(57)【要約】【課題】鉄筋コンクリート構造物において、梁の端部に開口を設けても、梁の構造性能を劣化させることなく、設計上で要求される構造物の耐力および変形性能が得られるようにするとともに、開口を柱際に寄せて配置できるようにする。【解決手段】鉄筋コンクリート構造物１において、梁４の端部のコンクリート４１に幅方向に貫通する開口４３を梁４に設け、開口４３の上側の開口補強圧縮材４８と開口４３の下側の開口補強圧縮材４９のうち少なくとも一方をコンクリート４１に埋設する。開口補強圧縮材４８，４９を梁４の軸方向に延在させ、梁４の端部に接続される柱３に開口補強圧縮材４８，４９を定着しない。開口４３を梁４の柱際４４に寄せて配置して、コンクリート４１のうち開口４３の周囲の部分のせん断変形を抑える。【選択図】図４
2016217020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート構造物の梁において、
開口が前記梁の端部のコンクリートを前記梁の幅方向に貫通し、
前記開口の上側又は下側の少なくとも一方において軸方向に延在した開口補強圧縮材が前記梁のコンクリートに埋設され、前記開口補強圧縮材が前記梁の端部に接続される柱に定着されていないことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の梁。
【請求項２】
前記梁の柱際から前記開口の中心までの距離が梁成の１／２以下であることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物の梁。
【請求項３】
前記梁の柱際から前記開口の前記柱際側の縁までの距離が梁成の１／３以下であることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物の梁。
【請求項４】
鉄筋コンクリート構造物の梁の設計方法において、
前記梁の端部のコンクリートに開口を前記梁の幅方向に貫通させるようにしつつ、前記梁の端部に接続される柱に定着されない開口補強圧縮材を前記開口の上側又は下側の少なくとも一方において前記梁の軸方向に延在させて前記開口補強圧縮材を前記梁のコンクリートに埋設されるようにして、前記梁を設計することを特徴とする梁の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート構造物の梁及び梁の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄筋コンクリート構造物の梁に水道管や電線管などのスリーブを通すために、貫通孔が梁の幅方向に設けられている。強度上の問題から貫通孔の周囲を補強する必要があり、特に貫通孔の存在が斜めせん断力に対して弱点となるので、斜めせん断力に対する補強が主として要求される。例えば特許文献１に記載されているように、貫通孔（２０）を補強筋（５０）によって囲うようにその補強筋（５０）を梁（２００）に設け、梁（２００）のせん断耐力を向上させる必要がある。なお、特許文献１で用いた符号を括弧書きで用いる。
【０００３】
ところで、互いに隣り合う平行な梁の間には、それぞれの梁の貫通孔同士の間に通された設備配管を収納するための下がり天井が設けられる。室内の開放感を向上させるべく、貫通孔を柱にできる限り近い位置に形成して、下がり天井の範囲を狭くすることが要求される。しかしながら、通常、梁と柱の境界から貫通孔までの距離は梁成以上とすることになっており、その理由は次の通りである。
大地震時に建物の各部が降伏した後に建物が変形しながらどの程度持ち堪えられるかという能力（変形性能）を考慮して、建物の設計が行われている。そうすると、図１に示すように、大地震時に梁１０４の端部（主に主筋１０５の部位１０６）が降伏すると、梁１０４の端部が大きく回転することによって梁１０４の中立軸が移動するので、梁１０４の曲げによる梁１０４の圧縮領域１０７が狭まり、梁１０４のコンクリート１０８には局部的に過大な圧縮応力が作用する。梁１０４の端部に貫通孔１０９が設けられていると、貫通孔１０９の周辺にひび割れ１１０が発生する。ひび割れ１１０の影響によって圧縮領域１０７のコンクリート１０８が劣化するため、図２に示すようにコンクリート１０８の一部１１１が剥落したり、主筋１０５のうち貫通孔１０９の周囲の部位１１２が座屈したりする。従って、貫通孔１０９が梁１０４の端部に設けられていると、建物の変形性能が低下する。そのため、上述のように梁と柱の境界から貫通孔までの距離は梁成以上とすることになっている。
