コンクリート工学年次論文集，Vol.29，No.3，2007

論文

構造スリットを有する袖壁付き RC 造柱の力学的性状に関する実験的研究
協三*1・立花深澤正彦*2

要旨：近年構造スリット材として多用される発泡材及び従来型のせん断型の構造スリットを有する袖壁付き RC 造柱を対象に，構造スリット及びスリットにより絶縁される非耐力壁の面外方向変形防止のために躯体と壁の間に配筋される鉄筋が，RC 造柱の耐力・変形性状に及ぼす影響を実験的に検討した。その結果，発泡材を用いた構造スリットはせん断型スリット同様非耐力壁を柱から構造的に絶縁可能であり，また，躯体と壁の間に配筋される鉄筋についても RC 造柱の耐力・変形性状に及ぼす影響が少ないことが確認できた。
キーワード：構造スリット，袖壁付き柱，変形性能
2. 実験計画

1. はじめにRC 造・SRC 造建物では，非耐力壁による柱・2.1 試験体計画

梁部材への応力集中，変形能力の阻害防止のた試験体は袖壁付き RC 造柱で実物の約 1/3 モデ

め，構造スリットによる柱・梁部材と雑壁とのルである。各試験体の実験変数の組合せを表－1)

絶縁についての規定 が定められている。構造ス１に示す。試験体の形状及び寸法を図－１に示

リットの絶縁効果については，スリット部を空す。柱断面はｂ×D=250×250mm，内法寸法はｈ洞あるいはせん断型スリットを用いた実験結果=900mm，袖壁断面はｔ×ℓ=50×250mm である。

が報告されている 2)。また、構造スリットの製品

No.0 は独立柱試験体，No.1 は一体打ち袖壁付き

3)化を念頭にスリット部を ALC 材 ，アルミパネル

柱試験体，No.2～5 は構造スリットを設けた試験の加工品 4)を用いた実験の結果についての報告

体である。

もある。

構造スリットは，図－１中に示す通り，柱両一方，構造スリット製品に多用される発泡材側面と袖壁間(鉛直スリット)及び柱脚側スタブを構造スリットに用いた実験の報告は無い。ま(実建物では下層階梁上端面)と袖壁間(水平スた，構造スリットで絶縁された非耐力壁の面外リ ッ ト )に設 け る。 鉛直 ス リッ トに は 試験 体方向の変形を防止するための鉄筋が壁と柱・梁No.2,3,5 では無機質発泡材、No.4 では一面せんとの間に配筋される（以下この鉄筋を「ふれ止断スリットを用い，水平スリットには，No.2,3め筋」と略称）が，ふれ止め筋の有無による構造スリット絶縁効果・非耐力壁の変形性状を検表－１討した実験は無い。
試験体名( 幅250mm,厚さ250mm)を行い，発泡材構造スリット及び袖壁と躯体間

No.0
No.1
No.2
No.3
No.4
No.5

無有有有有有に配筋したふれ止め筋が柱の力学的性状に及ぼす影響を明らかにする。

*１(社)日本建設業経営協会中央技術研究所
工学部建築学科教授

スリット

袖壁

本研究では袖壁付き RC 造柱の曲げせん断実験*2 東京電機大学

試験体の実験変数組合せ

工博

工博

(正会員)

(正会員)

-115-

鉛直

水平無無発泡材
発泡材
発泡材
発泡材
一面せん断 一面せん断
発泡材
部分

ふれ止め筋

無
4-@200
4-@200
4-@200CL

1200/2

1200/2

断スリット，No.5 では部分スリットを用いる。
No.2,3,5 に 用 い る ス リ ッ ト 材 の 厚 み は600

では押出しポリスチレン材，No.4 では一面せん

る一面せん断スリットと部分スリットは，厚みNo.3～5 では鉛直・水平スリット部それぞれに
日本建築学会・非構造部材の耐震設計施工指針

2100
900

×深さ=15×25mm である。

250
100 50 10010mm(R=1/90 相当)である。試験体 No.4,5 に用い５）に示される D10－@400 に相当するふれ止め筋

250

250/2 250/2

No.1断面250No.3断面

AA'D6D13D6D6No.2CL

A詳細
D6D6ƒΦ４Σ
4(5-φ4、両端 90˚フック，余長 4d)を配筋する。

B詳細

柱・袖壁内への定着長さは 25d とする。ただし，
柱主筋
10－D13(Pg=2.03％)
フープ筋
D6－@100(Pw=0.25％)

