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1.　アンボンドPC鋼材で圧着接合したプレキャスト・プレストレスト・コンクリート骨組における梁部材の耐震性能と各種限界状態　［北山和宏　科学研究費補助金］

担当：M2 苗　思雨　／特任助教　晋　沂雄

　　梁曲げ破壊型のアンボンドPCaPC骨組における梁部材の耐震性能と各種限界状態を検討するため，スラブ・直交梁の有無およびPC鋼材径の組み合わせによって鋼材係数を変数としたPCaPC柱梁十字形部分架構試験体に対して静的載荷する実験を2015年度に実施した．

　 試験体は平面十字形2体と，それにスラブおよび直交梁を付加した立体十字形1体の計3体である．平面試験体のPC鋼材係数は0.09および0.17，立体試験体のそれは0.09とした．柱梁曲げ耐力比（梁曲げ終局耐力に対する柱曲げ終局耐力の比）は平面試験体で2.6および2.3，立体試験体で1.9と設定し，それぞれ約2以上となるように柱の鉄筋量を適宜調整した．これは柱梁接合部の曲げ降伏破壊を防ぐことを意図したものである．梁部材の各種限界状態の検討においては当研究室で実験を実施した3体［鈴木大貴・宋性勳ら2016］を併せて用いた．

　実験結果の詳細な分析から得られた知見を以下にまとめる．

(1) 鋼材係数が0.09と小さい平面試験体では早期にPC鋼材が弾性限界に到達した．これに対して鋼材係数を0.17とした平面試験体では，梁のかぶりコンクリート圧壊後にPC鋼材が弾性限界に至った．鋼材係数が大きい梁のコンクリート損傷が激しかった．これにより梁部材の最大残留変形率は約0.1と0.05で，2倍程度の差が生じた．等価粘性減衰定数への影響は見られなかった．

(2) スラブの付く立体試験体における上端引張り時にはスラブ筋の降伏と梁下端コンクリートの損傷により最大残留変形率，最大残留目開き幅および等価粘性減衰定数は下端引張時より2倍以上大きかった．

(3) 鋼材係数の大小およびスラブの有無に関係なく，全ての梁の使用限界は圧縮縁コンクリートの応力度がコンクリート圧縮強度の0.9倍に到達したことで決まった．そのときの梁部材角は0.12%〜0.37%と小さかったが，梁の復元力特性上の剛性低下点とおおむね対応した．

(4) 鋼材係数の小さい平面試験体の矩形梁ではPC鋼材が早期に弾性限界を超え，これによって修復限界Iに到達した．立体試験体のT形梁の上端引張り時には，スラブ筋の破断および梁下端付け根コンクリートの損傷の発生・進展によって安全限界に到達した．

　　


2.　アンボンドPCaPC外柱梁部分骨組の梁部材における曲げ終局点の定量評価法の開発　［北山和宏　科学研究費補助金］　

担当：特任助教 晋　沂雄

　梁断面のPC鋼材が上下等量・対称配置されたアンボンドPCaPC十字形部分骨組を対象に，その曲げ挙動特性を忠実に反映したマクロ・モデルを構築し，それに基づいて提案した梁曲げ終局時の耐力および変形の定量評価手法を2016年に発表した．

　本研究では，この手法をアンボンドPCaPC外柱梁部分骨組の梁部材に拡張することを試みた．外柱梁部分骨組では，梁断面の上下に配置されたPC鋼材の伸び量に差を生じる点が十字形部分骨組とは異なる．そこで梁断面の圧縮側の縮み量，および引張り側の伸び量を用いた変形の適合条件から，各々のPC鋼材のひずみを定めた．

　この改良手法によって，PC鋼材が弾性限界ひずみに到達するときおよび曲げ終局時の耐力および変形を，3体の外柱梁部分骨組試験体（当研究室において過去に実施した実験）の結果と比較したところ，良好な一致を見た．曲げ終局時の梁部材角の計算値は，実験値の81%から107%の範囲に分布した．


3.　アンボンドPC鋼材で圧着接合したプレキャスト・プレストレスト・コンクリート外柱梁部分骨組の耐震性能に関する実験研究　［北山和宏　科学研究費補助金］　

担当：M1 鄒　珊珊　／卒論生　岩田　歩　／特任助教 晋　沂雄

　鉄筋コンクリート（RC）骨組では，柱梁曲げ耐力比がある程度小さい場合に柱梁接合部が曲げ降伏破壊して，柱や梁の曲げ終局耐力を発揮できないことが塩原等博士（東京大学）によって指摘された．2016年にはRC構造保有水平耐力計算規準（案）において柱梁接合部の曲げ降伏破壊に対する検討が成文化された．これに対してアンボンドPCaPC圧着工法で組み立てられた骨組の柱梁接合部を対象として，その曲げ降伏破壊の有無を実験によって検証した研究はほとんど行われていない．

　鈴木・宋・晋・北山［2015，2016］はアンボンドPCaPC十字形部分骨組の載荷実験を行い，柱梁曲げ耐力比が1.2の場合にスラブ付きの十字形部分骨組の最大耐力は梁付け根コンクリートの圧壊によって決まったが，最大耐力以降に柱梁接合部の曲げ回転変形が増大し，接合部曲げ降伏破壊の徴候が見られたことを指摘した．ただし直交梁およびスラブを取り付けた立体十字形部分骨組では柱梁接合部の損傷が抑制され，本実験の限りでは柱梁曲げ耐力比が1.2の場合にも梁が曲げ破壊した．