【０００４】
ここで、特許文献１に記載の技術では、主筋（２１０）のほかに補強筋（２２０）が柱（１００）の両側の梁（２００，２００）の端部（２５０，２５０）間に渡って設けられている。そのため、大地震時に主筋（２１０）が降伏する位置は、補強筋（２２０）の端に相当する位置である。そのため、主筋（２１０）の降伏後には、補強筋（２２０）の端近傍では梁（２００）のコンクリートに過大な圧縮応力が作用するものの、貫通孔（２０）の周囲では梁（２００）のコンクリートに過大な圧縮応力の発生が抑えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１６３０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の技術では、貫通孔（２０）の周囲に補強筋（５０）が設けられているため、貫通孔（２０）をより柱（１００）の近くに設けることができないので、下がり天井の範囲を狭くすることができない。
また、大地震時の主筋（２１０）の降伏後は、梁（２００）のスパンは短くなったものとみなされる。つまり、梁（２００）の全長（一方の端面から他方の端面までの長さ）が梁（２００）のスパンとなるのではなく、梁（２００）の一端側に設けられた一方の補強筋（２２２）の端からその梁（２００）の他端側に設けられた他方の補強筋（２２２）の端までの長さが梁（２００）のスパンとみなされる。梁（２００）が短スパン化するので、梁（２００）のせん断補強をより高めなければならない。それゆえ、特許文献１に記載の技術は、全長の短い梁（２００）に適用することができない。
なお、貫通孔は、梁の幅方向に貫通した開口のことをいい、以下、開口と称す。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものである。本発明が解決しようとする課題は、梁の幅方向に貫通した開口の周囲を補強しつつ、その開口を梁の柱際に寄って配置できるようにすることである。更に、大地震等の梁主筋の降伏位置が柱から梁の中央部側に離れた位置にならないようにして、主筋の降伏後に梁のスパンが短くならないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するべく、以下のような手段が採用されている。
つまり、鉄筋コンクリート構造物の梁において、開口が前記梁の端部のコンクリートを幅方向に貫通し、前記開口の上側又は下側の少なくとも一方において前記梁の軸方向に延在した開口補強圧縮材が前記梁のコンクリートに埋設され、前記開口補強圧縮材が前記梁の端部に接続される柱に定着されていない。
【０００９】
また、前記梁の端部のコンクリートに開口を前記梁の幅方向に貫通させるようにしつつ、前記梁の端部に接続される柱に定着されない開口補強圧縮材を前記開口の上側又は下側の少なくとも一方において前記梁の軸方向に延在させて前記開口補強圧縮材を前記梁のコンクリートに埋設されるようにして、前記梁を設計する。
【００１０】
本発明によれば、開口補強圧縮材が柱に定着されていないので、開口補強圧縮材が梁の軸方向の引張応力を殆ど負担せず、開口補強圧縮材の引張降伏及び座屈を抑えることができる。一方、開口補強圧縮材が梁の軸方向の圧縮応力を負担し、梁のコンクリート及び主筋の圧縮応力が軽減する。特に梁の主筋が梁の端部において降伏したものとしても、主筋のうち開口近傍の部位の座屈を抑えることができるとともに、コンクリートの剥落を抑えることができる。このような開口補強圧縮材が設けられることによって梁の端部が補強されるので、開口を梁の柱際近傍に設けることができる。特に、開口補強圧縮材が開口の上側又は下側において梁の軸方向に延在しているので、開口を梁の柱際近傍に設けても、開口補強圧縮材が開口に干渉しない。
また、大地震時に梁の主筋が降伏した場合、主筋の降伏位置は梁の中央部側に寄ることなく、梁の柱際近傍になる。よって、梁の主筋の降伏後に梁のスパンが短くなるようなことがなく、大地震の発生時に梁の損傷を低減でき、鉄筋コンクリート構造物の変形性能が維持される。
