジ ゾーン （H ／ 6か

つ Lw の うち大 きい 方、H ：建物 高 さ、Lw ； 壁の 見つ け幅）7）

内の 梁と一致す る こ と か ら ヒ ン ジ ゾーン

了 〉の 想定が重 要 とな るこ

とが考 え られ る。

　せん 断力 負担割合 の 変 化 に 与え る境界梁 の 圧縮 ス トラ ッ トの 効

果の 影 響を検討す るため、12 層実wa　1）をブ レ

ース 置 換 と した 解

析 を行 っ た。 図 9 （b）お よび表 1か ら加力階で ある 4 、7 、12

階の 境界 梁に 引 張 軸 力 が生 じて い る こ とが確認 で きる 。 これ は加 力

ス ラブ が剛体 で あ り、T 型 壁 ウ ェ ブの 曲げせん 断ひ び割れを 拘束 し

た こ とに よ る影響 や、加 力階に 水 平 力が 集 中 して い る こ との 影響 が

考え られ る。 こ こ で は、こ れ らの 影響 も合 わ せ て 検 討 した。図 10

に 12 層 実験1）

の プ レー

ス置換 モ デル を示 す。

RFL 1111

12Fし3，73P

HF し

10FL9FL8FL7FL

L97　P

6FL5FL4FL3FL2FL

1P

　 §

ヨ1FL

出

8マ ．Σ

8聟

§冖§［一§【8尉［。爵

§的

【§［8N

岡§［ロ曷冖ロ旧蔚

図 10　 12 層実験ブ レー

ス 置換モ デル 図 （V2 ）

　解析 は弾性 1 ケー

ス （Vl ）、塑 性 （全 体 変 形 角 1’67 時の 割線

剛 性を考慮 した 弾性解 析 ）5 ケー

ス （V2 〜V6 ）の 計 6ケ ース で 、

塑 性の 5 ケース は Ai 分布 加力 と 3 点加力 の 影 響、加 力 ス ラ ブの 有

無の 影響 （V2 〜V5 ）、お よび実 際の 建物を考 慮 した 全 階 に ス ラ

ブ を設 けた 時の 影響 （V6 ）を検討す る た めに 行 っ た。

〈 解 析モ デ ル ＞

Vl ： 弾性

V2 〜V6 は全体 変形角 1167 を想 定する 。

V2 ： 加力 ス ラ ブ考慮 し、3点加 力 と した （実験再現モ デル ）。

V3 ： 加力 ス ラ ブ を無視 して一

様 な壁 と し、3 点加力 と した。

V4 ： 加 力ス ラ ブ 考慮 し、加力 を全層 に Ai 分 布 加力 と した。

V5 ： 加力ス ラブを無視 して一様 な壁 と し、加 力を全層 に Ai 分布

加力 と した。

V61 全 層 に ス ラブを考慮 して、加 力を 3点加 力 と した 。

　 こ こ で は、Vl 〜6 に作 用 させ た水 平力の 和 は 150tf と した。

また、V2 〜6 で の 上 6 層の 壁は、12 層 実験 D で ひ び 割れ が 生

じな か っ た た め 弾 性 剛 性 と した。部材 配置の 凡例を 図 11 に 示す。

表 2 に 12 層 実験1 ）の 全体変形角 ll67 （正加 力 1回 目〉時の 1〜

3眉の 壁の 軸歪を示す。1 、 2層 で 2000 μ を超え る 引張歪 が確 認

で きるた め、ブ レ ース 置換 に この 歪 を考慮 した 軸剛 性 を与え るもの

と した （表 3 参照） 。

圧纏

　　　　　　　　加力方向

境界梁　　　 引張壁　　　　　　1

＊ハッチング部：圧縮ゾ

ーン

5002，　00050011000 ZOOD

OOO

一 コ

§

凵 200

 

     ，

6 呂 95「

6，

  ’

    

   

 卩

 