うち,袖壁側は通常の納まりに合わせてフックなしで直線部分にはポリエチレンフィルム(厚さ 1mm)を巻き付けて付着を低下させている。また，No.4 では一面せん断スリットを用いるため，

10鉛直スリット
ふれ止め筋(ポリエチレンフィルム)
ふれ止め筋(無 機 質 発 泡 材 )ふ れ 止 め 筋
水平スリット210(押 し 出 し 発 泡
No.3

加力は定軸力・正負漸増繰り返し載荷である。

10 100(25d)図－２に示す加力装置により，柱に 0.2bDFc 相

ふれ止め筋

1/400,1/200,1/100,1/50,1/30 での各３サイクルず

壁100(25d)15 15ー

コン
クリ
トッス
リト
材

25

材質

σｙ25
ふれ止め筋部分スリット

図－１16(4d)

壁スタブ

25

試験体形状及び寸法

σu（N/mm2) （N/mm2)
柱主筋SD295AD13341.3
474.5
フープ筋
SD295AD6358.6519.6
ふれ止め筋 SWM-B
φ4383.5455.6
壁筋（縦・横） SD295A
D6358.6519.6
材齢
試験体名
圧縮強度（N/mm2)
31.2
18日
No.0
26.2
31日
No.1
33.6
23日
No.2
25日
34.9No.3
27.3
25日
No.4
26.9
25日
No.5
密度
圧縮強度 曲げ強度 引張強度
部位（ｇ/mm３) （N/mm2) （N/mm2) （N/mm2)
鉛直
0.102
0.20
0.540.79
水平0.031
0.25
0.25
0.69

（2Ｈ-900×300×16×28）

圧縮用アクチュエータ
押し 100tf
1000kN
引き 600kN
60tf

試験体
ユニバーサルピン

図－２-116-

ローラー
オイルジャッキ
ロードセル

加力装置

（2Ｈ-900×300×16×28）

鉄筋

部位

寸法

スタブ

鉛直スリット
(無 機 質 発 泡 材 )ふ れ 止 め 筋
210

10 100(25d)

使用材料機械的性質

ふれ止め筋
一面せん断
スリット

No.5

表－２

壁

スタブ

一面スリット45

モーメントを作用させる。水平力は変形角 R＝つの繰り返し載荷とする。

ポリスチレン)

No.416(4d)当の定軸力を作用させ，柱頭・柱脚部に逆対称

壁

スタブ

15 100(25d)2.2 実験方法

水平スリット(押 し 出 し 発 泡ポリスチレン)

No.215 15 15については一般値)。

B詳 細 図15 100(25d)

使用材料の機械的性質を示す(但し，スリット材

No.3 No.516(4d)ふれ止め筋は袖壁内に定着されない。表－２にNo.1
A詳 細 図鉛直スリット(無 機 質 発 泡 材 )15600

No.3 試験体では水平スリット部のふれ止め筋の３. 実験結果及び考察とのすべりによる音の発生が認められた。また，

3.1 破壊性状

袖壁柱頭側に柱の曲げひび割れ発生とほぼ同時

R=1/200 終了時ひび割れ状況を図－３に示す。

期に曲げひび割れが発生する。No.5 では R=1/700

No.0 では 36.5kN で曲げひび割れが発生する。

付近で一面せん断スリット部でのひび割れ発生

R=1/200 までの加力では，柱頭・柱脚の約 1D(D：が生じた。No.2～5 では袖壁に No.1 とは異なり柱せい)区間に集中して曲げ・せん断ひび割れが図－３中発生する。No.1 は袖壁に 80.4kN で曲げひび割れして曲げひび割れが生じる。また，柱脚側の袖が発生する。この曲げひび割れは同図中に示す

壁が完全に絶縁されていない No.5 を除くと袖壁通り袖壁外縁から柱へ向けて進展する。174.0kNの曲げひび割れは柱頭側のみに発生する。に示す通り柱・袖壁それぞれ独立で袖壁にせん断ひび割れが発生し，載荷ととも最終ひび割れ状況を写真－１に示す。No.0 はにこのせん断ひび割れが柱へ進展する。No.2～5