【００１１】
より好ましくは、前記梁の柱際から前記開口の中心までの距離が梁成の１／２以下である。
より好ましくは、前記梁の柱際から前記開口の前記柱際側の縁までの距離が梁成の１／３以下である。
【００１２】
開口が梁の柱際に寄って配置されることによって、柱の拘束効果によって開口の周囲が変形しづらく、開口の周囲のせん断ひび割れを抑えることができる。また、特許文献１に示されているような開口（貫通孔（２０））を囲む補強筋（５０）等を設ける必要がないため、開口周囲の補強に要するコストを削減できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、開口の周囲のコンクリートや主筋を補強することができるとともに、その開口を梁の柱際に寄って配置することができる。梁の主筋の降伏後の梁スパンが短くならず、鉄筋コンクリート構造物の変形性能が維持される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】大地震時における従来の梁の端部の挙動を示した図である。
【図２】大地震時における従来の梁の端部の挙動を示した図である。
【図３】コンクリート構造物の正面図である。
【図４】コンクリート構造物の梁の軸方向に沿った鉛直断面図である。
【図５】コンクリート構造物の梁の軸方向に対して垂直な鉛直断面図である。
【図６】実施例１の梁の有限要素解析の結果を示した図である。
【図７】実施例２の梁の有限要素解析の結果を示した図である。
【図８】比較例１の梁の有限要素解析の結果を示した図である。
【図９】比較例２の梁の有限要素解析の結果を示した図である。
【図１０】実施例１及び比較例１の梁の荷重−変形角線図である。
【図１１】実施例２及び比較例２の梁の荷重−変形角線図である。
【図１２】実施例１及び実施例２の梁の荷重−変形角線図である。
【図１３】比較例１及び比較例２の梁の荷重−変形角線図である。
【図１４】主応力−等価一軸ひずみ線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているので、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１６】
図３は、鉄筋コンクリート構造物１の正面図である。この鉄筋コンクリート構造物１は、現場打ちされた鉄筋コンクリート構造でもよいし、プレキャスト工法により構築された鉄筋コンクリート構造でもよい。この鉄筋コンクリート構造物１は集合住宅や事務所等の建物に適用される。
【００１７】
鉄筋コンクリート構造物１は、鉛直方向に延在した複数の柱３と、水平方向に延在した複数の梁４と、を備えたラーメン構造である。これら柱３は、基礎上に立設されているとともに、これらの間に互いに間隔を置いて配列されている。梁４は、隣り合う柱３の間に水平に掛け渡されている。柱３と梁４によって囲まれた部分には、壁材が適宜設けられる。また、梁４の上又は下には梁４によって支持される床スラブが設けられる場合がある。
【００１８】
柱３はコンクリート３１と鉄筋が一体化されることによって構成される。つまり、複数本の主筋が上下方向に延び、複数のせん断補強筋（帯筋）がこれら主筋を囲むと共に上下方向に所定間隔で配列され、これら主筋及びせん断補強筋がコンクリート３１に埋設されている。せん断補強筋以外の補強筋がコンクリート３１に埋設されてもよい。
【００１９】
図４は梁４の軸方向に沿った鉛直断面図であり、図５は梁４の軸方向に対して垂直な鉛直断面図である。図４及び図５に示すように、複数本の主筋４２は梁４の軸方向に延びているとともに、柱３に定着されている。これら主筋４２は上下四段に配置され、最上段と最下段にはそれぞれ４本の主筋４２が配置され、それ以外の２段の中段にはそれぞれ２本の主筋４２が配置されている。また、複数のせん断補強筋（肋筋）がこれら主筋４２を囲むとともに主筋４２の長手方向に沿って所定間隔で配列されている。そして、これら主筋４２及びせん断補強筋がコンクリート４１に埋設されている。なお、これら主筋４２の配置及び本数は適宜変更してもよい。
【００２０】