L500 L500 L500

ヨ 

図 ll 　 ブ レース 置換モ デル の 部材 配置凡例 図

表 2　 壁の 圧縮 ゾーン 中央 の 歪み （12 層実験 ）

層／部材   材 飼 酬 翻

3　層 一292μ一4了7μ 1258μ 248μ

2　眉 71μ 一1050μ 3783μ 2867μ1　 眉 1056μ 一575μ 13510μ 8170μ

ブ レー

ス 置換の 方法 を以下 に 示 す 。

〈 弾性 剛 性 〉

壁、境界梁 ： 曲げ剛 性 EI とせ ん 断剛 性 GA （k＝ 1．5）を コ ン ク リ

ート断面で 合わせ る。

〈最大耐力時 （正！67）の 塑性剛性 〉

一立 体壁

一

圧縮壁 の 圧 縮垂 直材 （  材） ：圧縮 ゾーン

Dの 断 面積＋ フ ラ ン ジ

部断 面積の 合計を コ ン ク リー

トの 軸剛 性 と す る 。

圧縮壁 の 引張 垂 直材 （  材） ：圧 縮 ゾーンの 主 筋 の 軸 剛 性 とす る。

引張 壁 の圧 縮 垂 直 材 （  材 ） ：圧 縮 ゾーンの 断面 積を コ ン ク リ

ート

の 軸 剛 性 とす る。

引張 壁 の 引 張垂直材 （  材 〉 ：圧 縮 ゾーンの 主筋 断面積 ＋ フ ラン ジ

部主筋断面積の 軸剛性 とす る。

圧縮斜 め材 （  材）：T 型壁 ウ ェ ブ水平断面積× 割裂強度／ コ ン ク

リ」 卜強度で あ るコ ン ク リートの 軸剛性 とす る 。

引張斜 め材 （  材 ） ：壁 横筋の 断 面積の 水平 成分の 鉄筋断面 の 軸剛

性 とす る。

水平材 （  材）＝塊界梁の 平行筋 と同 じ断面 積の 軸剛 性 とす る。

一 139一

N 工工一Eleotronio 　Library 　

Architectural Institute of Japan

NII-Electronic Library Service

Arohiteotural エnstitute 　 of 　 Japan

一境 界梁一

水平材 （  材 ） ； 平 行筋の 断面 積の 軸 剛性 とす る。

圧縮斜め材 （  材） ：境界 梁断面積 × 割裂 強 度 ／ コ ンク リート強 度

で あ るコ ン ク リー

トの 軸 剛性 とす る。

引張斜め材 （  材〉 ： X 筋の 断面積の 軸剛性 と する 。

想定 され る ヒ ン ジ ゾーン

7） よ り上 層階 とな る4 〜R 階の 境界梁 は

圧縮、引張両方の 斜 め 材 を X 筋断面積 の 軸剛 性 とする 。

一加カ ス ラ ブ ー

斜め材 ： せん 断剛性を弾 性の 軸剛 性 と す る。一

ス ラブー

t＝200mm ，配筋 Dl3＠200モチアミダ ブル相当 と して 、T 型梁 と した。（協

力 幅の ス ラブ 鉄筋の 断面積を境界 梁上弦材 に 加え る ）

　こ こ で 、Ec ； 210，　Es ＝ 2100 （tlcm2 ）と した 。 表 3 に V　1 とV2

モ デル の 部材断 面 積 を示 す。

表 3　解 折に お ける部材の 軸方向断面穆 リス ト

モテ脆 VL・弾性 Ψ2・塑部材 全 12〜76 〜3 2層 1層

  C ：5929C ：5929C ：4624C ；4624C ：4624  C ：1406C ：i406C ：992C ：992C ：992  C ：1406C ：1406S ；25S ；10．4S ：4  C ：5929C ：5929S ：49S ：49S ：10．4  C：1225C ：1225C ：462C ：462C ：462 ’

C：2256C ：2256C ：420C ：420C ；420  C：1225C ：1225S ：10．4S ：10，4S ：10，4  C：2256C ：2256S ：5．29S ：5，29S ：5，29  C二132S ：1，44S ：1．44S ：L44S ：L44 「

