技報 第 13 号（2015 年）

中開孔が近接した大開孔を有する RC 基礎梁の実験的研究
建築本部

設計部

稲生雅史

表-1 試験体一覧

１．はじめに建築物の基礎梁には設備配管孔とともに人通孔を設けることが多い．同一の梁に複数の開孔を設ける場合，「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」（日本建築学会，2010 年，RC規準と略す）では「中心間隔は孔径の 3 倍以上とすることが試験体 中心間隔No.1望ましい」とされており，人通孔のように径が大きい開孔
人通孔のように径が大きい開孔をNo.2設けると周囲の開孔配置が著しく制限され，しばしば設備配が著しく制限され，しばしば設備配No.3

管位置の制約を受ける．

No.4

本研究では，鉄筋コンクリート基礎梁の開孔配置の自由度を向上させることを目的として，大開孔（人通孔）の両側にNo.5

中開孔（設備配管孔）を開孔径平均の 2 倍の中心間隔に近接倍の中心間隔No.6させた RC 梁試験体の曲げせん断実験を行い，せん断性状に大開孔開孔間

水平補強金物

補強筋補強筋562.5

4-D6
D6-4 組mm

2-D6
D6-2 組

2-S6-4 枚2-D6(個別)
2-D6(連続)

4-D6
D6-5 組
375なし

mm

7-D10

4-D6
D6-1 組(連続)

2-D6
D6-1 組

2-S6-4 枚

4-D6
D6-5 組
No.1 の水平補強筋は開孔ごとに個別配置ついて評価する．なお，本研究は青木あすなろ建設，
本研究は青木あすなろ建設 淺沼組，No.6 は中開孔を梁上端側に 125mm 偏心

奥村組，熊谷組，鴻池組，錢高組，東亜建設工業
東亜建設工業，飛島建設，

以下，共通事項

長谷工コーポレーション，ピーエス三菱，三井住友建設
三井住友建設，コ

梁幅：300mm，梁せい：750mm，ーリョー建販による共同研究であり，本稿は本研究に関する
本研究に関する

備考

既発表文献を引用したものである．

内法スパン長さ：2,250mm，大開孔直径：250mm，中開孔直径：125mm，中開孔補強金物：2-S8-2 枚，２．実験概要

梁主筋：上下ともに 8-D16(pt=0.77%)
D16(pt=0.77%)，

2.1 試験体

D6@70(pw=0.6%)
一般部あばら筋：4-D6@70(pw=0.6%)

表-1 に試験体一覧，図-1 に試験体 No.3 の配筋図を示す．の配筋図を
試験体数は 6 体で，梁両端部にスタブを有する形状
梁両端部にスタブを有する形状とし，縮中心間隔補強金物

C 区間

40 40

尺約 1/3 の梁部分に大開孔 1 つと中開孔 2 つ，合計合計 3 つの開2.2 実験方法

大開孔

中開孔 φ125

φ250φ125

中開孔

250750に計画した．表-2 に使用材料の特性を示す．

375375

し，いずれの試験体も大開孔部のせん断破壊が先行するのせん断破壊が先行するよう

134

孔を配置した．開孔周囲の補強には既製品の補強金物を使用
開孔周囲の補強には既製品の補強金物を使用

40 40

134

写真-1 に加力装置を示す．試験体は縦置きとし，試験体は縦置きとし，梁部分に逆対称曲げモーメントが作用するように正負交番繰返し
正負交番繰返しの漸増載荷を行った．載荷履歴は部材角で制御し，1/1000rad を 1

水平補強筋（連続）回，1/400，1/200rad，大開孔部の短期許容せん断力
短期許容せん断力相当時を開孔部上下補強筋

45 70 70 70 45300

開孔間補強筋各 2 回，1/100，1/67，1/50rad を各 1 回の繰返し載荷とした．
回の繰返し載荷とした

図-1 試験体配筋図（（No.3）

表-2 使用材料の特性

写真-1 加力装置

ヤングコンク

圧縮

ヤング係数

リート

強度係数995*

182,000

No.1 2No.1,30.827,600

D6381

168,000

No.3 4No.3,32.0

28,800D10380179,000

No.5 6No.5,33.7

28,800

S6891*

177,000 *は 0.2%オフセット法による

S8922*

180,000

鉄筋降伏点

D16

単位：N/mm2

技報 第 13 号（2015 年）

３．実験結果1000

3.1 荷重変形関係と破壊状況

No.3
Qmy
Qsuo1(c)Qd1(g)Qsy(i)Qmax

800600

せん断力Q(kN)