梁４の両端部には、開口４３が梁４の幅方向にコンクリート４１を貫通するように形成されている。開口４３は円孔状に成しており、開口４３の直径Ｈは梁成Ｄの１／３以下である。開口４３の縦位置については、開口４３の上下のへりあき長さＤ１，Ｄ２が梁成Ｄの１／３以上であり、開口４３の中心が梁４の高さ方向中心に重なることが好ましい。ここで、へりあき長さＤ１は開口４３の上縁から梁４の上面までの距離であり、へりあき長さＤ２は開口４３の下縁から梁４の下面までの距離である。
なお、開口４３の直径Ｈとして梁成Ｄの１／３以下の例を挙げたが、これに限るものではなく、開口４３の直径Ｈが梁成Ｄの１／３を超えるものとしてもよい。
【００２１】
開口４３の横位置については、梁４の柱際（柱際とは端のこと）４４から開口４３の中心までの距離Ｌが梁成Ｄ以下であり、より望ましくは、次の条件（Ａ）と条件（Ｂ）のどちらか一方又は両方を充足する。ここで、柱際４４とは、梁４と柱３の境界をいい、梁４の端面或いは柱３の柱面も柱際４４といえる。
条件（Ａ）：開口４３の中心が直角二等辺三角形状の拘束範囲４５の内側に位置し、梁４の柱際４４から開口４３の中心までの距離Ｌが梁成Ｄの１／２以下である。より望ましくは、開口４３の全体が拘束範囲４５の内側に配置され、特に開口４３が柱際４４から最大限離れていたものとしても、開口４３が拘束範囲４５を規定する直角二等辺三角形の二等辺に内接している。ここで、拘束範囲４５とは、梁４を側面から見た場合に、梁４の柱際４４を斜辺とした直角二等辺三角形によって定義される範囲である。
条件（Ｂ）：梁４の柱際４４から開口４３までのへりあき長さＤ３が梁成Ｄの１／３、より好ましくは１／４以下である。特にへりあき長さＤ３が短いほど良く（例えば、へりあき長さＤ３が２０〜５０ｍｍである。）、開口４３の縁が柱際４４に接することとしてもよい。ここで、へりあき長さＤ３は、開口４３の柱際４４側の縁から柱際４４までの距離である。
【００２２】
梁４のコンクリート４１の両端部には、梁４の両端部を補強する複数の開口補強圧縮材４８，４９が埋設されている。開口補強圧縮材４８は、開口４３の上側において梁４の軸方向に延在するとともに、梁４の幅方向に並列されている。開口補強圧縮材４９は、開口４３の下側において梁４の軸方向に延在するとともに、梁４の幅方向に並列されている。
【００２３】
開口補強圧縮材４８，４９の柱側端は梁４の柱際４４に揃っていてもよいし、柱際４４から柱３側に僅かに延出してもよいし、柱際４４よりも僅かに開口４３の中心寄りに位置してもよい。柱際４４から柱３側に僅かに延出する場合も含めて何れの場合も、開口補強圧縮材４８，４９は柱３に定着されていない。反対側の開口補強圧縮材４８，４９の端は開口４３における梁４中央側の縁に揃っているか、その縁よりも梁４中央側へ延出している。
開口補強圧縮材４８，４９が異形鉄筋であり、開口補強圧縮材４８，４９の表面に形成された凹凸によって開口補強圧縮材４８，４９がコンクリート４１に付着する。なお、開口補強圧縮材４８，４９が異形鉄筋以外の鋼棒（例えば丸鋼、角鋼）であってもよいし、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、山形鋼又は溝形鋼であってもよい。
【００２４】
上側の開口補強圧縮材４８と下側の開口補強圧縮材４９の何れか一方を省略することとしてもよい。具体的には、床スラブが梁４の上側に設けられている場合、上側の開口補強圧縮材４８を省略してもよい。床スラブが梁４の下側に設けられている場合、下側の開口補強圧縮材４９を省略してもよい。
【００２５】
開口補強圧縮材４８，４９が柱３に定着されていないので、大地震発生時等において開口補強圧縮材４８，４９が梁４の軸方向の引張応力を殆ど負担しない。そのため、開口補強圧縮材４８，４９の引張降伏を抑えることができる。一方、開口補強圧縮材４８，４９が梁４の軸方向の圧縮応力を負担し、梁４のコンクリート４１及び主筋４２の圧縮応力が軽減する。