C ；132C ；132S ；1．44S ：1．44S ：1．44  C ：182 S ：4 S ：4 C：306C ：306

C ：182 S：4 S ：4 S：4 S ；4 ’． 

’の 加 力 階はC ：22500．C； コ ンク リート、S ；鉄 筋 （単位 ：cmt ）

　表 4 に、12 層実験 1）の 全体 変形角 lt67 とブ レ

ース 置換 モ デル

（V2 ： 実 験 再 現 モ デル ） の 水平 変位 の 比較 を 示 す。両 者 は よ く近

似 して い る ことか ら、この モ デル に よ る 解析 がおおむ ね 問題 ない も

の と考える 。

の 影響 は ほ とん ど な い も の と考 え られ る 。 全層 に 通常の ス ラブ を考

慮 した V6 で は 、他の 解析結果 よ りせ ん 断力負担 割合の 変化が大 き

い こ と が確認で きた 。 実 際の 建物 は ス ラブ が取 り付 くの で、今後 こ

の 影響を検討 して い く必 要が あ る 。

表 5　解折 の 各 階境界梁 軸 力 と負担 せ ん 断力割 合

F ／typ3　 　 Ψ1　 　 　 V2V3V4 　　　 　 V5　　　 　 V6

RF 一5． 一5． 一5．5 一5．6 一5．5 一4．712F 一〇．4 一3．4 一3．3 一3．5 一3．4 一2．511F 1．9 一1．8 一1．8 一1．9 一L9 一1．110F 1。4 一〇．8 ℃ ．8 ℃ ．9 一〇．8 一〇．59F 0．5O ．60 ．70 ．6O ．70 ．38F r〕．23 ．43 ．53 ．53 ．62 ．47F O．01L911 ．512 ，111 ．78 ．了6F 0．3 一4．7 一3．9 一4，0 一3，4 一7．85F 0．O2 ．65 ．61 ．84 ．34 ．64F 0．523 ．810 ．723 ，410 ．312 ．O3F 0．4 一27。7 一17，2 一2了．4 一15．9 一23．62F →〕，2 一24．5 一23．9 一24．6 一24．O 一202麟 口 一1．5 一262 一24．4 一26．5 一24．1 一323QB150 ，0150 ．0150 ．0150 ．0150 ．01500C ： T51 ：4967 ：3366 ：3467 ：33　 　66：34 アi：29

卓数値は圧襯 （一）（tf）、QB ；総せ ん 断力 （tf）C ： T は 負担 せん 断 力 劇合 （圧皰 ： 引張 ）

　プ レー

ス 置 換に よる こ こ で の 解析 で は 、 せ ん 断力負担割合は 約

7 ： 3 （圧 縮壁 ： 引張壁 ）とな り、そ の ときの 境界梁軸力の 和は 約

25tf と な っ た。境 界梁 の 圧縮 ス トラ ッ トの 効果の 影響 に よ るせん 断

力負 担 割 合の 変 化 は 境 界梁軸 力 25tf程度 と考 え られ る。

3。4 ．境界梁の 繰返 しに よ る全体伸 びの 効果 の 影響

　境界 梁は変形 が進む に つ れ軸伸 び変位が 大 きくな り （図 8 ）、並

列 壁 の 全 体 変形 角が 0 付 近で も境 界 梁 の 軸 伸 び 変位 が残 留 し、壁 の

拘 束 に よ り境 界 梁 に 軸力 が生 じる （以 後 境界 梁 残 留 軸 力 と称す）。

表 6 に 12 層 実 tw　1）に お ける 最大 耐 力 時 （全 体 変 形 角 1／67 正 加 力

1回 目 ）の 残留 軸力 を 示す。こ こ で も、固 定度の 高 い 下 層 階 （2 ，

3階〉の 境界梁の 軸力が大 きい こ とが わ か る 。 この 残留 軸力の モ デ

ル を図 12 に 示す。

表 4　 12 層 実験 と解 析の 水平変位

モ デル／F12765432

実験 ；1！6ア 198．41029178 ．660 ．047 』 26．512 ．3解析 ： V2202 ．3108 ．789 ．869 ．ア 49．030 ．613 ．2

