(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート部材に埋設された線状部材が引き抜かれたときに、破壊される前記コンクリート部材のコーン状破壊部を横切る補強線状部材によって増加する前記コーン状破壊部の破壊耐力の増分荷重Ｐｃを式（１）から算出する破壊耐力の増分算出方法。
【数１】
0005503206.tif 000010
ただし、δｓ：補強線状部材の線状部材の引き抜き方向の許容たわみ量、Ｌ：線状部材の埋設長さ、ｄ：線状部材の直径、Ｅ：補強線状部材のヤング係数、Ｉ：補強線状部材の断面２次モーメント、である。
【請求項２】
コンクリート部材に埋設された線状部材が引き抜かれたときに、破壊される前記コンクリート部材のコーン状破壊部を横切る補強線状部材と、前記コーン状破壊部に少なくとも一部が埋設され、前記線状部材と平行すると共に前記補強線状部材と連結される補強筋と、によって増加する前記コーン状破壊部の破壊耐力の増分荷重Ｐｃを式（１）及び式（２）から算出する破壊耐力の増分算出方法。
【数２】
0005503206.tif 000011
ただし、δｓ：補強線状部材の線状部材の引き抜き方向の許容たわみ量、Ｌ：線状部材の埋設長さ、ｄ：線状部材の直径、Ｅ：補強線状部材のヤング係数、Ｉ：補強線状部材の断面２次モーメント、ｆｈｙ：補強筋の降伏強度、Ｅｓ：補強筋のヤング係数、である。
【請求項３】
前記線状部材が、前記コンクリート部材としての第１コンクリート部材と第２コンクリート部材とにまたがって埋設される請求項１または請求項２に記載の破壊耐力の増分算出方法。
【請求項４】
前記第１コンクリート部材が、柱であり、
前記第２コンクリート部材が、梁であり、
前記線状部材が、前記梁の材軸方向に延びると共に、該梁と前記柱との仕口部に埋設される梁鉄筋であり、
前記補強線状部材が、前記柱の材軸方向に延びる柱鉄筋である請求項３に記載の破壊耐力の増分算出方法。
【請求項５】
前記コンクリート部材が、柱、梁、スラブ、又は基礎であり、
前記線状部材が、アンカー部材である請求項１又は請求項２に記載の破壊耐力の増分算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、破壊耐力の増分算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
柱、スラブ、基礎等のコンクリート部材に埋設された鉄筋やアンカーボルト等に引き抜き力が作用し、当該引き抜き力が鉄筋やアンカーボルト等の定着力（コンクリート部材の破壊耐力）を超えると、コンクリート部材がコーン状に破壊（コーン状破壊）することが知られている。
【０００３】
そこで、特許文献１では、アンカーボルトによる鉄骨柱とコンクリート基礎との接合構造において、コンクリート基礎に埋設されたアンカーボルトの周囲に、当該アンカーボルトと平行な鉄筋を埋設することにより、コンクリート基礎のコーン状破壊を抑制している。
【０００４】
また、特許文献２では、アンカーによるコンクリート杭の杭頭部と構造物との接合構造において、杭頭部に立設されたアンカーの周囲に、当該アンカーと平行な縦筋と横筋とを籠状に連結した籠状鉄筋を設け、当該籠状鉄筋をアンカーと共に構造物に埋設することにより、構造物のコーン状破壊を抑制している。
【０００５】
ところで、引き抜かれる鉄筋やアンカーボルト等と平行に配置された補強筋によるコーン状破壊の補強効果は、一般的に降伏強度の０．７倍として設計される（例えば、非特許文献１）。従って、補強筋の降伏強度や本数を適切に選択することにより、コーン状破壊を効率的に抑制することができる。一方、鉄筋やアンカーボルト等に対して角度を持って配筋された補強筋は、コーン状破壊の抑制に寄与しているものの、その抑制効果を推定する術がなかった。そのため、不要な補強筋を設けるなどの過剰設計の原因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−２５８３２号公報
【特許文献２】特開２００８−５０９０１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】日本建築学会  鉄筋コンクリート造建物の靭性保証型耐震設計指針・同解説、１９９９．８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の事実を考慮し、引き抜き力が作用する線状部材に対して角度を持って配筋された補強線状部材によって増加するコーン状破壊部の破壊耐力の増分荷重を算出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の破壊耐力の増分算出方法は、コンクリート部材に埋設された線状部材が引き抜かれたときに、破壊される前記コンクリート部材のコーン状破壊部を横切る補強線状部材によって増加する前記コーン状破壊部の破壊耐力の増分荷重Ｐｃを式（１）から算出する。
【数１】
0005503206.tif 000002
ただし、δｓ：補強線状部材の線状部材の引き抜き方向の許容たわみ量、Ｌ：線状部材の埋設長さ、ｄ：線状部材の直径、Ｅ：補強線状部材のヤング係数、Ｉ：補強線状部材の断面２次モーメント、である。