また、開口補強圧縮材４８，４９が柱３に定着されていないので、主筋４２が梁４の柱際４４近傍において降伏する。従って、主筋４２の降伏後の梁４のスパン（梁４の両端側の降伏箇所間の長さ）は梁４の全長（一方の柱際４４から他方の柱際４４までの長さ）に維持され、梁４のスパンが短くなるようなことを防止することができる。よって、梁４の全長が短くても、鉄筋コンクリート構造物１の変形性能の低下を防止することができる。更に、特許文献１に記載の梁に施したせん断補強程度にこの梁４を補強しなくても済む。
【００２６】
特に、例えば開口４３の上側の主筋４２が梁４の柱際４４近傍において降伏したとしても、開口４３の下側の主筋４２のうち開口４３近傍の部位４２ａの座屈を抑えることができるとともに、コンクリート４１の剥落を抑えることができる。ここで、仮に開口補強圧縮材４８，４９が無いものとしたら、開口４３の上側の主筋４２が梁４の柱際４４近傍において降伏した場合には、梁４の中立軸が下の圧縮側に移動して、梁４の圧縮応力が増大するので、開口４３の下側の主筋４２の座屈やコンクリート４１のせん断ひび割れが発生する虞があるが（図１，図２を用いて説明した従来技術の説明を参照）、このような問題を開口補強圧縮材４８，４９によって防止することができる。
【００２７】
上述のような開口補強圧縮材４８，４９が設けられることによって梁４の端部が補強されるので、開口４３を梁４の柱際４４近傍に設けることができる。つまり、開口４３を梁４の柱際４４近傍に設けても、梁４は十分な耐力と変形性能を有することになる。特に、梁４の端部は柱３によって拘束されるので、上述の条件（Ａ）或いは条件（Ｂ）を充足すると、開口４３の周囲ではコンクリート４１のせん断変形を抑えることができ、開口４３の周囲せん断ひび割れを抑えることができる。また、開口補強圧縮材４８，４９が梁４の軸方向に延在しているので、開口４３が梁４の柱際４４の近傍に設けられても、開口補強圧縮材４８，４９が開口４３に干渉しない。
【００２８】
また、開口４３が梁４の柱際４４に寄って設けられることと、開口補強圧縮材４８，４９が設けられることの相乗効果によって、梁４は、開口４３及び開口補強圧縮材４８，４９が設けられていない梁と同等の耐力及び変形性能を有するようになる。
また、隣り合う梁４の間には、開口４３同士の間に配された設備配管を収納するための下がり天井が設けられるが、開口４３が柱際４４に寄って設けられているので、下がり天井の範囲を狭くすることができる。そのため、開放感のある室内を提供することができる。
【００２９】
続いて、鉄筋コンクリート構造物１の製造方法について説明する。
まず、構造計算により鉄筋コンクリート構造物１の設計をする。この際、梁４の端部のコンクリート４１に開口４３を梁４の幅方向に貫通させるように、梁４の設計を行う。更に、開口補強圧縮材４８，４９をそれぞれ開口４３の上側と下側において梁４の軸方向に延在させて、開口補強圧縮材４８，４９をコンクリート４１に埋設させるように、且つ、開口補強圧縮材４８，４９を柱３に定着しないように、梁４の設計を行う。
次に、設計に従って鉄筋コンクリート構造物１を構築する。現場打ち工法の場合には、基礎の上に柱３の主筋及びせん断補強筋を配筋し、梁４の主筋４２、せん断補強筋及び開口補強圧縮材４８，４９を配筋し、柱３のコンクリート３１を打設し、梁４のコンクリート４１を打設する。ここで、コンクリート４１の打設時に型枠を利用して開口４３を形成するものとしてもよいし、コンクリート４１の打設後に穿孔機等によって開口４３を穿孔してもよい。
プレキャスト工法の場合には、工場にて柱３及び梁４を製造し、これら柱３と梁４を現場で組み合わせて、鉄筋コンクリート構造物１を組み立てる。工場で柱３を製造する際には、主筋及びせん断補強筋を配筋し、コンクリート３１を打設する。工場で梁４を製造する際には、主筋４２、せん断補強筋及び開口補強圧縮材４８，４９を配筋し、コンクリート４１を打設する。開口４３の成形は、工場でのコンクリート４１の打設時に行ってもよいし、工場又は現場で穿孔機等によって行ってもよい。
【００３０】
＜解析モデルによる補強効果の検証＞
続いて、実施例１，２及び比較例１，２を挙げて、開口補強圧縮材４９による梁４の端部の補強効果について検証する。
実施例１，２では、梁４の中央部に垂直荷重を作用させた場合に、梁４に発生する最小主歪み分布を有限要素法によって解析するとともに（図６、図７参照）、垂直荷重と変形角の関係について解析した（図１０〜図１２参照）。比較例１，２では、比較例の梁の中央部に垂直荷重を作用させた場合に、比較例の梁に発生する最小主歪み分布を有限要素法によって解析するとともに（図８、図９参照）、垂直荷重と変形角の関係について解析した（図１０、図１１、図１３参照）。