表 6　 12 眉実験の 最大耐 力時 （1’67）の 各階境界梁の 残留軸力

鼻自力

RO12

　 511　 010　 09 曹58P6Ts6 −35　　 4−T　　 O3 −15Z

　 叶

匿13　 曹43＊数値は圧編（

・），（tf）

　表 5 に 6 ケース の 解 析 結 果 を各 階 の 境 界 梁軸力 とせ ん 断力 負担

割合 に つ い て 示す 。 V2 〜V4 の 各 ケー

ス と もせ ん 断力負担 割合が

相互 に 近似 して い る 。 各階の 境界梁軸力の 総和 は 2 階 の 境界 梁の 軸

力 と近似 して い る。こ れ は、2 階の 境界粱 で 負担 せ ん 断力の 移 動の

ほ とん どが 行われ、そ の 上 層 階の 嶢界 梁は、境 界梁が 壁 を押 し広 げ

た時、そ の 広が りを引 き戻 す ような変 形の 適合 を とっ て い るもの と

考 え られ る。また、4 、7 階の 境界 梁に 引張 軸力が 生 じて い た こ と

に 対して は 、 加力ス ラブを有 しない V3 、V5 で 4 階境界梁の 引張

軸 力が 小 さ くな っ て い る こ と か ら、加 力ス ラ ブの 影 響が あ っ た こ と

が 推 測で きるが、V2 〜V5 まで の せ ん 断力負担 割合が ほ ぼ一

致 し

て い るため、全体の 負担せ ん 断力の 変化 に 与え る影響は 大 きい もの

で は ない と考え られ る 。V2 とV4 、V3 とV5 を比較 した とき、

そ れ ぞ れが よ く近似 して い る こ とか ら加力 分 布 （3点 と Ai 分 布）

壁

　　　 　 ＊　ハッ チング部分

（　 　 　 　 　 　繰 り返 しによる伸 び

Φ 　 　 

壁

残留圧縮軸力

図 12 　 境界粱 の 残留 軸力発 生モ デル

　壁 の 拘束 に よ る残 留軸 力は 図 13 に 示 す次の プ ロ セ ス で 発生 す

ると考 え た。すな わ ち、境界粱 の 最大 モ ーメ ン ト時の 引張鉄 筋の 歪

はA 点に あ り、変形減少の 俵、モ ーメ ン ト0 で 時計回 りで B 点へ

、

さ らに変形が 戻 り全体変形角 ＝ 0 （約 φ＝ 0 ）で壁 拘束が ない 場

合に は C 点 まで 進 む。一方、圧縮 鉄筋の 歪 は同様に a 点か ら時計 回

一 140一

N 工工一Eleotronio 　Library 　

Architectural Institute of Japan

NII-Electronic Library Service

Arohrteotural エnstrtute 　 of 　 Japan

りに c 点 まで 進む。と こ ろが、全体 変形 角0 付近 （約 φ＝0 ＞で

は、圧 縮→引張鉄 筋 は壁に 拘束 されて い る た め 引張応力度の 領域に

達 せ ず d 点で 曲率 が 0 とな る と考 え た 。圧 縮→引張鉄筋の a →d 間

は、鉄 筋 とコ ン ク リー

トが 共同 して圧 縮ス トラ ッ トを形成す る鉄筋

の 歪区 間で あ り、d 点は 圧 縮 ス トラ ッ トがな くなる 歪に 相当す る。

この と き、境界 梁軸伸び は 図 13 の   で ある。よ っ て、境界梁が負

担 で き る残 留軸 力は 引張鉄 筋が圧 縮 され た ときの 圧縮 降 伏 時 で あ

ると考 え られ る （図 13 の   ）。 前述 した他 の 要因に よ る 付加 軸力

は図 13 の D ，d 点 か ら コ ン ク リー

トが 圧縮 力に 抵抗 す る こ とで 釣

り合い が とれ る。

ε

主筋の歪

σ 主筋の励 度「 L

大文字・C

：引張→圧縮　　小文字．騰 → 引張

Aσyr1

　 23…　F

／卩F’r「 d，

…F…

  ・ 境界梁囎 軸励度

 境界梁の軸伸び

の歪 　 i BA ，a ：M 田ax

一幽＿

bi：

’｛ 

　…

B，b ；M ・O

l：1；1糧鰡’σy

a’D ℃ 縮み限界歪

図 13 　境界梁 残留軸 力と壁拘束 の モ デル に おける 応 カー

歪関係

　 12 層 実va　1 ）の 2 階の 境界梁の X 筋の 応カー歪 関係 （全体変 形

角 ll200 の 加力サ イ クル で 鉄筋の 歪 を材料試験の 結 果 1）か らバ イ

リニ ア と した もの で コ ン ク リー

トの 圧 縮 応力 は含ま れ な い ）を 図 1

4 に 示す。モ ーメ ン トの 正 側最大値 （X 筋引張 降伏 ）の 後、曲率 0

4500300015000

一1500

一3000

一4500　 　 10000

σ （k8！cm2）黒塗 り ： 引張鉄筋Mmax か らφ・0

： Mmax 　、’　 ・o 雫 7 ， ， ，

潤 max 　．了 「　　申凵 二　 ．　　

『 　　『二　 　 　 　 ‘

　　臼 †停 貯 ，

「．．炉

RT ニO　 ．φ＝℃

了　　　　　’