R=1/100 の正側 1 サイクル目で曲げ降伏し，の柱部分のひび割れは No.0 とほぼ同様である。

R=1/50 の正側 2 サイクル目で柱頭側に大きなせ鉛直スリットに発泡材を用いる No.2,3,5 ではん断ひび割れが生じ，せん断ひび割れ発生後はR=1/1000 付近で発泡材と柱・袖壁コンクリート加力とともに柱頭側でひび割れ幅が増大し，№0№1№0№1№2№3

曲げひび割れ進展

曲げひび割れ進展№2№3

独立して曲げひび割れ発生

独立して曲げひび割れ発生

４ｃｍ№4独立して曲げひび割れ発生№5№4№5独立して曲げひび割れ発生

４ｃｍ

図－３ ひび割れ状況（R=1/200）

写真－１-117-

最終ひび割れ及び破壊状況

R=1/30 の正側 1 サイクル目途中で柱頭部せん断

30

No.1
No.4

破 壊 に よ り 軸 力 保 持 不 可 能 と な る 。 No.1 は
No.220Q（ｋN)

R=1/200 の正側 1 サイクル目で袖壁に圧壊が発生し耐力が低下する。R=1/50 の負側 1 サイクル目
で柱頭側に大きなせん断ひび割れが発生し

10
No.0
No.3

R=1/30 の負側 2 サイクル目途中で軸力保持不可能となる。No.2～5 は No.0 とほぼ同様の破壊性R（%）

000.050.1

0.150.2状を示す。但し，No.2,4,5 では No.0 と異なりR=1/50 で発生するひび割れは主筋に沿ったせん

図－４

初期剛性の比較

断付着割裂であり，R=1/30 の 3 サイクル目まで軸力を保持した。No.3 ではせん断ひび割れ発生○曲げひび割れ△せん断ひび割れ◇主筋降伏□壁圧壊☆付着割裂部が柱脚側である。No.2 と No.3 を比較するとふ150Q

100

れの本数が No.3 よりも少ない。また、ふれ止め筋の無い No.2 及びふれ止め筋が袖壁に定着されていない No.4 では写真－１のNo.0200

M

れ止め筋の無い No.2 では袖壁に発生するひび割

No.1250Q(kN)50δ

0-30-20-10-50に示すよう010±1/400-100±1/200に，柱と袖壁が離間し R=1/50 では離間が約 4cm±1/50±1/100-15030δ(mm)(a)袖壁の有無の比較(a)袖壁の有無の比較
No.1260に及ぶ。

20Q(kN)

No.2210
M3.2 初期剛性

160Q110

各試験体の初期剛性の比較を図－４に示す。
性が失われる R=1/1000(No.4 では R=1/700)付近

60

δ

No.0 と No.2～5 を比較すると，柱と袖壁の一体

10-30-20-10-40 0102030δ(mm)-90までは，No.2～5 は No.0 に対して，最大 62％程(b)構造スリットの有無の比較-140

度高い剛性を示す。R=1/1000 以降は No.4 を除く-190(b)構造スリットの有無の比較-240と No.0 とほぼ同等の剛性となる。なお，No.5 がNo.3200

No.0Q(kN)

高い剛性を示すのは，水平スリットに部分スリ150MQットを用い完全に袖壁が絶縁されていないこと

No.5No.4100に起因すると考えられる。

50δ03.3 履歴特性-30-20-1001020-50

荷重‐変形曲線を実験変数別に図－５(a)～(c)構造スリットの形状の比較-100(d)に示す。No.0 では，R=1/100 の正側 1 サイク(d)ふれ止め筋有無の比較
No.3-150200

ル目で主筋降伏が発生する。R=1/50 の正側 2 サ

No.2Q(kN)M

イクル目でせん断ひび割れ発生により耐力の低30δ(mm)No.0150Q100下を生じ，履歴形状が逆 S 字型となり，R=1/3050

δの正側 1 サイクル目途中で軸力保持不可能とな0る 。 No.1 で は ， 袖 壁 隅 角 部 に 圧 壊 が 生 じ る-30-20-1001020-50(d)ふれ止め筋の有無の比較

R=1/100 の正側 1 サイクル目までは No.0 よりも-100高い剛性・耐力を示し，袖壁圧壊による耐力低(c)構造スリットの形状の比較-150下を生じる。以降は R=1/50 の正側 1 サイクル目までは紡錘型の履歴形状を示す。R=1/50 の負側-118-30
δ(mm)