図-2 に試験体 No.3 のせん断力 Q−部材角 R 関係，写真-2に試験体 No.1 および No.3 の破壊状況を示す．図図-2 中の Qmyは RC 規準(解 8.21)式による曲げ降伏時せん断力，Qsuo1 は 4章の式(1)による大開孔部せん断強度計算値，Qd1 は大開孔部4002000-200-400

せん断ひび割れ発生，Qsy は開孔間補強筋降伏，Qmax は最大-600耐力を示す．R=1/100rad 以後においては，試験体
試験体 No.1，5-1000-800-3では開孔間の損傷が卓越しているのに対し，他の試験体他の試験体では大開孔部の上下部分の損傷が大きく，最大耐力後に急激な耐-2-1

102部材角R(1/100rad)3

図-2 せん断力 Q−部材角 R 関係（試験体 No.3）力低下も見られた．試験体によって破壊位置は異なるが異なるが，いずれの試験体も大開孔部でせん断破壊したものと判断したしたものと判断した．
3.2 大開孔周囲のひび割れ幅

図-3 に大開孔周囲のひび割れ幅の推移（正加力時）を示す．
横軸の pwo は補強金物の補強筋比 pwd と 4 章で説明する孔周囲あばら筋比 pws1 の合計補強筋比，図中の 1/4400(1) および示す．ひび割れ
1/200(1)rad は各部材角 1 回目のサイクル時を示す．

No.1（R=1/67rad）

幅は部材角の増大とともに大きくなっているが，pwo が大きい

写真-2 破壊状況

ほど，ひび割れ幅の拡幅が小さい傾向にある．大開孔に大開孔に補強0.60

金物がない No.4 および中開孔が偏心配置された
た No.6 におい

0.50
ひび割れ幅(mm)ては 1/200rad で 0.3mm を超えるひび割れ幅となった．

４．せん断強度式(1)にせん断強度式を示す．式(1)は単開孔梁のせん断のせん断終局強度式である RC 規準(解 22.3)式について，補強金物強金物の降伏強B の関数で制限した式で，d y，s y0.053.

180.120.851・≦40 B−540 とする．

1.610.40No.4

正加力時
1/1000 rad
1/400(1) rad
1/200(1) rad
No.1,No.2,No.3,No.6
同一補強筋比：0.74%

0.30

No.6
No.1

0.20

No.5
No.2

No.3

0.7

0.80.10度 d y および孔周囲あばら筋の降伏強度 s y をコンクリート強度No.3（R=1/67rad）

0.00
0.3

0.4

0.5

0.6

pwo (%)

図-3 大開孔周囲のひび割れ幅の推移
ひび割れ幅の推移（正加力時）
・1

表-3 に最大耐力実験値と大開孔部のせん断強度計算値を示
最大耐力実験値と大開孔部のせん断強度計算値を示す．ここで，No.1 を除く近接開孔試験体の孔周囲孔周囲あばら筋比
pws は，開孔間補強筋を大開孔側と中開孔側に分別するに分別する pws1，

表-3 最大耐力実験値と大開孔部のせん断強度
大開孔部のせん断強度計算値実験値

大開孔部補強筋比
補強筋比

Qmax

pwd

pws1

pws2

Qsuo1

Qsuo2

(kN)(%)

(%)

(%)

(kN)

(kN)

0.38

421421421456431465304358

試験体No.1615

No.2655の 2 通りについて求め，それぞれ計算値 Qsuo1 およびおよ Qsuo2 をNo.3727算定した．計算値に対する実験値の比は Qmax/Qsuo1 で 1.43〜No.4671

いずれも実験値が計2.21，Qmax/Qsuo2 で 1.40〜1.87 となり，いずれも実験値が計No.5581

算値を上回り，安全側の耐力評価となった．

No.6841

図-1 の C 区間（開孔心より 45 度方向に引いた直線が最外主筋心と交わる位置との距離）内の開孔間補強筋比
内の開孔間補強筋比による pws2

５．まとめ
中開孔を大開孔に近接させた RC 梁試験体の曲げせん断実

0.380.630.00
0.36

0.130.194064160.380.63444478

Key Words：鉄筋コンクリート，基礎梁，有孔梁，近接開孔，基礎梁
せん断強度験を行い，せん断性状について評価した．本実験の範囲内で行い，せん断性状について評価した．本実験の範囲内では，以下の知見が得られた．
が見られた．
・破壊位置は開孔間と開孔上下の 2 種類が見られた・補強金物に開孔部せん断ひび割れ幅の抑制効果効果が見られた．
・開孔間のせん断補強を十分に行えば，既往の単既往の単開孔梁のせん断強度式により実験値に対して安全側に耐力評価でき
実験値に対して安全側に耐力評価できる．

0.36

計算値

稲生雅史