【００３１】
ここで、実施例１，２の梁４及び比較例１，２の梁の何れの有限要素モデルにおいても、スパンを5000 mm とし、梁成Ｄを800 mm とし、幅を550 mm とした。実施例１，２の有限要素モデルは、下側の開口補強圧縮材４９が設けられているが、梁４の上側に床スラブがあることを想定し、上側の開口補強圧縮材４８が設けられていないものとした。比較例１，２の有限要素モデルは、両方（上側・下側）の開口補強圧縮材４８，４９の何れも設けられていないものとした。
【００３２】
実施例１及び比較例１の有限要素モデルでは、開口４３の梁成Ｄの約１／３とした直径Ｈを260 mm とし、へりあき長さＤ３を50 mm とした。実施例２の梁４及び比較例２の梁の有限要素モデルでは、開口４３の直径Ｈを梁成Ｄの約１／３とした260 mm とし、へりあき長さＤ３を400 mm とした。
【００３３】
実施例１，２及び比較例１，２の何れの有限要素モデルにおいても、コンクリート４１の材料定数を次の(1)〜(5)の通りにした。
(1) 弾性係数：27120 N/mm2 、(2) 一軸圧縮強度：36 N/mm2 、(3) ポアソン比：0.2、(4) 引張強度 （但し、柱際４４からＤ／４までの領域（以下、単に拘束領域という。））: 2.97 N/mm2  、(5) 引張強度 （但し、拘束領域以外の領域）: 1.98 N/mm2
【００３４】
実施例１，２及び比較例１，２の何れの有限要素モデルにおいても、主筋４２及び開口補強圧縮材（但し、異形鉄筋）４９の材料定数を次の(6)〜(8)の通りにした。
(6) ヤング係数：200000 N/mm2 、(7) 降伏強度：490 N/mm2 、(8) 降伏後の剛性：ヤング係数の1/100
【００３５】
実施例１，２及び比較例１，２の何れの有限要素モデルにおいても、せん断補強筋（但し、異形鉄筋）の材料定数を次の(9)〜(11)の通りにした。
(9) ヤング係数：200000N/mm2 、(10) 降伏強度：785N/mm2 、(11) 降伏後の剛性：ヤング係数の1/100
【００３６】
実施例１，２及び比較例１，２の何れの有限要素モデルにおいても、コンクリート４１の材料構成則を次の (12)〜(22)の通りにした。なお、次の(12)、(13)、(15) 、(17) 、(19) 、(21)及び(22)に記載のモデルは参考文献（Naganuma, K., Yonezawa, K., Kurimoto, O., Eto, H.:Simulation of Nonlinear Dynamic Response of Reinforced Concrete Scaled Model Using Three Dimensional Finite Element Method,13th WCEE, Paper No.586, Aug. ,2004）に記載されているので、この参考文献の記載を本明細書に引用する。
(12) 等価一軸ひずみに基づく直交異方性を仮定した多方向分散ひび割れモデル
(13) 主応力−等価一軸ひずみ関係（最大強度以前の圧縮側）：修正Ahmadモデル
(14) 拘束領域における主応力−等価一軸ひずみ関係（最大強度以降の圧縮側）：応力低下なし（図１４参照）
(15) 拘束領域以外の領域における主応力−等価一軸ひずみ関係（最大強度以降の圧縮側）：修正Ahmadモデル（図１４参照）
(16) ひび割れ前の主応力−等価一軸ひずみ関係（引張側）：線形
(17) ひび割れ後の主応力−等価一軸ひずみ関係（引張側）：出雲モデル（C=1.0）
(18) 拘束領域におけるひび割れ面のせん断伝達モデル：低減無し
(19) 拘束領域以外の領域におけるひび割れ面のせん断伝達モデル：長沼モデル
(20) 拘束領域におけるひび割れコンクリートの圧縮劣化特性：無考慮
(21) 拘束領域以外の領域におけるひび割れコンクリートの圧縮劣化特性：考慮
(22) 破壊条件：Kupfer-Gerstleの提案モデル
【００３７】