図－５

荷重－変形曲線

1 サイクル目に発生するせん断破壊に伴ない耐

正側 2 サイクル目途中で軸力保持不可能となる力低下と履歴形状の逆 S 字型への移行が生じ，(図－５(c)参照)。図－５(d)に示す通り，ふれR=1/30 の負側 2 サイクル目途中で軸力保持不可止め筋の配筋により耐力上昇が認められる。独能となる(図－５(a)参照)。構造スリットの有無

立柱(No.0)と構造スリット付き袖壁柱(No.2～の影響を比較すると，袖壁を構造スリットで絶No.5)のスケルトンカーブを各試験体の曲げ耐縁することによって，袖壁による剛性・耐力の力計算値で規準化したものを図－６に示す。独増大が抑えられる。また，No.2～No.5 では No.1

立柱 No.0 の曲げ耐力比(=実験値／計算値)ので発生する袖壁圧壊による耐力低下は発生しな0.99 に対し，袖壁脚部を部分スリットとしたかった(図－５(b)参照)。構造スリットを有する

No.4 は 1.15，水平・鉛直とも発泡材の構造スリNo.2～5 では，概ね No.0 と同様の荷重－変形曲ットでふれ止め筋の無い No.2 では曲げ耐力比は線が示すが，所定変形時の耐力は R=1/200 では1.00、No.2 にふれ止め筋を追加した No.3 ではNo.0 に比べて最大 10％程度(No.3)，R=1/100 で1.16 である。ひび割れ性状と併せふれ止め筋に最大 9％程度(No.3)高い耐力を示す。また，より袖壁の応力分担が増加することが判る。た

No.2,4,5 では R=1/50 の 2 サイクル目で発生するだし，ふれ止め筋による曲げ耐力の増加は 6%程せん断ひび割れ（付着割裂）より耐力低下と逆 S度である。

字型への履歴ループの移行を生じる点は No.0 とNo.3 試験体について、実験終了後に鉛直・水様であるが，R=1/30 の 3 サイクル目まで軸力を平スリット近辺のコンクリートをはつり，ふれ保持した。なお，No.3 では No.0 と同様，せん断止め筋の変形状況を写真－３に示す。鉛直・水ひび割れにともなう耐力低下により、R=1/30 の平スリットともふれ止め筋は材直角方向へ変形

No.0

1.5No.2

実験値／計算値

№5ε１

№2 №3

No.4

№00.5

No.5

ε +ε ε 2
ε= 1 2№420-20-10-0.5850(4d)1No.3010δ（ｍｍ）

1/400

450

1/200

201/501/10050-1-2500-1.5
図－６-2000-1500-1000-5000ε（με）

スケルトンカーブの比較

図－７

鉛直スリット部ふれ止め筋歪

ふれ止め筋

ふれ止め筋

鉛直スリット部

写真―３

ふれ止め筋の変形状況-119-

水平スリット部500

しており，軸方向だけでなくダボ筋として作用４. まとめしていることが判る。また、鉛直スリット部の以上の実験により下記の点が明らかとなった。

ふれ止め筋は柱脚側ほど材直角方向の変形が大1)独立柱試験体では，曲げ降伏後せん断破壊をきくなる。また，ふれ止め筋の高さ方向の歪分生じる。袖壁一体打ち柱では袖壁のコンクリー布(各ふれ止め筋とも上下の歪の平均)を図－７

ト圧壊で耐力低下を生じ，その後柱の曲げ降伏に示す。柱頭部及び柱中央部のふれ止め筋の歪からせん断破壊を生じる。構造スリットを用いは小さく，水平加力時には柱脚側ふれ止め筋にた４試験体では独立柱試験体とほぼ同様の破壊歪が集中することが判る。

性状を示す。

3.4 最大耐力

2)構造スリットを用いた試験体は，部分スリッ各試験体の最大耐力の実験値と計算値の比較

トを用いた No.5 を除くと剛性・耐力ともに独立を表－３に示す。No.0（曲げ降伏先行）の曲げ柱とほぼ一致する。

耐力の実験値と計算値の比較は 0.99 である。構3)ふれ止め筋を配筋することにより，最大耐力

造スリット付きの No.2～4（いづれも曲げ降伏先が 6％程度上昇する。

行）の曲げ耐力の実験値と計算値の比較は独立

4) 発泡材水平・鉛直スリットを用いることによ柱として計算した場合は 1.00～1.06，袖壁付きり袖壁による柱への応力集中・変形能力低下を柱として計算した場合は 0.35～0.37 で，構造ス防止できる。