　そこで本研究では，アンボンドPCaPC圧着工法で組み立てられた外柱梁部分骨組（ト形）試験体に水平力を正負交番繰り返し載荷する実験を行って，柱梁接合部の損傷状況を調査した．

　 RC柱梁接合部が曲げ降伏破壊するときの終局耐力を簡易に求める手法を塩原［2014］が提案したので，その手法をアンボンドPCaPC骨組に拡張して柱梁接合部の曲げ降伏破壊が生じるように試験体を設計した．試験体は平面ト形1体およびそれにスラブのみを取り付けた1体の合計2体で，各々の柱梁曲げ耐力比を1.09および1.05（T形梁の上端引張り時）とした．柱圧縮軸力440kN（軸力比0.04）は共通で，柱梁接合部のせん断余裕度は1.8および1.5（T形梁の上端引張り時）であった．

　実験では両試験体とも柱梁接合部に斜めひび割れが発生し，柱主筋および接合部横補強筋が降伏して層間変形角2%程度のときに最大耐力に到達した．その後，水平耐力は徐々に低下した．梁のPC鋼材は弾性限界をわずかに超えた程度のひずみにとどまり，降伏に至らなかった．

　スラブのない試験体では梁および下柱のコンクリートが剥落したが，柱梁接合部の損傷も顕著であった．層間変形角4%の繰返し載荷によって接合部内の柱主筋が座屈し，下柱の曲げ変形が増大した．

　スラブの付く試験体ではスラブに曲げひび割れは生じたが，梁の上端・下端の損傷は軽微であった．層間変形角4%の繰返し載荷で接合部内の柱主筋が座屈して，接合部から下柱に及ぶ広範囲でかぶりコンクリートが剥落し，下柱が大きく曲げ変形した．スラブ上面および上柱はほとんど損傷しなかった．また柱梁接合部の上1/3の領域には斜めひび割れが数本生じたもののその幅は小さく，かぶりコンクリートの剥落も生じなかった．これはスラブの拘束効果によると考える．

　アンボンドPCaPC圧着工法で作られたト形部分骨組の破壊モードを含む実験結果の詳細な検討および考察は，今後実施する予定である．




4.　鉄筋コンクリート耐震壁の誕生と発展

担当：卒論生 津島　竣

　鉄筋コンクリートの耐震壁は一般的な柱と較べて剛性および耐力ともに非常に大きいため，地震動に対する水平力抵抗要素として極めて有効である．現在の構造設計者にとってこのことは常識である．しかし鉄筋コンクリート構造の建物が造られ始めた約百年前には，誰も知らなかった事柄であった．

　鉄筋コンクリート構造の持つ耐震性能の優位性という観点は，佐野利器が1906年のサンフランシスコ地震による建物の被害状況を検分して，鉄筋コンクリート構造が耐震性に優れることを看破したことに始まる．鉄筋コンクリート構造はそれまで，建物内の床スラブの一部に使用される程度の部分的な利用に留まっていた．建物全体を鉄筋コンクリート構造で建設した最初の例は，遠藤於菟が設計した三井物産一号館であり，それは1911年のことであった．

　鉄筋コンクリートの壁が水平力に対して有効な抵抗要素であることを初めて指摘したのは，管見の限りでは内藤多仲（早稲田大学教授）である．内藤多仲は1922年10月から『架構建築耐震構造論』を建築雑誌に六回に分けて発表した．そのなかで内藤は「有壁並剛架構の類を余は耐震壁 bracing wall と名付く」として，耐震壁という用語を初めて使用した．

　 内藤多仲は耐震壁をなるべく分散して配置して，水平力が一箇所に集中しないように計画することを推奨した．さらに耐震壁は上下に連続して設置すること，および平面内にバランスよく配置すべきことを説いたが，これらは現在にも通じる耐震設計の要諦である．「耐震壁の構造は鉄筋コンクリートを以て最上となす」として，鉄筋コンクリート造の耐震壁の優位性を説いた．耐震壁の端部には柱形を設けることを間接的に指摘したことも，現在の日本における耐震設計に通じる．

　内藤多仲は，日本興業銀行の構造設計（水平震度として1/15（0.067）を採用した）において耐震壁を意識的に用いた．日本興業銀行は竣工直後に関東大地震（1923年9月）の洗礼を受けるが，タイルが数枚剥落して，内部のRC耐震壁には多少のひび割れが生じた程度で，構造的な被害はほとんどなかった．この内藤による報告や，関東大地震による鉄筋コンクリート建物の被害を包括的に検討した永田余郎の報告によって，鉄筋コンクリート壁が建物の耐震性能向上にきわめて有効であることが指摘された．

　なお，内藤や永田の報告は，鉄筋コンクリート構造の建物といえどもRC壁を適切に設置しなかった場合には，大きな被害を受けた建物が相当数存在したことも指摘した．すなわち彼らは，鉄筋コンクリート構造の柱梁骨組だけでは耐震性能として十分ではなく，これにRC耐震壁を加えることによって初めて建物の耐震性能を向上できる，という認識を有していたことに注意したい．