【００１０】
上記の方法によれば、コンクリート部材には、線状部材と補強線状部材が埋設されている。ここで、コンクリート部材から線状部材が引き抜かれたときに、想定されるコンクリート部材の破壊領域をコーン状破壊部として規定する。補強線状部材は、このコーン状破壊部を横切るように埋設されている。即ち、補強線状部材は、コーン状破壊部を貫通すると共に、線状部材に対して角度を持っている。
【００１１】
そして、補強線状部材によって増加するコーン状破壊部の破壊耐力の増分荷重Ｐｃを式（１）から算出する。換言すれば、補強線状部材がコーン状破壊部の破壊抑制に寄与する寄与分を式（１）から算出する。
【００１２】
ここで、補強線状部材の線状部材の引き抜き方向の許容たわみ量δｓは、用いられる補強線状部材の強度、サイズ（断面積）、本数等によって、適宜調整される。また、コーン状破壊部に補強線状部材とは別の補強部材がある場合には、当該補強部材の強度、耐力等から補強線状部材の許容たわみ量δｓを推定することもできる。この許容たわみ量δｓを用いて、コーン状破壊部の破壊耐力の増分荷重Ｐｃを算出する。
【００１３】
このように、補強線状部材によって増加するコーン状破壊部の破壊耐力の増分荷重Ｐｃを算出することにより、コンクリート部材のコーン状破壊を効率的に抑制することができる。従って、過剰な補強筋等を減らすことができ、コンクリート部材の構造を単純化することができる。
【００１４】
請求項２に記載の破壊耐力の増分算出方法は、コンクリート部材に埋設された線状部材が引き抜かれたときに、破壊される前記コンクリート部材のコーン状破壊部を横切る補強線状部材と、前記コーン状破壊部に少なくとも一部が埋設され、前記線状部材と平行すると共に前記補強線状部材と連結される補強筋と、によって増加する前記コーン状破壊部の破壊耐力の増分荷重Ｐｃを式（１）及び式（２）から算出する。
【数２】
0005503206.tif 000003
ただし、δｓ：補強線状部材の線状部材の引き抜き方向の許容たわみ量、Ｌ：線状部材の埋設長さ、ｄ：線状部材の直径、Ｅ：補強線状部材のヤング係数、Ｉ：補強線状部材の断面２次モーメント、ｆｈｙ：補強筋の降伏強度、Ｅｓ：補強筋のヤング係数、である。
【００１５】
上記の方法によれば、コンクリート部材には、線状部材、補強線状部材、補強筋が埋設されている。ここで、コンクリート部材から線状部材が引き抜かれたときに、想定されるコンクリート部材の破壊領域をコーン状破壊部として規定する。補強線状部材は、このコーン状破壊部を横切るように埋設されている。即ち、補強線状部材は、コーン状破壊部を貫通すると共に、線状部材に対して角度を持っている。また、コーン状破壊部には、補強筋の少なくとも一部が埋設されている。
【００１６】
そして、補強線状部材及び補強筋によって増加するコーン状破壊部の破壊耐力の増分荷重Ｐｃを式（１）及び式（２）から算出する。換言すれば、補強線状部材及び補強筋がコーン状破壊部の破壊抑制に寄与する寄与分を式（１）及び式（２）から算出する。
【００１７】
先ず、式（２）から補強線状部材の許容たわみ量δｓを算出する。式（２）では、補強筋に作用する軸力が降伏強度の０．７倍に達したときの当該補強筋の変形量（伸び量）を、補強線状部材の許容たわみ量δｓとして仮定している。なお、補強筋の変形量は、線状部材の埋設長さＬの１／２に相当する補強筋に変形が生じたものとしている。
【００１８】
次に、式（２）から求めた許容たわみ量δｓを式（１）に代入し、補強線状部材の増分荷重Ｐｃを算出する。式（１）では、補強線状部材を単純支持ばり（両端ピン支持）と仮定し、当該補強線状部材に許容たわみ量δｓの変形を生じさせる集中荷重を、増分荷重Ｐｃとして算出する。なお、補強線状部材の支点間距離は、線状部材の直径に線状部材の埋設長さの２倍を加えた長さとしている。即ち、補強線状部材の支点間距離は、コーン状破壊部の底面の直径と同じである。
【００１９】
ここで、コーン状破壊に対し、引き抜かれる線状部材と平行する補強筋の補強効果については、従来から広く研究が進められており、その補強効果（破壊耐力の増分）は、一般的に降伏強度の０．７倍とされている。このように既に確立された補強筋の補強効果に基づいて、補強線状部材の補強効果、即ち、コーン状破壊部の破壊耐力の増分荷重Ｐｃを推定することにより、増分荷重Ｐｃの算出精度が向上する。
【００２０】
また、例えば、既存建物において、コーン状破壊部に補強線状部材及び補強筋が埋設されている場合、補強筋の降伏強度ｆｈｙ、ヤング係数Ｅｓが分かれば、補強線状部材による破壊耐力の増分荷重Ｐｃを式（１）及び式（２）から算出することができる。従って、既存建物の耐震改修等においても、過剰な補強等を減らすことができる。
【００２１】
請求項３に記載の破壊耐力の増分算出方法は、請求項１または請求項２に記載の破壊耐力の増分算出方法において、前記線状部材が、前記コンクリート部材としての第１コンクリート部材と第２コンクリート部材とにまたがって埋設される。
【００２２】
上記の方法によれば、線状部材は、コンクリート部材としての第１コンクリート部材と第２コンクリート部材とにまたがって埋設することができる。