実施例１，２及び比較例１，２の何れの有限要素モデルにおいても、鉄筋の材料構成則を次の(23)の通りにした。
(23) 応力−ひずみ関係：降伏強度を折れ点とするバイリニア型
【００３８】
実施例１，２及び比較例１，２の何れの有限要素モデルにおいても、コンクリート４１には平面応力四辺形要素を使用し、鉄筋にはトラス要素を使用した。
【００３９】
図６、図７、図８、図９はそれぞれ実施例１、実施例２、比較例１、比較例２の解析結果を示したものである。図６及び図８では、変形角が約 2.0/100 rad であるときの最小主歪み分布を等高線図によって表す。図７及び図９では、変形角が約 1.5/100 rad であるときの最小主歪み分布を等高線図によって表す。実施例１では、最大圧縮歪みが1.8 % であり、実施例２では、最大圧縮歪みが1.9 % であり、比較例１では、最大圧縮歪みが17.1 % であり、比較例２では、最大圧縮歪みが2.9 % であった。
【００４０】
比較例１では、開口４３の周辺に非常に大きな圧縮歪みが発生し、開口４３の周辺の損傷が著しいことがわかる（図８）。それに対して、実施例１では、開口４３の周辺には、大きな圧縮歪みが発生せず、開口４３の周辺の損傷を最小限に抑えられることがわかる（図６）。従って、実施例１と比較例１を比較すると、開口補強圧縮材４９を設けたことによって開口４３の周辺が効果的に補強されたことがわかる。
【００４１】
比較例２では、開口４３の周辺に歪みが集中し、開口４３の周辺の損傷が生じていることが確認できる（図９）。それに対して、実施例２では、開口４３の圧縮歪みが小さいことが確認できる（図７）。よって、実施例２と比較例２を比較した場合でも、開口補強圧縮材４９が開口４３の周辺の補強に効果的であることがわかる。
【００４２】
図１０〜図１３は、実施例１，２及び比較例１，２における荷重−変形角線図を示したものである。
図１０から明らかなように、比較例１では、変形角が約1.5/100 rad 以上になると、耐力が低下することがわかる。一方、実施例１では、変形角が大きくなっても、顕著な耐力低下が生じないことがわかる。よって、実施例１のように、開口４３を設けた梁４の変形性能に対する開口補強圧縮材４９の効果を確認することができる。
【００４３】
図１１から明らかなように、実施例２において耐力の低下が生じるときの変形角は、比較例２において耐力の低下が生じるときの変形角よりも大きい。従って、開口補強圧縮材４９を設けたことによる効果を確認することができる。
【００４４】
図１２から明らかなように、実施例１では、顕著な耐力低下が生じないのに対し、実施例２では、耐力の低下が生じている。よって、実施例１，２のように開口補強圧縮材４９を設けた場合、開口４３が梁４の柱際４４に寄って配置されることによって、梁４の変形性能の向上に寄与することが確認できる。
【００４５】
図１３から明らかなように、比較例１において耐力の低下が生じるときの変形角は、比較例２において耐力の低下が生じるときの変形角よりも大きい。よって、比較例１，２のように開口補強圧縮材４８，４９を設けていない場合でも、開口４３が梁４の柱際４４に寄って配置されることが、梁の変形性能の向上に寄与することが確認できる。
【００４６】
以上の実施例１，２及び比較例１，２を比較した結果、梁の耐力と変形性能の観点からすると、実施例１が最も効果的であり、実施例２が２番目に効果的であり、比較例１が３番目に効果的であることがわかる。
【符号の説明】
【００４７】
１…鉄筋コンクリート構造物，  ３…柱，  ３１…コンクリート，  ４…梁，  ４１…コンクリート，   ４２…主筋，  ４２ａ…開口の近傍の部位，  ４３…開口，  ４４…柱際，  ４５…拘束範囲，  ４８…開口補強圧縮材，  ４９…開口補強圧縮材，  １０４…梁，  １０５…主筋，  １０６…主筋の降伏部位，  １０７…圧縮領域，  １０８…コンクリート，  １０９…貫通孔，  １１０…ひび割れ，  １１１…コンクリートの剥落部位，  １１２…貫通孔の周囲の部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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