　　，占 ．

o 」 ”　　『

区 ＝ o 停 9 ，貯 ： 全体変形角↑ 　臼 7一

。鬯陥 x　　

『 RT ＝0　 ・“　　 　 　　 　　 轟

　　一ε （μ）

瞭 D　 　 　 全体変形 角 1／6了 ま で

． ii　 iilζ　7“F ＞二　’申

； ：

：よ　　　 h ；：

　 　 　　 ご　 訴li1

「“『『印，「，，’申『’1

「

5　　　

0　　　

5　　　

0　　　

5　　　

0　　　

5

1　　　　

1　　　　　　　　　　　　　　　　一　　　　ー　　　　−

；i巾，：きご；

二ご囁 i：蟹o 臼，

可　｝　　　r 　　匸，：i ご： 目獅n，9

酌“　　il

曇：

衂；i；i『」噛『

　　 ： lI■P ζ鵑L

一100　　　−50

　 髄（量f，15105o

一5一10一IS　−100　　　，50

Is1050

一5一10

o50

全体夏形角 且！67ま で

　 　 　 　 巌 量f，　 　 20

　 　 15

　 　 10

　 　 5

　 　 0

　 　−5

　 　曹10

　 　−15

　 　−20100

　　　−100

｝， ““ A臣；貯二卩　．．．

停o，守屮・ 12F ＞　「臼『． ，卜 停丁，卜 」 炉，

く停肖 ↑『尋，F 脅　昏“卜■． 守申 卜 o†・　，　卜 卜　r　瞥 o卜 ‘　昏，“舳 干『， 卜 昏↑臼吁『 嘔L1 唱“ 臼o臼雫『 ，臼」o↑『 申唱門 『雫十十 『申F『P『7 ・L †　、 『『｝？ 匸駈 臼十｝隔 ，唱 ，气『 ，卜 酌

卩早 「 ， ．炉り 了， r 嘔；

o〒oi 』P 〔朋，

曽15　 曽10D 　 　 −50

IS105o

一s

一10

05D

050505050211

　

　

冒112

　

　

　

　

　

　

一　一　・

全体変形角 L／57まで　　“†臼忠 毒　 　 　 　 　 ‡ 二 ；　　　　　臼

，宇，臼“二巾『

　　　　十7 　；〉

言 ‡　　o　昏 ； き 『

『　唱　モ　レ　　　．†『o 購 ：皇： ．…1L，「

； ε 孟じ。　 　 臣 重

　守†“言 蓐 窪 ； 畧

畧 雷 言ε；　 　 ε ε

　 ；ぎ ε窪 〜、； ε 『 忘尸臼  ，“炉「　　…ま 罫 二塞 ‡窪7「町辱 ：，“

言 弐

　宇『匸謬＿LL 爭

ε 窰 ‘ ：

尋甲r　 　 　 　 ε，，卜．1賊 く闕 ジ

　亭　　 韋 ；　　 享　　’藺“炉畳 7申申ε さ 3 呂“牛卜o

一5a050100

100　　　　幽100　　　　

−50

一15　 冒100　　 −50

e50100

　 鬧（ 15105

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 0

　　　　 15000　　　　　　　　　20000　　　　　　　　　25000　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

−5図 14 　 2 階境界梁 の X筋の 応力歪 み関係 （ ll200＞

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　−10

　 　 　 N｛tt，Teta聖ot　all　beams 　　　　　　　　　括弧内は全停匿形角

　 　 　0

　 　−10

　 　−20

　 　−30

　 −40

　 −5e

　 −60

　 −70　 　 −0．075 　　−0．05　　−O．025 　　　0　　　　0．025 　　 0．05　　　0．075　　　　　　 ｛Ave ・，日O電atlonal 　DrIf霍Angle ｛Rad，，

図 15 （a ＞　 12 層 実験 の 境 界梁の 平均 部材角 と軸力の 和の 関係 （12 本 ）

曹15　−100　　　

−50

Is105o

一5

一Te

o50 　　　 100

全体炭形角 tt57 ま で

，15　・100　　　

−50

o50100

c50 聰00

20

，51050

−5−10匿15−20　−Ioo　　

−50

o50100

隲【廿，　　　　　　　　全体変形角　1／57　ま で臼、 つ匸，　 　 。；　 1炉「 雫干，穿 『 ε　 『

辱　　卜　卜　　　覧　　『卩『 ，　 　 ‡ 二　 竃ト“ 『Σ  　監 ！

石　吁　，　 　 　 ；匹，“

畧 轟　 ζ ： 〜　 　    　 ：　　宇，oり“ 『申，臼十L 　　　『牛，昏　 　 等 吁　 　 言　

1乙ε　　　　　 ε 『さ

畧 〜 罵　 ；　　　冂 　　‡ζ 鬘

ま。　　囁 畧 寓 ；『

； さ　 　　 　 　　 　　 　曇　T 、　 　 　　 　　 　 　　 　　 　 　。窪 ζ　 　　 　 　　 、『『 o，

　 　 　 寒

畧　 ： 畧｝　　　貯〜 ！ ‡PFF　　　『〜 ； 2　　　’