【００２６】
請求項４に記載の破壊耐力の増分算出方法は、請求項３に記載の破壊耐力の増分算出方法において、前記第１コンクリート部材が、柱であり、前記第２コンクリート部材が、梁であり、前記線状部材が、前記梁の材軸方向に延びると共に、該梁と前記柱との仕口部に埋設される梁鉄筋であり、前記補強線状部材が、前記柱の材軸方向に延びる柱鉄筋である。
【００２７】
上記の方法によれば、柱から梁鉄筋が引き抜かれたときに、想定される柱の破壊領域をコーン状破壊部として規定する。柱鉄筋は、このコーン状破壊部を横切るように埋設されている。即ち、柱鉄筋は、コーン状破壊部を貫通すると共に、線状部材に対して角度を持っている。
【００２８】
そして、柱鉄筋によって増加するコーン状破壊部の破壊耐力の増分荷重Ｐｃを算出する。これにより、柱のコーン状破壊を効率的に抑制することができる。従って、柱の過剰な補強筋等を減らすことができ、柱の構造を単純化することができる。
【００３１】
請求項５に記載の破壊耐力の増分算出方法は、請求項１又は請求項２に記載の破壊耐力の増分算出方法において、前記コンクリート部材が、柱、梁、スラブ、又は基礎であり、前記線状部材が、アンカー部材である。
【００３２】
上記の方法によれば、コンクリート部材が、柱、梁、スラブ、又は基礎であり、線状部材がアンカー部材とされている。このアンカー部材は、例えば、コンクリート柱と鉄骨梁、コンクリート梁と鉄骨間柱（鉄骨柱）、基礎と鉄骨柱、基礎と免震装置とを接合する場合に用いられる。このように、本発明は種々の部材に適用することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は、上記の構成としたので、引き抜き力が作用する線状部材に対して角度を持って配筋された補強線状部材によって増分するコーン状破壊部の破壊耐力の増分荷重を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係るコーン状破壊部補強構造が適用された柱と梁の仕口部を示す、立面図である。
【図２】図１に示された仕口部の平面図である。
【図３】図１に示された仕口部を梁側から見た側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るコーン状破壊部を示す、斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係るコーン状破壊部補強構造の変形例が適用された柱と梁の接合部を示す、立面図である。
【図６】図５の５−５線断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るコーン状破壊部補強構造の変形例を示す図であり、（Ａ）は立面図、（Ｂ）は鉄骨間柱と梁との接合部を示す拡大立面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るコーン状破壊部補強構造の変形例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図８（Ａ）の８−８線断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係るコーン状破壊部補強構造の変形例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図８（Ａ）の９−９線断面図である。
【図１０】鉄筋引き抜き定着試験の試験装置を示す、立面図である。
【図１１】鉄筋引き抜き定着試験で使用した試験体を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図１２】鉄筋引き抜き定着試験で使用した試験体を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図１３】試験体の要部拡大説明図である。
【図１４】鉄筋引き抜き定着試験の試験結果を示す、グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００４３】
図１〜３図には、本実施形態のコーン状破壊部補強構造が適用されたコンクリート製の柱１２（コンクリート部材、第１コンクリート部材）と、コンクリート製の梁１４、１６（第２コンクリート部材）が示されている。梁１４、１６は柱１２の両側から張り出しており、柱１２に支持されている。なお、各梁１４、１６は柱１２と図示せぬ柱との間に架設されており、ラーメン架構を構成している。
【００４４】
各梁１４、１６には、梁１４、１６の材軸方向へ延びる複数の梁主筋１８、２０（線状部材）と、当該梁主筋１８、２０を補強するせん断補強筋２２、２４がそれぞれ埋設されている。梁主筋１８、２０は、各梁１４、１６の端面から突出しており、柱１２と梁１４、１６との仕口部２６に埋設されている。これらの梁主筋１８と梁主筋２０とは連続するように仕口部２６内に埋設されているが、両者は接続されていない。また、梁主筋１８、２０の端部には、柱１２との定着力を高めるための機械式定着２８がそれぞれ取り付けられている。なお、機械式定着２８は必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。
