構造系

671 号【カテゴリーⅠ】

日本建築学会構造系論文集 第77巻 第671号，75-84，2012年 1 月
J. Struct. Constr. Eng., AIJ, Vol. 77 No. 671, 75-84, Jan., 2012

プレストレストコンクリート造建物の耐震性能評価と向上に関する
������������������������������
E ディフェンス振動台実験�������������SEISMIC PERFORMANCE ASSESSMENT AND IMPROVEMENT OF PRESTRESSEDCONCRETEBUILDINGSBASED ONAND
E-DEFENSE
SHAKINGTABLE TESTSEISMICPERFORMANCEASSESSMENT
IMPROVEMENTOF PRESTRESSEDCONCRETE BUILDINGS BASED ON E-DEFENSE SHAKING TABLE TEST
長 江 拓 也＊１，田 原 健 一＊２，福 山 國 夫＊３，松 森 泰 造＊４
*2
*3
*4
＊６
����*1寿海
�����
�����
�����
，河 野
進＊７，西
山 峰 広＊８，西 山
功＊９
塩原等＊５，壁谷澤
*5
*6
*7
*8
*9
���
������
����
�����
����
TakuyaNAGAE, Kenichi
TAHARA,
Kunio FUKUYAMA,
Takuya NAGAE*1, Kenichi TAHARA*2, Kunio FUKUYAMA*3, Taizo MATSUMORI*4
Taizo MATSUMORI,*5Hitoshi SHIOHARA, Toshimi
KABEYASAWA,
Hitoshi SHIOHARA , Toshimi KABEYASAWA*6, Susumu KONO*7
Susumu KONO, Minehiro NISHIYAMA
and Isao NISHIYAMA
Minehiro NISHIYAMA*8, Isao NISHIYAMA*9
A four-story prestressed concrete building is tested by using the E-Defense shake-table facility. The test building with a rectangularplan utilizes the moment frame system in the longitudinal direction and the multi-story wall frame system in the transverse direction. For aseries of tests, the intensity of input ground motions is gradually increased. Finally, the moment frame system sustains the maximum story
drifts more than 0.05 rad exhibiting a partial mechanism, while the multi-story wall frame system remains the story drifts less than 0.02 rad.
Keywords: Prestressed concrete, Shaking table test, Moment frame, Multi-story-wall��������������������������������
1. ����

������������������������������

�����������������PC������������

������������������������������

1981 ����������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������ 1)�PC ���������������������

����������������

2)��������������������������� �2009���������������PC �������������

���������������������� 3)����PC ��������������������������������

������������������������������

������������������������������

�������������������������������� 4)-12)������������ PC �������������

����������������������� PC �����

������������������� PC ������� PC ������������2010 � 12 ���������������

����� 11), 12)���������PC ���������1 �������������������� PC ������������

������������������������������

����������������(1)�������������

������������������������������

���������������������������(2)��

������������������������������

�������������������������(3)����

���������� NEES13)��������� PC ������

�����������������������������(4)���� PC ����������������������

������������������������������

�������������� 4 ��� PC ����������

�������������������������������

������������������������������

������������������������������

���� PC �������������������������

��������������PC ���������������

������������������������������

*1 独立行政法人防災科学技術研究所
����������������
������������
Senior Researcher,
主任研究員・博士（工学）
Senior Researcher,
NIED, Dr.NIED,Eng. Dr. Eng.
*2 独立行政法人防災科学技術研究所
����������������
����������
研究員・博士（工学）
Researcher,Researcher,
NIED, Dr. NIED,Eng. Dr. Eng.
＊３
*3 独立行政法人防災科学技術研究所
����������������
�����
Visiting Researcher,
NIED
客員研究員
Visiting Researcher,
NIED＊４
主任研究員・博士（工学）
Senior Researcher,
NIED, Dr.NIED,Eng. Dr. Eng.
*4 独立行政法人防災科学技術研究所
����������������
������������
Senior Researcher,＊５
准教授・工博Assoc. Prof.,
Graduateof Engineering,
UniversityUniversityof Tokyo,of
Dr.Tokyo,Eng. Dr. Eng.
*5 東京大学大学院工学系研究科
��������������
������
Assoc.
Prof.,School
Graduate
School of Engineering,＊６
教授・工博
Prof., ERI, Universityof Tokyo, Dr.
Eng. Dr. Eng.
*6 東京大学地震研究所
����������
�����
Prof., ERI, Universityof Tokyo,＊７
准教授・Ph.
D.
Assoc. Prof.,
Graduateof Engineering,
Kyoto University,
Ph. D. Ph.D.
*7 京都大学大学院工学研究科
�������������
����Ph.D.
Assoc.
Prof.,School
Graduate
School of Engineering,
Kyoto University,＊８
京都大学大学院工学研究科教授・工博
Prof., Graduate
Schoolof Engineering,
Kyoto University,
Dr. Eng. Dr. Eng.
*8�������������
�����
Prof.,
Graduate
SchoolofEngineering,
Kyoto
University,＊９
建築研究部長・工博
Director of Director
BuildingofDepartment,
NILIM, Dr.
*9 国土交通省国土技術政策総合研究所
�����������������
���������
Building Department,
NIEng.
LIM, Dr. Eng.
＊１＊２

-1− 75 −

PW

7,200

�������������������� PC ���������

B������������������������������

PC1

14,400���������������� PC �������������

PW

PG2

PG1

FS1

������������������������������

PC1 PC1

S1
PG3

PC1 PC1

������������������������������
A

800

FS1

����������������PC �������������

PC1����������������������

YX

2. �����

Y

3,600

3,600

3

3,000

����������������������� PC ������

1,200 3,000�����������PC ����������PC ������

3,000

12,000������ PC �����������������������

3,000

��� X ����������������Y ���������

��� PC ����������� PC ���������X ����������������������������� PC ���������������������� PG1 �� PC �����

800

3a

R-fl.
4Fl.

��Y ��������� 7.2 m � 1 ���� 4 ��� PC ����

PG2

PC1

PW

600 800
1,400

4

3,600

3

3,600 500 900
7,200
1,400
3a

4

(a) Foundation(b) 2nd story to 4th story
Fig. 1 Plan of specimen� (Unit: mm)

2. 1� ������������� 3.0 m ��X ��������� 7.2 m � 2 ��

PG2

PC1 PC1

7,200

Y

X

Fig. 1 ����������Fig. 2 ��������������

FS1
PW

800

PC1

S1

PG1

7,200

������������������������������
������������������������������

RPG1

RPG1
4PC1

4PC1

4-fl.
3Fl.

4PC1

4PG1

4PG1
3PC1

3PC1

3-fl.
3Fl.

3PC1

3PG1

3PG1
2PC1

2PC1

2-fl.
2Fl.

2PC1

2PG1

2PG1
1PC1

1PC1

1-fl.
1Fl.

1PC1

7,200

7,200

������������������Y �����PC �����

800

14,400800���� PC ����������PG2 ���� PG3 �� PC ���

A

B

C

(a) 3-frame and 4-frame�����������������PC ������������
3,000�������������������� 60 N/mm2 ����PC
2����������������������� 30 N/mm ��

�� 7.2 m � PC ���������������PG1 ������

3,000
1,200 3,000��������� 500 mm�������� 1/15 ��������

3,000������������������������X ����12,000������������������������������
� 60 N/mm2 ��� 30 N/mm2 ����

PC1

PG2

FS1
PG1

PC1

������������������������������

PG1

C

800

������������������������������

������������������������������
����������������������� 0.2 ���� X
��� PG1 ���������������������� 1.3��

R-fl.
4F

RPG2

4-fl.
3F

4PG2

3-fl.
3F

3PG2

2-fl.
2F

2PG2

3

250 mm ����������Y ��� PG2 ����������

PW

PW

PW

4PC1

3,600

3PC1

3PC1

3PC1
3PG3

3PG2
2PC1

2PC1

2PC1
2PG3

2PG2
1PC1

3,600

4PC1
4PG3

7,200

800 600
1,400

3a

4

(b) A-frame and C-frame�������������� Y ���������������

4PC1

4PG2

PW

1-fl.
1F

600 800
1,400�������450 mm �����Y ������� 2500 mm���

RPG3

RPG2

1PC1

800

1PC1

3,600

3,600 500
7,200

3

3a

4

(c) B-frameFig. 2 Framing elevation of specimen� (Unit: mm)

����������������� 300 mm ����PG3 ���������������������������������

����� 3 %�����������������������

��� 300 mm ����PC �������� 130 mm ������

� 13 %�4 ��� 2 �� 3 %�����������������

�������������������PC ����������

���������������������������
Table 1 ��������������X ��� 3 �������

���������
�� 100 mm ����������������
�� 2 � 1 ������ 1 ������������������

���� Fig. 3 (a)��1 ������������ Fig. 3 (b)����

������������������������������

�������� D19�SD345�����������������

�813 kN�������������������� 996 kN�����

���������� D10 (SD295)�������� PC �����

�4 ��
�806 kN�3 ��
�804 kN�2 ����������� 2 ����������������������X ��������PC

������ 3420 kN ��������������������

�������������������������� PC ���− 76 −-2-

Table 1 List of member section

cS3

cS1
cS1

S1

cS3

Shorter direction Longer direction
D10@200
D10@200
Top
D13@200
D10@250
Bottom
D10@200
D10@250
Top
D10@200
D10@250
Bottom
D10@200
D10@250
Top
D13@200
D13@200
D10@200
D10@200
Bottom

250
125
125

400
100
400
100

250
125
125

120 380500
120 260 120

400
100

300

5-D13
870

BottomSection

4C-3-15.2mm(SWPR7BL)
2 - D19
3 - D19
2-D10@90
2-D10@200

1,120

180 5102-10-15.2mm(SWPR7B)
D13@150(double)
D13@75(double)(Unit: mm)

PG2

PG3

Table 2 Effective prestressand permanent axial load

Top Concrete

Top Concrete

Section510 180870

D13@75

4-D22

TendonV bar
H bar

List of Girder

All

380
380
2,500

1-fl.
1Fl.

87 76 87

TendonTop
BottomStirrup

4C-1-19.3mm(SWPR7BL)
mm(SWPR19L)
2 - D19
3 - D19
2-D10@100
2-D10@200

480 50300

300

�� PG1 �� PC ����������������������

25 450 25

���������� 0.8 �������������������

733
176
-

450
Threaded coupler

400 100 400 30

Top concrete������������������������ G+X+1.5K �������������������G : ����������X :��������������������K : ���������

N L [kN]

2274
2666
1822
338
338

Threaded coupler
Mortar������������������������������

P e [kN]
1PC1 (B-axis)
1PW
2PG1
2PG2
2PG3

2C-1-17.8mm(SWPR19L)
Tendon 2C-1-17.8mm(SWPR19L) 1C-17mm(SBPR930/1080)
2 - D19
Top
2 - D192 - D19
Bottom
2 - D19
2-D10@100(KSS785)
2-D10@150
Stirrup

Grouted PC bar
Mortar

850

cS2

3-fl.
3Fl.
2-fl.
2Fl.

cS2

cS3

SectionTop
SectionMortar
D19 Grouted PC wire������������������������������

(b) Column base and foundation(a) Beam-column joint (3-fl.)��������������� 0.02 rad �����������

0

S1
cS1

cS2
Key PlanS1-D13(KSS785)@75-D13(KSS785)@75
4-D13

Fig. 3 Details of X-direction frame��������� Ds ��������������������
FA ������Ds ������ 0.3 ��������������

25

2,500

Exterior slab 250
cS1
Top concrete25��������������� 0.01 rad ������� 1 ����Mortar

cS2

S1

300

30

����� 0.44 �������������������Y ���

30 100

cS3

cS3
cS1

870

3-10-15.2mm(SWPR7B)
D13@150(double)
D13@100(double)

100

cS1

S1
S1
S1
S1
S1
S1
S1
S1

cS2

TendonTop
BottomStirrup

300

380
380
2,500

30

cS2

cS2

4-fl.
4Fl.

870

Tendon
V bar
H bar

300

cS3

Half Precast Panel

Section
4-fl.
4Fl.
3-fl.
3Fl.
2-fl.
2Fl.

400
100

Tendon2c-15.2mm

Section100
120 280

300

100
30

Top Concrete300

375 87-D13@100

4C-1-17.8mm(SWPR19L)
2 - D19
3 - D19
2-D10@150
2-D10@200

100
120 280

End

2,000

TendonTop
BottomStirrup

400
100

Depth: 130mm

Center

cS1

R-fl.
RFl.

PW

End
CenterTop Concrete

300

List of SlabSection500
120 260 120

8-21mm(SBPR1080/1230)
4-D19
D10@100500
120 260 120

TendonRebar
Hoop

Location

450

Section

PG1

400
100

PC1

All

List of Wall

List of Girder

List of Column������ 2. 2 ������
Y ��������������� 0.01 rad ��������� X

Unbonded PC wire

D19

SectionFront���������������������������� PG2(a) Wall joint and beam-wall joint (3-fl.)�� PC ���������������������������
����� 0.6 ��PG3 �� PC ����������������

530���������������� 0.8 ������������3������������ PG2 ������� Fig. 4 (a)��1 ��

180

2,500
1,080

Unbonded PC wire

180

530

Unbonded steel bar
D22
Unbonded partW25���������� Fig. 4 (b)����PG2 ����������

1,500
Bondless

Grouted coupler
Mortar30������������������������������

2-D22�������(KSS785)������ PG2 ���������� PC��������������������PC ���������

(b) Wall base and foundation����� ITG-5.2-0911) �������������D13 �����

(Unit: mm)

Fig. 4 Details of Y-direction frame���������������������� D13 ������

-3-− 77 −

���������PC ���������������� 2 ����������� Fig. 5 (a)������ PG1 ����������

���1 ����������������������� 380 mm

��������������� Mc ��������� Mu ������������1 ���������������������

�������c��u ���������������������

������ D22 �����(SD345)��������������

������ Mc������� Mu ������� Ke ������

�������������������������� 1500mm

PC �����������������������y ������

�������������������������������

������������������������������

11)�����������������

Mu ������� 1 m ��������������������

���������1 ���������������������

���������� Mu �������� Mu ���������

�� 25 %����������(KSS785)������������������������

���������������Mc ������� 1/3 �����

PC ����������������������������

��������
������������ 0.001 �����

���������� 0.5 ��� 1 ���������������

� Fig. 5 (b)��PC ����������������������

0.02 rad �������������� 2 ������������

������������������������������

���������� Pe � 1 ���������� NL � Table 2 �������� 14), 15)�������Fig. 5 (c)����������

���1 ����������������������� 3 ��1������ MII�MIII�MII+�MIII+����������������

���������������������� 15 ������

��������������������� B�D ����B ���

2. 2 ��������

������������� MII ��� MIII ������������� ������� Table 3 ��������� PC ��������y���� Pe ��� PC ��������� Fy ����������

������t ������PC ��������� Fy ����� Ft������������� 1 m ���������������

����������PC ����� PC ������������

��������������II ����������III ������

�������� 1.1 ���������������������

��� PC ���������������������������

�����B � 80 N/mm2 ������������ 1.4 ������

����������� 0.65 16)���������1 ����� MII+�������������������������B ������ MIII+������� NL �������������������

����� 2 ������ A ��� 1 �� 2 ����������

���PC ��������������������������

������������������������������

����Table 4 ���������������PG2 �� PG3 �������� 0.62 mm��� 30 mm�������� 0.13 mm������ PC ������������III ��PG1 ������u � 5�8

13 mm ��������� 1 %����������������

������1 ����������������� PC �����

����������������������(F)��������

�������II+��III ������ 0.004 rad�0.082 rad ������� �����������������������������

�������������������������PG2 ���������������������������������

� PG3 �� MII ��PG1 �� Mu � 0.2 ��������

������������������������������
������������������������������
������������������������������
����������������������� PG1 ������ ����N/mm2]

� PC wire �15.2 (Wall, SWPR7BL)
�� PC wire �15.2 (Beam, SWPR7BL)
���PC wire �17.8 (Beam, SWPR19L)
�� PC wire �19.3 (Beam, SWPR19L)− 78 −MII+MII

� yK eKe� t [N/mm2]

1194
385
389
347
372
361
388
937
939
F y [kN]

1277
563
561
501
522
518
513
1119
1096
F t [kN]

250
255
356
429

277
279
404
481

MIII

�

�II

-Unbonded beam-

135.6
120.3
63.4

� y [N/mm2]

MIII+

Ke

�u

(a) Grouted member

� III ��� pc
0. 5 D � x n

� Lpc ��II+(b) Unbonded member

�III �

-Unbonded wall-

1�
� �
2
M II , M III � �1 �
� � � � BD � � B
2 � 0.85 �
M
MIII
II
� II �
� ab
3Ec I b(c) Steel��PC bar �21 (Column, SBPR1080/1230)
D22 (Wall, SD345)
D19 (Column and beam, SD345)
D13 (Wall, SD295A)
D13 (Slab, SD295A)
D10 (Column and beam, SD295A)
D10 (Slab, SD295A)
D13 (Wall, KSS785)
D10 (PG2, KSS785)

Mu�c� ����N/mm2]
MortarMortar (F)Milk cement

83.2
85.5
40.9

M

Mc

Table 3 Material property(b) Grout(a) ConcretePCa
PCa (F)
Top

M

M III
� ab
3Ec I b

M II , M III , M II � , M III ��� II �
� II� �� III �

1�
� �
2
�1 �
� � � � t w � lw � � B
2 � 0.85 �

M II
� hw
Ec I w

� dy

0.5lw � xn
�� pc

0.5lw � xn

� Lud �M II�� hw
Ec I w

� Lpc �M III
� hw
Ec I w

Where,
B, D: Width and depth of beam, Ib: Moment of inertia of beam, hw, tw, lw:
Height, thickness and width of wall, Iw: Moment of inertia of wall, Ec: Young's
modulus of concrete, ab: Shear span of beam, ��pc: Incremental strain of PC
wire corresponding to difference between effective prestress and yield stress,
Lpc: Effective length of PC wire, xn: Depth of neutral axis, �dy, Lud: Yield strain
and unbonded length of unbonded steel bar(c) Equations based on stress block assumption
Fig. 5 Schematic and definition of rotation spring element-4-Table 4 Estimation of moment capacity and rotation angle
Grouted beam
2PG1-top in tension
2PG1-bottom in tension

M cr
188
185

Mu
605
563

�c

�u

0.00170.00170.01470.0145Grouted column
1PC1-top, X-dir., B-axis
1PC1-base, X-dir., B-axis

M cr
227
225

Mu
739
671

�c

�u

0.00070.00070.01050.0095

Unbonded beam
2PG2-top in tension
2PG2-bottom in tension
2PG3-top in tension
2PG3-bottom in tension