リットを用いた袖壁付き柱の曲げ耐力は独立柱の終局曲げ耐力式により評価できることが判る。

参考文献

一方，水平スリットを部分スリットとした No.5

1)国土交通省住宅局建築指導課、日本建築主事

では曲げ耐力の実験値と計算値の比は 1.15 であ会議、日本建築センター：建築物の構造関係技

り，No.2～4 よりも実験値が高い値を示す。柱脚術基準解説書、2001.3

側の水平スリットを部分スリットとしたことに

2)日本建築学会:構造目地を設けた鉄筋コンクより袖壁の耐力分担が多くなったことによるとリート造二次壁に関する研究資料、1988.3

考えられる。

3)清水良平ほか:ALC スリット材の開発に関する実験的研究(その 3)構造スリットの実験、日本建築学会大会学術講演梗概集、C-2，p.321-322，

表－３ 最大耐力の比較
最大耐力
実験値/計算値
計算値
最大耐力実験値/計算値
実験値
曲げ せん断曲げ計算値
せん断
試験体名 袖壁
実験値
曲げ せん断No.0
無 144.10 145.56
0.84
曲げ 171.53
せん断 0.99
144.10 417.07
145.56 184.04
140.09 0.99
No.1No.0 有 無 248.970.60 1.03
1.35
No.1 無 有 248.97 152.38
417.07 178.26
184.04 0.60
1.00 1.35
0.85
No.2
無 152.26
152.38 145.49 1.00
1.05
152.26 439.66 207.15 0.35
No.2 有0.74
有439.66 207.15 0.35
0.74
無無155.00
1.06 1.10
0.90
155.00 182.21
148.61 1.06
163.85
No.3No.3
有 有 163.85 451.64
0.36 0.78
0.78451.64 211.20
211.20 0.36
134.86 159.12
130.35 1.06
無 無 142.66 134.86
1.06 1.09
0.90
No.4
142.66
No.4381.16 187.50
187.50 0.37
有有381.16
0.37 0.76
0.76
無133.66 129.33 1.15
1.19153.81 133.66 157.83 1.15
No.5 無0.97
有 153.81
377.16 186.21 0.41
0.83No.5
有377.16 186.21 0.410.83
袖壁曲げ耐力式2

試験体名 袖壁

2002.34)久保田淳ほか:袖壁付き柱のスリット目地効
果確認実験，日本建築学会大会学術講演梗概集、
C-2，p.569-570，2000.95)日本建築学会：非構造部材の耐震設計施工指針・同解説および耐震設計施工要領（第２版），
2003⎧⎛ at ⋅ σ y ⎞ ⎫⎪N⎪⎜+1⎟⎟ ⎬
Mu = (0.9 + β)at ⋅ σ y ⋅ D + 0.5N ⋅ D⎨1+ 2β −αe ⋅ b ⋅ D⋅ Fc1 ⎜⎝ N⎠ ⎪⎭⎪⎩
独立柱曲げ耐力式N ⎞⎛M u = 0.5a g ⋅ σ y ⋅ g 1 ⋅ D + 0.5 N ⋅ D⎜1 −⎟b⋅D⋅F ⎠⎝
袖壁せん断耐力式⎧⎪ 0.092k u ⋅ k p (180 + Fc )⎛ t ⎞ ⎫⎪⎛b⎞
Qsn = ⎨+ 2.7 p w ⋅ s σ yw ⎜⎜ ⎟⎟ + p sh ⋅ s σ yh ⎜⎜ ⎟⎟ ⎬be j e + 0.1σ o ⋅ b ⋅ jM Qd e + 0.12⎪⎩
⎝ be ⎠ ⎪⎭⎝ be ⎠
独立柱せん断耐力式⎧⎪ 0.092k u ⋅ k p (180 + Fc )⎛b⎞
⎛ t ⎞ ⎫⎪+ 2.7 p w ⋅ s σ yw ⎜⎜ ⎟⎟ + p sh ⋅ s σ yh ⎜⎜ ⎟⎟ ⎬be j e + 0.1NQ sn = ⎨M Qd e + 0.12
⎝ be ⎠⎪⎩⎝ be ⎠ ⎪⎭-120-