【００４５】
ここで、梁主筋１８、２０には、当該梁１４、１６の自重（長期荷重）や地震荷重によって引き抜き力（矢印Ａ方向）が作用する。この引き抜き力が、梁主筋１８、２０の周辺にあるコンクリートの破壊耐力（梁主筋１８、２０の引き抜き耐力）を超えると、当該コンクリートにひびや亀裂が入り、仕口部２６がコーン状（円錐形状）に破壊されることになる。このようにコーン状に破壊される領域をコーン状破壊部３０（図４参照）とし、このコーン状破壊部の曲面（以下、「コーン状破壊面３０Ａ」という）を二点鎖線で図示している。なお、コーン状破壊部３０はコーン状破壊面３０Ａ内の領域であり、詳細については後述する。
【００４６】
柱１２には、柱１２の材軸方向（上下方向）に延びる柱主筋３２（補強線状部材）と、当該柱主筋３２を補強するせん断補強筋３４が埋設されている。柱主筋３２は、図２に示されるように、柱１２の外周に沿って間隔を空けて埋設されており、柱１２の材軸方向に仕口部２６を貫通している。また、柱主筋３２のうち、梁１４、１６側に埋設された柱主筋３２Ａ、３２Ｂは、各梁主筋１８、２０のコーン状破壊部３０を柱１２の材軸方向に横切っている。即ち、柱主筋３２Ａ、３２Ｂは、柱１２の材軸方向にコーン状破壊部３０を通り貫け、コーン状破壊部３０の一方側（上方又は下方）から他方側（下方又は上方）へ渡っている。また、柱主筋３２Ａ、３２Ｂは、立面視にて梁主筋１８、２０と直交又は略直交しており、梁主筋１８、２０に対して角度を持っている（梁主筋１８と平行しない）。この柱主筋３２Ａ、３２Ｂを補強するせん断補強筋３４は、柱主筋３２Ａ、３２Ｂと立面視にて直交又は略直交しており、梁主筋１８、２０と平行又は略平行している。また、仕口部２６に周辺あるせん断補強筋３４は、部分的にコーン状破壊部３０に埋設されている。
【００４７】
なお、本実施形態における柱主筋３２Ａ、３２Ｂがコーン状破壊部３０を横切るとは、柱主筋３２Ａ、３２Ｂがコーン状破壊部３０を直線的に突っ切ることを意味し、例えば、図２に示すせん断補強筋３４のように、コーン状破壊部３０内で屈曲するものは含まれない。このせん断補強筋３４のように、コーン状破壊部３０内で屈曲していると、梁主筋１８、２０の引き抜き力に対して効率的に抵抗できないためである。
【００４８】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００４９】
先ず、コーン状破壊部について説明する。
一般に、コンクリート部材に埋設された鉄筋やアンカー等に引き抜き力が作用し、この引き抜き力がコンクリート部材の破壊耐力（引き抜き耐力）を超えると、コンクリート部材がコーン状（円錐状又は円錐台状）に破壊される。本実施形態におけるコーン状破壊部３０は、実験や経験に基づいてコンクリート部材がコーン状に破壊される領域を想定したものであり、コーン状破壊部３０の曲面（以下、「コーン状破壊面３０Ａ」という）に沿って、コンクリート部材にひびや亀裂等が生じるものと仮定している。具体的には、コーン状破壊部３０は、梁主筋１８の端部から梁主筋１８の引き抜き方向（図１において、矢印Ａ方向）へ向かって広がる円錐台状の領域であり、仕口部２６から梁主筋１８が引き抜かれたときに、コーン状破壊部３０のコーン状破壊面３０Ａに沿って、柱１２に破壊が生じることになる。また、コーン状破壊面３０Ａは、一般に、引き抜き力が作用する鉄筋やアンカー等に対して４５度の傾斜角で規定されている。
【００５０】
なお、コーン状破壊面３０Ａは、コンクリート強度や、補強部材の強度、サイズ（断面積）、及び本数等に変動する。従って、前述の梁主筋１８に対して４５度の傾斜角に限定されるものではなく、適宜設計可能である。また、コーン状破壊部３０には、補強をする前に想定される破壊領域、及び補強をした後に想定される破壊領域の何れをも含む概念である。
【００５１】
ここで、本実施形態では、柱主筋３２Ａ、３２Ｂがコーン状破壊部３０を横切ると共に、立面視にて梁主筋１８、２０と直交又は略直交しているため、梁主筋１８、２０に引き抜き力が作用した場合、柱主筋３２Ａ、３２Ｂのダボ作用によって周囲のコンクリートが拘束される。従って、コーン状破壊部３０の破壊、即ち、コーン状破壊面３０Ａに沿って生じるひびや亀裂が抑制される。本実施形態では、このような柱主筋３２Ａ、３２Ｂの補強効果を考慮して、コーン状破壊部３０の設計破壊耐力が調整される。具体的には、下記式（１）及び式（２）から算出された柱主筋３２Ａ、３２Ｂによる増分荷重Ｐｃが、各コーン状破壊部３０の設計破壊耐力に加算されている。
【００５２】
【数６】
0005503206.tif 000004
ただし、δｓ：補強線状部材（柱主筋）の線状部材（梁主筋）の引き抜き方向の許容たわみ量、Ｌ：線状部材（梁主筋）の埋設長さ、ｄ：線状部材（梁主筋）の直径、Ｅ：補強線状部材（せん断補強筋）のヤング係数、Ｉ：補強線状部材（せん断補強筋）の断面２次モーメント、ｆｈｙ：補強筋の降伏強度、Ｅｓ：補強筋のヤング係数、である。
【００５３】