　　『『貯 ．了｝卜3 夛　 　 　 　 　 ぎ 』 等

　 　”

　 　「　 　 　 　 　 L ’L』＿‡

3 〜 ．　 　 　 　 ぞ夛 孝守雫 サ．P　　o十F 『1申，「「，‘献 由瓦

　 　 N“ fj201510

　 5

　 0

−5曹10−15−20　−100　　

−50

050

全体変形角 1！57ま で

too

←　rP 瞥『「“ ，診　町　｛卜　 ； ε　 きト ＿ 。匿

ゼ巾守9 ，印“塾 吁昏　　卜 『『匸 卜r聾9， 7，｝ ，『「　貯申一 L7 ｛曇o ’　　　　　一一ご三　『 ，　，　 豊†　レ“』 十　卜　｝匸匹

r　；　臼臼’ 甲『，， o凹卜聾 o卜卜7，　，o 7尸停『T P申嘔 ’，｛ r辱，嘔卜　； 宗 言　　 ；　1　 　　 　　 　 〜卜 停F 」 ，皀，，十尋 ． 詈 蓐 享 窪　　　　　 畧†　7 「“阜 『，↑ 一卓囁1申1 艦 ｛　臼　†　，　　　　　　　　　　　r095　　　　． 訥，申’ “冒7 ，卜o 9 臼，「守『 ，聾噛“ P　　」昏． o 窪

ト　『　臼　“『P79『「 印『卜 i開 【．●》

一10噛15−〜o

雫Z5−30　一冊 〇　　

−50

o50IDD

0”〔匙「） 全体璽形角 115τ まで

5

炉，屮〜 三

匸「卜卜　，　†　？

　　““買 ．く 3F ジ「臣 ．匸卜1 卜o

0　　5

十卜r雫

二 き

li＋　卜　，　口宇，尸

o ！

三…

P，』

．奪き ；

ε ε さ き『“叩内

0；ゴり 忘 孟 乱 ；

竃唱：　ζ

畧9 蓐 ‡

5窪 ；

厘．： 戸 窒 島

『；　P

； ；

o

．ご i

停　　　町藻 ， 邑…

・　卜　｝　炉，｝ 」ト 『『申『

5†　 じ F，鬘 ‘　　 孟 ヒ窰 『吁申臼

ニゴ

才竃 震

o吁｝o 詈　．苧‘「，ぎ　昏189‘鱒 ｝吁

0

一「o

一！o

一30

一40

一50

一so　 − eo　　

・50

050lao

甑 師 ｝

卜，十　　く“け，申 …

　　巾，マ」．「『嘔 曇： ご 畧く 2F ン

；二；“一二 ＿卜

　　唱、’i　　 ：” ，申「冒一一一

　　｝ii 二　 訴 ：

；　 ご ：：

“ 臼； ご …ii　

．i

」r　　 … …

屮…

，申 ，　 　 ε　 ：：．，　　“阜塾“

　 ∫

丁匸 iをi　　“　 　 ，　 ：  

＿！ 　 師 伽 ｝

050

図 15 （b ）　 12 層実験 各階境界梁 の 部材 角 と軸 力の 関孫

100

一 141一

N 工工一Eleotronlo 　Llbrary 　

Architectural Institute of Japan

NII-Electronic Library Service

Arohiteotural エnstitute 　 of 　 Japan

点で はX 筋 は圧縮 降伏 に 達 して い る。一方、モ ーメ ン トの 負側 最大

値 （X 筋圧縮 降伏）の 後、曲率 0 点で は X 筋の 応 力 は ほぽ 0 で あ る

（圧縮応力度 約 500　kgflcm2）。12 層実 験】）

で は 境 界梁 （幅 200 ，

成 400 ， 長 さ 1000mm ）の 損傷が 大 きく最大耐 力時に は平行筋

は座屈や 破 断が見 られ、圧 縮力 を負 担で きた と は考 え に くい 。 こ こ

で は、X 筋 （2 −Dl6 上下共）の み に よ り圧 縮力 を負担 して い た

もの と考 え る 。 想 定 した ヒ ン ジ ゾー

ン7 ）

に あ る境界梁 1本 当た り

が 負担す る こ とが 可能な 残 留軸力 RN は 、 次の よ うに な る。

　　 RN ＝ daい 。 os θ・σ y 　 　 　 （1）

dat ： 引張 X 筋 断面積 cm2 ，cos θ ； X 筋水 平成 分の 係 数

σ yrX 筋 降伏応 力rt　kgftcm2こ こで datニ3．96　cm2 ，　cos θ ・0．949，σ　y　＝　3579　kgflern2　，　R　N ；

