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日本建築学会大会学術講演梗概集（北海道） 2013 年 8 月

アルミブレースを用いた RC 架構補強構面の正負繰返し載荷実験(その 2 実験結果)
正会員
同アルミブレース
耐震補強
外付け工法
同
枠付き補強
圧着補強
同
1. はじめに
その 2 では、各供試体の実験結果について報告する。
2. 実験結果
表 1 に実験結果の一覧を示す。せん断型の供試体は、柱帯筋とブレースの降伏時、最大荷重時の水平荷重及び層間変形角を示した。曲げ型の供試体は、柱主筋とブレースの降伏時、最大荷重時の水平荷重及び層間変形角を示した。図 1 に無補強供試体の、図 2 に補強供試体の荷重－変形関係を示す。図中に、表 1 で示した各時点をプロットし、下部にひずみ－変形関係を記載してある。降伏ひずみは、降伏強度及び 0.2%耐力の素材試験結果(その1－表 2, 表 4)をヤング係数で除した値である。A7003-T5
は、ブレース母材とフォークエンドの溶接接合部で軟化○

大久保 昌治＊2
古川 宏典＊1
小澤 潤治＊3
渡邉 高朗＊3

同同
同

南 伊三男＊4
中野 克彦＊5
藤本 効＊6

表 1 実験結果の一覧
最大荷重eRu
414
0.99-376 -0.67
983
1.00-983 -1.01
793
1.26-746 -1.00
最大荷重
eQ u
eRu
327
2.00-326 -1.61
803
2.80-796 -2.00

柱帯筋降伏 ﾌﾞﾚｰｽ引張降伏 ﾌﾞﾚｰｽ圧縮座屈
eQ sy
eRsy
eQ byeRby
eQ cr
eRcr
408
0.89 －－－－-361 -1.02 －－－－940
1.08893
0.82
983
1.00
－－－－－－
739
0.89
750
0.92775
1.00-698 -0.98 －－－－柱主筋降伏 ﾌﾞﾚｰｽ引張降伏 ﾌﾞﾚｰｽ圧縮座屈
eQ syeRsy
eQ byeRby
eQ creRcr
2740.59 －－－－-275 -0.56 －－－－591
0.565610.49
5610.49-627 -0.60 －－－－供試体 載荷呼 称 方向
正S-N負正S-F負正S-P負供試体 載荷呼 称 方向
正B-N負正B-F
負eQ ueQsy，eRsy ：柱主筋または帯筋の降伏時荷重[kN]と層間変形角[×10 -2 rad]eQby，eRby ：引張側アルミブレースの降伏時荷重[kN]と層間変形角[×10 -2 rad]eQcr，eRcr ：圧縮側アルミブレースの座屈時荷重[kN]と層間変形角[×10 -2 rad]eQu，eRu ：最大荷重[kN]と層間変形角[×10 -2 rad]S-N は、層間変形角 R=0.20 で柱に曲げひび割れが発生し、R=0.4 付近でせん断ひび割れが発生した。その後、正加力側は R=0.89、負加力側は R=-1.02 で柱帯筋が降伏している。正加力側は R=0.99 で最大荷重に達し、R=1.01 で供試体：S-N(正)帯筋降伏(負)帯筋降伏
最大荷重

層間変形角R[×10 -2rad]

付着割裂が発生し耐力低下した。最大荷重は、正加力側が 414kN、負加力側が-376kN である。最終変形角は R=

降伏ひずみεyD19 σy=397.3N/mm2
εy=1938μD13 σy=387.3N/mm2εy=1889μD6 σy=342.3N/mm2
εy=1670μ500

荷重Q[kN]域を生じ耐力低下するため、降伏ひずみが異なる。

0-2.0-1.00.02.00 である。
B-N は、R=0.10 で柱に曲げひび割れが発生した。その327kN、負加力側が-326 kN である。
S-F は、R=0.20 で柱に曲げひび割れが発生した。R=0.5程度までは弾性挙動を示している。アルミブレースは、
R=0.82 で溶接部が引張降伏し、R=1.00 で圧縮側ブレースが座屈した。ブレース母材は降伏していない。柱帯筋の供試体：B-N(正)帯筋降伏(負)帯筋降伏
最大荷重