ここで、図１３を参照しながら、後述する鉄筋引き抜き定着試験で用いた試験体Ｓ６Ｍを例に式（１）及び式（２）について説明する。なお、本実施形態における梁主筋１８、２０、柱主筋３２Ａ、３２Ｂ、せん断補強筋３４は、鉄筋引き抜き定着試験で用いた引き抜き鉄筋９０、水平筋９４、補強筋９６にそれぞれ相当する。
【００５４】
コーン状破壊部３０の破壊抑制に寄与する水平筋９４の寄与分は、水平筋９４が設計上負担可能な集中荷重として算定する。具体的には、水平筋９４の許容たわみ量δｓを求め、当該水平筋９４に許容たわみ量δｓの変形を生じさせる集中荷重を逆算し、この集中荷重をコーン状破壊部３０の破壊耐力の増分荷重Ｐｃとして算定する。
【００５５】
水平筋９４の許容たわみ量δｓとは、水平筋９４を単純支持ばり（両端ピン支持）と仮定した場合に、引き抜き鉄筋９０の引き抜き力に起因して、水平筋９４の支点間中央部に作用する集中荷重によって水平筋９４に生じる最大たわみ量である。水平筋９４の支点間距離は、コーン状破壊部３０の底面（試験体Ｓ６Ｍの上面に投影されたコーン状破壊部３０の円形領域）の直径、即ち、引き抜き鉄筋９０の直径に、当該引き抜き鉄筋９０の埋設長さＬの２倍を加えた長さである。
【００５６】
この水平筋９４の許容たわみ量δｓは、用いられる水平筋９４の強度、サイズ（断面積）、本数等によって、適宜設計することが可能であり、また、コーン状破壊部３０に水平筋９４とは別の補強部材がある場合には、当該補強部材の強度から水平筋９４の許容たわみ量δｓを推定することもできる。
【００５７】
ここで、引き抜き鉄筋９０と平行する補強筋９６の補強効果については、従来から広く研究が進められており、その補強効果（コーン状破壊部３０の破壊耐力の増分）は、一般的に降伏強度の０．７倍とされている。そのため、本実施形態では、この補強筋９６の補強効果から水平筋９４の許容たわみ量δｓを推定する。具体的には、式（２）を用いて水平筋９４の許容たわみ量δｓを算出する。式（２）では、補強筋９６に作用する軸力が降伏強度の０．７倍に達したときの補強筋９６の変形量（伸び量）を、水平筋９４の許容たわみ量δｓとして仮定している。
【００５８】
なお、コーン状破壊部３０に対する補強筋９６の埋設長さは、引き抜き鉄筋９０との位置関係によって変動する。即ち、補強筋９６が引き抜き鉄筋９０から離れるに従って補強筋９６の埋設長さが短くなり、補強筋９６が引き抜き鉄筋９０に接近するに従って補強筋９６の埋設長さが長くなり、最大で引き抜き鉄筋９０の埋設長さＬと同じになる。そのため、コーン状破壊部３０に対する補強筋９６の埋設長さｍは、引き抜き鉄筋９０の埋設長さＬの１／２として平均化し、このＬ×１／２の補強筋９６に変形（軸ひずみ）が生じるものと仮定している。そして、式（２）から求めた水平筋９４の許容たわみ量δｓを式（１）に代入し、水平筋９４の増分荷重Ｐｃを算出する。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態では、柱主筋３２Ａ、３２Ｂによって増加するコーン状破壊部３０の破壊耐力の増分荷重Ｐｃを式（１）及び式（２）から算出し、柱主筋３２Ａ、３２Ｂの補強効果を算定している。これにより、柱主筋３２Ａ、３２Ｂの補強効果を定性的に把握することが可能となり、従来と比較して、仕口部２６に対する過剰な補強を減らすことができる。よって、仕口部２６の構造を単純化することができる。また、梁主筋１８と平行するせん断補強筋３４の補強効果に基づいて、柱主筋３２Ａ、３２Ｂの補強効果、即ち、コーン状破壊部３０の破壊耐力の増分荷重Ｐｃを推定することにより、増分荷重Ｐｃの算出精度が向上する。
【００６０】
更に、例えば、既存建物において、仕口部２６に埋設されているせん断補強筋の降伏強度ｆｈｙ、ヤング係数Ｅｓが分かれば、式（１）及び式（２）から柱鉄筋によるコーン状破壊部の増分荷重Ｐｃを算出することができる。従って、既存建物の耐震改修等においても、過剰な補強等を減らすことができる。また、本実施形態では、梁主筋１８と梁主筋２０とを接続しないため、施工性が向上する。
【００６１】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
【００６２】
本実施形態は、コンクリート製の柱１２とコンクリート製の梁１４、１６との接合部に限らず、コンクリート部材同士の接合部、コンクリート部材と鉄骨部材との接合部、又はコンクリート部材と機械装置（例えば、免震装置、ダンパー等）との接合部等に適用することができる。
【００６３】
例えば、図５及び図６には、アンカーボルト４０（アンカー部材）によって接合されたコンクリート製の柱１２と鉄骨梁４２、４４とが示されている。鉄骨梁４２、４４は、Ｈ形鋼４６の端部に端部フランジ４８を接合して構成されている。この端部フランジ４８には、アンカーボルト４０が貫通する貫通孔が形成されている。また、端部フランジ４８とＨ形鋼４６とは補強リブ５０によって補強されている。
【００６４】
アンカーボルト４０は柱１２（コンクリート部材）に埋設されており、その端部に機械式定着２８が取り付けられている。アンカーボルト４０（線状部材）の機械式定着２８と反対側の端部は柱１２の側面から突出し、鉄骨梁４２、４４の端部フランジに形成された貫通孔に挿入されている。このアンカーボルト４０の端部に取り付けられたナット５２を締め付けることにより、柱１２に鉄骨梁４２、４４が接合されている。