13．4tf であ る。想 定 した ヒンジゾーン

7 ）の 境 界梁 （2、3階 ）の

X 筋が支持可 能な 残留軸力 は 26．8tf （13．4　x　2） とな る 。

　図 15 （a ） に 工2 層 実験1 ）の 塊 界梁 部材 角 （12 本の 平均 ）

と 軸 力 （12 本 の 合 計 〉の 関係 を、図 15 （b ）に 各階 の 境界梁の

部材角と 軸 力 の 関 係 を示 す。ま た、図 15 （a ）と 各階の 図 15 （b ）

を 比較 した 時 、 その 影 響の ほ とん ど が 下層 階に 集約 され てい るこ と

が わか る 。 図 15 （a ）の縦 軸 （部材角 0付近）に 交差す る軸力の

値が 残留 軸力で その 最大 値は約 43tf で あ る （表 6）。境界 梁の 部

材角が 大 き くな るとそ の 残 留軸力が 大き くな る こ とが分 か る。

　 こ の 残留 軸力の 最大値 （43tf ）に は ピン チ ン グ効 果の 影響 が含

まれて お り、境界梁残留 軸力の みの 境界梁 軸力 は 30 ．Otf （43 ・

13．0 ）程度 と推測 で き る。これ は 想定 した ヒ ン ジ ゾーン7）の 境界

梁 （2 ，3階） X 筋が負担可能 な軸力 （26．8tf ） とよ く近似す る。

こ こでは、境界梁の 残 留軸力 に よ るせん 断力負担 割合の 変化 は 、 境

界梁 軸力 26．8tf程度 と考 え られ る。

4a 脅 察

　 12 層 実験 Dの 最 大 耐 力 時 の せん 断 力 負担 割合 は約 9 ： 1で あ

り、その 時の 境界梁 軸力 の 総 和 は 正 加 力 で 63．5tC 負加 力で 67．5tf

で あ っ た。

　 せ ん 断力 負担 割合 の 変化 要 因を検討 した 結果 、T 型壁 の 剛性 変化

の 影響は小さか っ たが、壁の ピン チ ング効果 に よ る境界梁 軸力 は約

13．Otf （20％ ：想定 した 変化要 因中に 占め る割合、以下 同様 ）、境

界梁の 圧縮 ス トラ ッ トの 効 果の 影 響 に よ る 境界 梁軸 力 は 約 25tf

（39％ ）、境界梁の 繰返 しに よ る全体 伸び の 効果 に よ る境 界梁軸

力 は約 26．8tf（41％ ） と な り、これ らの 和 （64．8tf ）は、12 層

実験 D での 境界 梁の 軸力の 総和 （検討対 象 と した lt67正 加力 1

回 目）と よ く一

致 した。これ よ り、せん 断力 負担割合の 変化 機構の

要因は こ こ で検 討 した 3項 目が主要な もの で あ る と考 え ら る。

　境界梁 の 圧縮 ス トラ ッ トの 効 果の 影響 と境界 梁の 残 留 軸力 に お

い て は、想定 され る ヒ ン ジ ゾーン

7）の 境界 梁に せ ん 断力 の 移動 が

集 中 して い た こ と と、ピ ン チ ン グ効 果 は変 動軸 力の 大 きい 下層階 で

生 じる こ とか ら、せ ん 断力負担 割合 の 変化 は下層 階 （想定 され る ヒ

ン ジ ゾーン7 ）） に 集約 さ れ ると考 え られ る。 これ は 同時 に ヒ ン ジ

ゾーン7 ）の 想定が 重 要で あるこ とを示唆して い る 。

　想定 され るヒ ン ジ ゾーン

7 ）の 圧 縮壁 は せ ん 断 力の お おむね全 て

を負担するもの とし、 同領 域の 境界梁 はその 主筋量 が 負担可能な 圧

縮軸力 を考慮 した 曲げ耐力 に 対 して、せ ん 断 設計す る こ とが望 ま し

一 142一

い と考え られ る。

5 ．ま とめ

　 12 層実験D

の せん 断力負 担割合の 変化 に つ い て 各要 因 ごと に

検討を行 い、下記 の 結果 が得 られ た。

1 ）並 列 壁の せん 断力 負 担割合の 変 化 機 構 を4 つ の 要 因 か ら検 討す

る こ とで 追跡 した 結 果 、12 層実 igi）の 最大耐 力 時 の せ ん 断 力負

担割 合をお お む ね 再 現 す る こ とが で きた 。

2 ）境 界梁の 残留軸 力 （41％ ） と境 界粱 の 圧 縮 ス トラッ トの 効果