3000

3.04.0

降伏 ε[μ]R
4.00-2.0 0.0

降伏R2.04.0

帯筋ひずみ

層間変形角R[×10 -2rad]0-2.0-1.00.0

3000

1.0

降伏は R=1.08 で発生し、S-N とほぼ同時点である。正加力側は R=1.00 で最大荷重に達し、大きな耐力低下を生じ

0-2.0 0.0

ることなく R=2.87 でフォークエンドが破断し載荷を終了し た 。 最 大 荷 重 は 、 正 加 力 側 が 983kN 、 負 加 力 側 が 983kN で、S-N に比べ約 2.5 倍上昇した。

2.02.0

主筋ひずみ -3000-3000-500
500

ε[μ]

荷重Q[kN]

側は R=-0.56 で柱主筋が降伏している。正加力側は R=
く 、 R=3.34 ま で 載 荷 し た 。 最 大 荷 重 は 、 正 加 力 側 が1.00-2.0 0.0

後、曲げひび割れが進展し、正加力側は R= 0.59、負加力
2.00 で最大荷重に達し、大きな耐力低下を生じることな

3000

-500

-3000

2.0

ε[μ]

2.030003.04.0

降伏 ε[μ]R4.00-2.0 0.0

主筋ひずみ -3000

降伏R2.04.0

帯筋ひずみ

S-P は、R=0.20 で柱に曲げひび割れが発生した。R=0.5

図 1 無補強供試体の荷重－変形関係
降伏し、R=1.00 で圧縮側ブレースが座屈した。正加力側程度までは弾性挙動を示している。柱帯筋の降伏は、正は R=1.01 で付着割裂が発生し、R=1.26 で最大荷重に達し加力側が R=0.89、負加力側が R=-0.98 で生じ、S-N とほぼた。最大荷重は、正加力側が 793kN、負加力側が-746 kN同時点である。アルミブレースは R=0.92 で溶接部が引張で、S-N に比べ約 2.0 倍上昇した。

Cyclic Loading Test of Reinforced Concrete Frame
with Aluminum Brace (Part2.Outline of results)

OKUBO Shoji,FURUKAWA Hironori,OZAWA Junji,WATANABE Takaaki
MINAMI Isao,NAKANO Katsuhiko,FUJIMOTO Isao

― 365 ―

の降伏は、正加力側が R=0.56、負加力側が R=-0.60 で発生し、B-N とほぼ同時点である。アルミブレースは、
R=0.49 でブレース母材が引張降伏し大きな塑性変形能力を得ている。正加力側は R=2.80 で最大荷重に達し、大きな耐力低下を生じることなく、R=3.38 まで載荷した。最大荷重は、正加力側が 803kN、負加力側が-796 kN で、BN に比べ約 2.5 倍上昇した。

1000

供試体：S-F(正)帯筋降伏(負)帯筋降伏
引張ﾌﾞﾚｰｽ降伏
最大荷重
圧縮ﾌﾞﾚｰｽ座屈全体曲げ変形考慮

荷重Q[kN]

B-F は、R=0.10 で柱に曲げひび割れが発生した。柱主筋

7003 降伏ひずみεy
母材 σy=297.4N/mm2
εy=4249μ溶接 σy=219.5N/mm2
εy=3136μ0-2.0-1.00.0

層間変形角R[×10 -2rad]形角は、変動軸力による両側柱の軸変位の差を階高で除した値とし、実験値の層間変形角を補正した。補正後の荷重－変形包絡線を、図 2 上に破線で示した。補強架構のせん断耐力 Qsu は、アルミブレースの終局せん断耐力
Qsu1 と両側柱のせん断耐力 Qc を累加した。アルミブレースは、R=0.40 で弾性範囲内の場合があるため「TSK アルミブレース設計マニュアル」1)に従い、Qsu1 は終局時変形