【００６５】
柱１２に埋設された柱主筋３２Ａ、３２Ｂは、当該柱１２の材軸方向にコーン状破壊部３０を横切ると共に、立面視にてアンカーボルト４０と直交又は略直交している。そして、各コーン状破壊部３０の設計破壊耐力には、前述した式（１）及び式（２）を用いて算出した柱主筋３２Ａ、３２Ｂによる増分荷重Ｐｃが加算されている。従って、柱１２の構造を単純化することができる。
【００６６】
また、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）には、ラーメン架構を構成する上下の梁５４の間に配置された鉄骨間柱５６が示されている。この鉄骨間柱５６は角形鋼管からなる間柱本体５８を備え、当該間柱本体５８の両端部には端部フランジ６０がそれぞれ接合されている。これらの端部フランジ６０には、アンカーボルト４０が貫通する貫通孔が形成されている。また、端部フランジ６０と間柱本体５８とは補強リブ６２によって補強されている。なお、上下の梁５４は、一対の柱５３の間に架設されている。
【００６７】
図７（Ｂ）に示されるように、アンカーボルト４０は、一端が梁５４（コンクリート部材）に埋設されている。梁５４の上面から突出するアンカーボルト４０の他端は、端部フランジ６０に形成された貫通孔に挿入されており、ナット５２が取り付けられている。このナット５２を締め付けることにより、上下の梁５４に鉄骨間柱５６が接合されている。
【００６８】
梁５４に埋設された梁主筋１８は、コーン状破壊部３０を梁５４の材軸方向に横切ると共に、立面視にてアンカーボルト４０と直交又は略直交している。各コーン状破壊部３０の設計破壊耐力には、前述した式（１）及び式（２）を用いて算出した梁主筋１８による増分荷重Ｐｃが加算されている。従って、梁５４の構造を単純化することができる。
【００６９】
更に、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）には、コンクリート製の基礎６４に固定された鉄骨柱６６が示されている。鉄骨柱６６は、角形鋼管からなる柱本体７０を備え、当該柱本体７０の両端部には端部フランジ７２がそれぞれ接合されている。これらの端部フランジ７２には、アンカーボルト４０が貫通する貫通孔が形成されている。また、端部フランジ７２と柱本体７０とは補強リブ７４によって補強されている。
【００７０】
鉄骨柱６６は、アンカーボルト４０によって基礎６４に固定されている。アンカーボルト４０の周囲には、格子状に連結された複数の横筋６８と縦筋６９が埋設されている。これらの横筋６８及び縦筋６９は、コーン状破壊部３０を横切ると共に、アンカーボルト４０と立面視にて直交又は略直交している。
【００７１】
ここで、基礎６４には、アンカーボルト４０と平行する補強筋等の補強部材が埋設されていない。従って、式（１）における許容たわみ量δｓは、横筋６８及び縦筋６９の強度、サイズ（断面積）、本数等によって適宜設計される。これにより、基礎６４の構造を単純化することができる。また、コーン状破壊部３０には、格子状に連結された複数の横筋６８及び縦筋６９が横切っているため、コーン状破壊部３０の破壊耐力が大きくなる。
【００７２】
更にまた、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）には、スラブ６５の上に構築された壁８０が示されている。壁８０はコンクリート製で、格子状に連結された横筋８２及び縦筋８４が埋設されている。縦筋８４のスラブ６５側の端部には、機械式継手からなる継手８６が取り付けられており、この継手８６を介して縦筋８４とアンカーボルト４０とが接続されている。アンカーボルト４０は、壁８０とスラブ６５とにまたがって埋設されている。スラブ６５に埋設された横筋６８及び縦筋６９は、各アンカーボルト４０のコーン状破壊部３０を水平方向に横切ると共に、アンカーボルト４０と立面視にて直交又は略直交している。また、各コーン状破壊部３０の設計破壊耐力には、スラブ６５の横筋６８による増分荷重Ｐｃが加算されているが、前述したように、スラブ６５には、アンカーボルト４０と平行する補強均等の補強部材が埋設されていないため、式（１）における許容たわみ量δｓは、横筋６８の強度、サイズ（断面積）、本数等によって適宜される。これにより、スラブ６５の構造を単純化することができる。
【００７３】
なお、本実施形態では機械式継手からなる継手８６を用いて縦筋８４とアンカーボルト４０とを接続したが、継手形式はこれに限られない。即ち、機械式継手の他、重ね継手、溶接継ぎ手などを適宜用いることができる。更に、壁８０の壁途中部又は壁頭部等に継手８６を設けて、縦筋８４とアンカーボルト４０とを接続しても良い。
【００７４】
また、図示を省略するが、上記実施形態は、免震装置、ダンパー、ブレース、鋼製耐震壁等と基礎（フーチングを含む）、床、梁、小梁、柱との接合部にも適用することができる。また、図１に示す構成は、梁１４、１６の間に柱１２を通す、いわゆる柱通しであるが、上下の柱の間に梁を通す、いわゆる梁通しとしても良い。この場合、梁に埋設される柱鉄筋が線状部材となり、梁主筋が補強線状部材となる。