（39％ ） および変 動軸 力を受 け る壁の ピ ン チ ン グ効果 （20％）の

影留が大 きい 。

3 ）T 型並列 壁の 大変 形時の 設 計に おい て は、下 層 階 （ヒ ン ジ ゾー

ン ）で は圧縮 壁が せ ん 断力 をほぼ 全 て負 担す る こ とと、ヒ ン ジ ゾー

ンの 境界 梁が大 きな圧 縮 軸力 を負担す る こ とを考 慮す る 必要 があ

る。

4 ）ヒ ン ジ ゾーンの 壁 は せん 断力負担割 合が 10 ： 0 とな るこ とを

考慮 し、 同領 域の 境界梁 は その 主筋量 が 負担可能な圧縮 軸力を考慮

した 曲げ耐力に 対 して 、 せん 断設 計す る ことが 望 ま しい 。

5 ） 12 層実験1）

に お け る加力 方法 （3 点加力 と加 力用の 剛な ス

ラブ）が、せ ん 断 力負担 割合の 変化 に 与 え る影響 はほとん どなか っ

た。

6 ）詳細な 値を得 る に は、境 界粱の 伸 縮を考慮 で きるモ デル で 解析

を行 うこ と が 必 要 と な る 。

〈謝 辞〉

　本研 究はハ イブ リッ ド構 造 に 関する 日米共同構造実験研 究 （青山

博之委員長）の HWS 分科会の 活動の一

部 と して 行 っ た もの で あ る。

本研究 へ の 貴重 な 助言 を頂い た 青山博之東 京大学名誉教 授、和 田章

東京工 業大学教 授、壁 谷 澤寿海 東京大学教 授な らび に HWS 分 科会

各委員の 皆 様に 心 よ り感謝 の 意を 表 します。

参考文 献

1） 勅 使川 原正 臣 ほ か 3名 ； 12 暦立体 並列壁 の 地震 時 に おける全 体挙動

　 に 関する 実験的 研究 （ハ イ ブ リッ ド構 造に 関す る 日米共 同棺 造 実験研

　 究 ：HWS ），日本 建築 学会梅造系論文集．　 No．497 ．　 pp149・156．　 1997 、72

）西 山功ほ か 3 名 ： ハ イ ブ リッ ド構造 に 関す る 日米共 同 構造 実験研 究　 　HWS − 8 ，　 i　2眉 立体並 列壁実験 （試験体 概要 と加 力 計画），　　日本 建築学会大会 学術講演 梗蟹集 （近畿），C − 2 撫造 rv，　 pp575 −576，　1996．93 ）菅谷 憲

一ほか 2 名 ： ハ イ ブ リッ ド構造 に 関 す る 日米共 同構造 実 験研 究

　　HWS − 10 ，12 層立 体並列壁 実験 （並 列壁 の 負担せ ん 断力に関す る

　 検討），日夲建築学 会大会学術講演梗 概集 （近畿 ），C − 2撫造 IV，　 pp579・S80．　1996．94 ）Al［tan，A．E，　and 　V ．VBertero ： ，States 　of 　The 　Art 　and 　Praetice 　in　The

　 Optimum 　Seismic　Design　and 　Analytical　Response　Prediction　of 　R’C

　 Frame ・Wall　Structures ，Earthqual［e　Engineering　Research　Center，　 UCBIEERC ，1982．65 ）有薗 祐介 ほ か 6 名 ： ハ イ ブ リッ ド搆造に 関 す る 日米共 同構造 実 験研 究

　 HWS − 5 ，変勦軸 力を受 けるT 型 コ ア壁 の 実験結 果，日本 建築学会

　 大会学術 講演梗概集 （北海 道），B − 1縮造 Lpp831 ・832．1995 ．86 ） 菅谷憲一ほ か 2 名 ： ハ イ ブ リ ッ ド撫造 に 閲す る 日米共 同構造 実験研 究

　 HWS − 2 ，境界梁 の 特性 と分 力計 の 性能，日本建 築学会大 会学術 講

　 演梗概集 （北海道），B − 1構 造 1，pp825・826，1995．8

7 ）T、Pauley　and 　M ．J．N ．Priesdey ：Seis血 c　Design　of 　Reinforced　Concrete

　 and 　Masonry 　Buildings，John 　Wiley　＆　Sons 、INC 、，1992

（1997年 9 月 10 日原稿 受理 ，1998年 2 月 2 日採 用決定 〉

N 工工一Eleotronio 　Library