供試体：S-P-10001000(正)帯筋降伏(負)帯筋降伏
引張ﾌﾞﾚｰｽ降伏
圧縮ﾌﾞﾚｰｽ座屈
最大荷重2.0-6000

ﾌﾞﾚｰｽ母材
ひずみ-60004. まとめ
1) RC 架構の破壊性状は補強後も変わらなかった。せん断型の供試体は R=±1.0 付近で帯筋が降伏し、曲げ型の供試体は、R=±0.6 付近で主筋が降伏した。
2) A7003-T5 を用いた場合、R=0.5 付近まで弾性挙動を示し、R=0.82～0.92 でブレース溶接部の降伏が生じた。
最大耐力は、S-N に対し 1.9～2.6 倍上昇した。
3) A5083-O を用いた場合、ブレース母材の降伏が進展し紡錘型履歴特性を示す。最大耐力は、B-N に比べ約2.5 倍上昇し、大きな耐力低下は生じなかった。
4) 既往式を用いて算出した補強架構のせん断耐力は、各変形角において実験値とよく対応しており、荷重－変形関係は概ね推定することができた。
【謝辞】実験に際して、一般財団法人ベターリビングの山口佳春氏のご協力、ご助言をいただきました。深く感謝致します。
【参考文献】
1) TSK アルミブレース耐震補強工法 設計・施工マニュアル, 建防災発第 2172 号, 平成 19 年 12 月2) 日本建築防災協会：2001 年改訂版 既存鉄筋コンクリート造建築物の耐震診断規準・同解説, 平成 13 年 10 月3) 日本建築学会：鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説, 平成22 年 2 月*1*2*3*4*5*6㈱住軽日軽エンジニアリング㈱住軽日軽エンジニアリング 博士(工学)
東急建設㈱
㈱建研
千葉工業大学 工学部 建築都市環境学科 教授 博士(工学)
一般財団法人ベターリビング 博士(工学)*1*2*3*4*5*64.0

0-2.0 0.0

降伏
R
2.0

4.0

ﾌﾞﾚｰｽ溶接部
ひずみ

0-2.0

-1.00.0

層間変形角R[×10 -2rad]

6000

1.0

供試体：B-F

2.0

ε[μ]

-1000
1000

(正)主筋降伏(負)主筋降伏
引張ﾌﾞﾚｰｽ降伏圧縮ﾌﾞﾚｰｽ座屈
最大荷重

6000

3.04.0

降伏 ε[μ]R0-2.0 0.02.0-6000

ﾌﾞﾚｰｽ母材
ひずみ-6000

4.00-2.0 0.0

降伏R2.04.0

ﾌﾞﾚｰｽ溶接部
ひずみ

全体曲げ変形考慮

荷重Q[kN]性は「RC 構造計算規準」3)に従い算出した。

係は概ね推定できている。

4.0

降伏 ε[μ]R0-2.0 0.0

断耐力と終局変形角は「RC 診断基準」 に従い、初期剛計算値が実験値とよく対応し、補強架構の荷重－変形関3.07003 降伏ひずみεy
母材 σy=297.4N/mm2
εy=4249μ溶接 σy=219.5N/mm2
εy=3136μ2)

試体は R=0.40 と R=0.80 で比較を行った。各供試体とも

6000

全体曲げ変形考慮

角から R=0.40 まで低減して算出している。両側柱のせんせん断型の供試体は R=0.40 と R=0.67 で、曲げ型の供2.0

荷重Q[kN]形が含まれていると考えられる。全体曲げ変形による変1.0

ε[μ]3. 実験値と計算値の比較
表 2 に実験値と計算値の比較を示す。補強供試体の実験値は、ブレース架構からの変動軸力により全体曲げ変60005083 降伏ひずみεy
母材・溶接とも
σy=130.8N/mm2
εy=1869μ0-2.0-1.00.0

層間変形角R[×10 -2rad]

6000

1.02.0ε[μ]R0-1000

6000

3.04.0ε[μ]降伏 R

降伏0-2.0 0.02.0-6000

ﾌﾞﾚｰｽ母材
ひずみ-6000

4.0-2.0 0.0

2.04.0ﾌﾞﾚｰｽ溶接部
ひずみ

図 2 補強供試体の荷重－変形関係
表 2 実験値と計算値の比較
供試体 層間変形角呼 称 R[×10 -2rad]
0.40
S-N
0.67
0.40
S-F
0.67
0.40
S-P
0.67
0.40
B-N
0.80
0.40
B-F0.80

靭性指標
F
1.00
1.27
1.00
1.27
1.00
1.27
1.00
1.50
1.00
1.50

eQi ：全体曲げを考慮した水平荷重値

実験値
eQ i [kN]

312377642843560702247283556659

計算値
Q su[kN]
300300615741542658
191
264445516

eQ i

Qsu
1.04
1.25
1.04
1.14
1.03
1.07
1.29
1.07
1.25
1.28

Qsu：補強架構のせん断耐力計算値

Sumikei-Nikkei Engineering Co. Ltd
Sumikei-Nikkei Engineering Co. Ltd, Dr.Eng.
Tokyu Construction Co. Ltd
KEN KEN Co. Ltd
Prof.,Dept.of Architecture and Civil Eng.,Chiba Institute of Technology,Dr.Eng.
Center for Better Living, Dr.Eng.

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