【００７５】
なお、上記実施形態では、補強線状部材として柱主筋３２Ａ、３２Ｂ（図１参照）等を用いたが、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒等のＰＣ鋼材や、ステンレス鉄筋、炭素繊維等を収束した繊維補強材等を用いることができる。また、アンカーボルト４０に替えて、Ｌ型アンカー、Ｊ型アンカー、ケミカルアンカー等を用いることもできる。
【００７６】
また、図１に示す構成では、梁主筋１８、２０に対して柱主筋３２Ａ、３２Ｂが直交又は略直交しているが、これに限定されるものではない。柱主筋３２Ａ、３２Ｂは、梁主筋１８、２０と平行せず、梁主筋１８、２０に対して角度を持っていれば良い。この場合、柱主筋３２Ａ、３２Ｂによるコーン状破壊部３０の増分荷重Ｐｃは、上記の角度を考慮して適宜算出すれば良い。
【００７７】
また、柱１２、梁１４、１６等のコンクリート部材（第１コンクリート部材、第２コンクリート部材）は、鉄筋コンクリート造に限らず、鉄骨鉄筋コンクリート造、プレストレスコンクリート造、更には現場打ち工法、プレキャスト工法等の種々の工法を用いることができる。また、鋼繊維、炭素繊維等が混入された補強コンクリートを用いることができる。
【００７８】
更に、上記実施形態は、建物の一部に用いても、全てに用いても良い。また、種々の構造の新築建物、改築建物に適用することができる。上記実施形態に係るコーン状破壊部補強構造を適用することにより、コーン状破壊を効率的に抑制することができ、施工性が向上された建物を構築することができる。
【００７９】
次に、鉄筋引き抜き定着試験について説明する。
【００８０】
＜試験方法＞
図１０には、鉄筋引き抜き定着試験で用いた加力装置９５が示されている。後述する試験体Ｓ６Ｕ、Ｓ６Ｍの長手方向両端部に、ＰＣ鋼棒９２で各３００ｋＮのプレストレスを導入し、反力床９７に固定した。次に、試験体Ｓ６Ｕ、Ｓ６Ｍの上面に埋設された引き抜き鉄筋９０に５０ｔジャッキで引き抜き力を加え（矢印Ｂ方向）、試験体Ｓ６Ｕ、Ｓ６Ｍの上面から５０ｍｍ上方の位置で、引き抜き鉄筋９０の抜け出し変位（引き抜き鉄筋９０の伸び量）δを測定した。なお、この抜け出し変位には、試験体Ｓ６Ｕ、Ｓ６Ｍに埋設された引き抜き鉄筋９０の伸び量だけでなく、試験体Ｓ６Ｕ、Ｓ６Ｍから突出した引き抜き鉄筋９０の伸び量も含まれている。
【００８１】
＜試験体＞
図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）には試験体Ｓ６Ｕが示されており、図１２（Ａ）〜図１２（Ｂ）には試験体Ｓ６Ｍが示されている。試験体としては、水平筋９４の本数が異なる２つの試験体Ｓ６Ｕ、Ｓ６Ｍを用いた。試験体Ｓ６Ｕは、柱主筋に相当する水平筋９４を２本（２−Ｄ１３）とし、コーン状破壊に対する水平筋９４の影響を小さくした。一方、試験体Ｓ６Ｍは、水平筋９４の本数を試験体Ｓ６Ｕの２倍の４本（４−Ｄ１３）とし、コーン状破壊に対する水平筋９４の影響を大きくし、水平筋９４によってコーン状破壊強度（破壊耐力）が増加するか否かを検討した。また、各試験体Ｓ６Ｕ、Ｓ６Ｍでは、補強筋９６としてＤ６（ＳＤ３４５）を使用した。
【００８２】
引き抜き鉄筋９０はＤ２５（ＵＳＤ６８５）とし、その端部に機械式定着９９（東京鉄鋼製）を取り付けた。また、引き抜き鉄筋９０の埋設長さ（定着長さ）Ｌ（図１３参照）は、コーン状破壊を促すために直径ｄの８倍とした。また、試験体Ｓ６Ｕ、Ｓ６Ｍには、コンクリートに鋼繊維を１％（体積比）混入した鋼繊維補強コンクリートを使用した。本試験で用いた引き抜き鉄筋９０、水平筋９４、補強筋９６、繊維補強コンクリートの詳細は、表１の通りである。
【００８３】
【表１】
0005503206.tif 000005
【００８４】
＜試験結果＞
図１４、及び表２、表３に試験結果を示す。
本試験では、試験体Ｓ６Ｕの最大耐力時（表２参照）、及び試験体Ｓ６Ｍの最大耐力時（表３）の２つの場合について、水平筋９４によるコーン状破壊部３０の破壊耐力の増分荷重Ｐｃを算出した。
【００８５】
先ず、試験体Ｓ６Ｕの最大耐力時について説明する。
試験体Ｓ６Ｕの最大耐力時（抜け出し変位δ＝３．３ｍｍ）における試験体Ｓ６Ｕと試験体Ｓ６Ｍの荷重を比較すると、試験体Ｓ６Ｕは３２５ｋＮ（最大耐力）であり、試験体Ｓ６Ｍは３７８ｋＮであった。これは、試験体Ｓ６Ｕよりも余計に埋設された２本の水平筋９４によって、試験体Ｓ６Ｍの破壊強度が５４ｋＮ（≒３７８ｋＮ−３２５ｋＮ）増加したことを示している。なお、５４ｋＮは、小数点以下を四捨五入した値である。
【００８６】
【表２】
0005503206.tif 000006
【００８７】
また、図１４に示すグラフには、コーン状破壊を想定した定着強度（非特許文献１参照）の計算値を併記している。なお、ＳＦ効果考慮は、定着強度のコンクリート寄与分を１．５倍している。つまり、コンクリートと周辺補強筋によって算出する定着強度（掻き出し定着破壊強度）を試験体Ｓ６Ｕ、Ｓ６Ｍともに大きく上回っていることが分かった。
【００８８】
ここで、コーン状破壊時の補強筋９６の効果は、既往の研究に基づき降伏強度の０．７倍と定められている。そこで、試験体Ｓ６Ｕが最大耐力に達した時の水平筋９４の引き抜き方向（矢印Ｂ方向）の変形、即ち、水平筋９４の許容たわみ量δｓは、引き抜き鉄筋９０の定着長さ（埋設長さ）領域のみで補強筋９６が降伏強度の０．７倍に達した時の変形と仮定し、式（２）から算定した。また、式（１）より、水平筋９４が引き抜き鉄筋９０の材軸方向（引き抜き方向）に許容たわみ量δｓの変形をしたときの単純支持条件（単純支持ばり）における集中荷重（増分荷重）Ｐｃを算出し、コーン状破壊に対する水平筋９４の寄与分を算定した。ただし、増分荷重Ｐｃは、引き抜き鉄筋９０のせん断強度以下とする。なお、単純支持条件の支点間距離Ｌａは、引き抜き鉄筋９０の埋設長さＬの２倍に、引き抜き鉄筋９０の直径を加算したものとした。
【００８９】
【数７】
0005503206.tif 000007
ただし、δｓ：水平筋の引き抜き鉄筋の引き抜き方向の許容たわみ量、Ｌ：引き抜き鉄筋の埋設長さ、ｄ：引き抜き鉄筋の直径、Ｅ：水平筋のヤング係数、Ｉ：水平筋の断面２次モーメント、ｆｈｙ：補強筋の降伏強度、Ｅｓ：補強筋のヤング係数、である。
【００９０】
そして、試験における測定荷重の差分ΔＰと式（１）及び式（２）から算出した増分荷重Ｐｃの比（ΔＰ／Ｐｃ＝１．２８）を算出することにより、式（１）及び式（２）の妥当性を確認した。
【００９１】
次に、試験体Ｓ６Ｍの最大耐力時について説明する。
試験体Ｓ６Ｍの最大耐力時（抜け出し変位δ＝８．６ｍｍ）における試験体Ｓ６Ｕの最大耐力（破壊耐力）と試験体Ｓ６Ｍの最大耐力を比較すると、試験体Ｓ６Ｕの最大耐力は３２５ｋＮであり、試験体Ｓ６Ｍの最大耐力は４１４ｋＮであった。これは、試験体Ｓ６Ｕよりも余計に埋設された２本の水平筋９４によって、試験体Ｓ６Ｍの破壊強度が、９０ｋＮ（≒４１４ｋＮ−３２５ｋＮ）増加したことを示している。なお、９０ｋＮは、小数点以下を四捨五入した値である。
【００９２】
【表３】
0005503206.tif 000008
【００９３】
試験体Ｓ６Ｍの最大耐力時（終局状態）は、引き抜き鉄筋９０の抜け出し変位δが８．６ｍｍと大きいことを考慮し、引き抜き鉄筋９０の埋設長さＬと同じ長さの補強筋９６に変形（伸び）が生じたもの仮定し、下記式（３）から水平筋９４の許容たわみ量δｓを算出した。なお、式（３）以外の条件は、前述した試験体Ｓ６Ｕの最大耐力時と同様である。
【００９４】
【数８】
0005503206.tif 000009
【００９５】
そして、式（３）求めた許容たわみ量δｓを上記式（１）に代入し、コーン状破壊部３０の増分荷重Ｐｃを算出した。また、試験における測定荷重の差分ΔＰと、式（１）及び式（３）から算出した増分荷重Ｐｃの比（ΔＰ／Ｐｃ＝１．０７）を算出することにより、式（１）及び式（３）の妥当性を確認した。
【００９６】
なお、本試験では、圧縮強度６５．７Ｎ／ｍｍ２の繊維補強コンクリートを用いたが、圧縮強度が３０〜９０Ｎ／ｍｍ２の範囲にあれば、同様の考え方で上記の式（１）〜式（３）を適用することができる。また、水平筋９４は、引き抜き鉄筋９０の端部から当該引き抜き鉄筋９０の直径ｄの４倍以上離れていることが望ましいが、これに限定されるものではない。
【００９７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００９８】
１２    柱（コンクリート部材、第１コンクリート部材）
１４    梁（第２コンクリート部材）
１６    梁（第２コンクリート部材）
１８    梁主筋（線状部材）
２０    梁主筋（線状部材）
２６    仕口部
３０    コーン状破壊部
３２Ａ  柱主筋（補強線状部材）
３２Ｂ  柱主筋（補強線状部材）
３４    せん断補強筋（補強筋）
４０    アンカーボルト（線状部材、アンカー部材）
４２    鉄骨梁（第２コンクリート部材）
５４    梁（コンクリート部材）
６４    スラブ（コンクリート部材、第１コンクリート部材）
６８    横筋（補強線状部材）
６９    縦筋（補強線状部材）
８０    壁（コンクリート部材、第１コンクリート部材）
９０    引き抜き鉄筋（線状部材）
９４    水平筋（補強線状部材）
９６    補強筋
【図１】
0005503206.tif 000012
【図２】
0005503206.tif 000013
【図３】
0005503206.tif 000014
【図４】
0005503206.tif 000015
【図５】
0005503206.tif 000016
【図６】
0005503206.tif 000017
【図７】
0005503206.tif 000018
【図８】
0005503206.tif 000019
【図９】
0005503206.tif 000020
【図１０】
0005503206.tif 000021
【図１１】
0005503206.tif 000022
【図１２】
0005503206.tif 000023
【図１３】
0005503206.tif 000024
【図１４】
0005503206.tif 000025