M II
136
56
133
73

M III
169
95
153
95

� ��

� ���

0.00190.00080.00600.0033

0.102
0.075
0.114
0.090

M II
3452

M II+
4350

M III+
6670

� ��

� ���

� ���

0.0041

0.082

0.0009Y

X

Fig. 8 3/4 view of PC specimen (this side)
South

C

(Unit: kNm, rad)2500

X-direction

2500

Shear force [kN]

3rd story

1500

4th story

1000

0.01
Story drift angle [rad]B

4th story

1000

500
0

2nd story

2000

3rd story

1500

0

1st story
Y-direction

Y

500
0

0.02

X
0

0.01
Story drift angle [rad]

A

0.02

1

(a) X-direction(b) Y-direction
Fig. 6 Story shear force – story drift relationship of pushover analysis(a) X-direction
Column and X-direction beam

East

Shear force [kN]2000

1st story
2nd storyWest

Unbonded wall
1PW-baseZ

1a

RC specimen

2

North

3

3a

PC bar PT bar

PC specimen

4

Fig. 9 Foundations fixed on shaking table(b) Y-direction

Crack of grouted member (Mc, �u)Wall and Y-direction beam
Decompression of unbonded member (MII, �II)

Hinge of grouted member (Mu, �u)

Yield of unbonded steel bar D22 (MII+, �II+)

Fig. 7 Hinge distribution of pushover analysis (max. drift of 0.02 rad)Fig. 10 Time histories of input waves

� ������������������������� Fig. 6 ����������������������PC ���������

�������� 0.02 rad ���������������� Fig. 7������������������������� Fig. 9 ���������������������� Ai ���������

������������������������� 1 ������X �������������1�2 ������������

���X ������ 0.45 ��Y ������ 0.29 ������

�������������������� 1 ���������� ������������ 679 ch ��������������

��������2�4 ��������������������

������������������������������

���������������� 0.03 rad ������X ����������������������������������

��� 4 ���������3 ��������������Y ��������������������������������

����������������������� 1 ������

������������������������������

��� MII � MII+�����������������������

������������������� 200 Hz ��������

� 0.01 rad ��� 0.02 rad �������������������

�����������������������������

�������������� 0.02 rad �� 1 ����������

3. 2 ��������

X ��� 0.70�Y ��� 0.72 �����Y ���������� 0.02

� ������1995 ���������������������

rad ��������������������������1 �������������JMA-Kobe ����� JR ��������

2 ������ 0.48�0.74 �����

��JR-Takatori ������������� 2 �������� 3������������������������������

3. �������JMA-Kobe ��������������10 %�25 %�50 %�

3. 1 �������������

100 %����������������������������� �����������������������������

����������JR-Takatori ������� 40 %�60 %���������������������������������

������� Fig. 10 ������������� JMA-Kobe ������Fig. 8 ������������������������

100 %����� JR-Takatori �� 60 %�������������

-5-− 79 −

Table 5 Maximum acceleration recorded on shaking table
No.

Input wave

1
2
3
4
5
6

JMA-Kobe-10%
JMA-Kobe-25%
JMA-Kobe-50%
JMA-Kobe-100%
JR-Takatori-40%
JR-Takatori-60%

2.0(X-direction)

40%

2.0

0.5

2.5

1.0
1.5
Period [s]

20
60%

5
0
0.0

2.0

2.5

Kobe-25%
Kobe
25%
Kobe-50%
Kobe
50%
Kobe
100%
Kobe-100%
Takatori
40%
Takatori-40%
Takatori 60%

Story
2

2

1

1
0

0.01

1.0
1.5
Period [s]2.00.02 0.03 0.04 0.05
Story drift angle [rad]

0.06

0

0.07

0.01 0.02 0.03 0.04
Story drift angle [rad]0.05(a) X-direction(b) Y-direction
Fig. 12 Maximum story drift distribution(Y-direction)

40%

0.5

Y-direction

3

JR Takatori NS
JR-TakatoriNS(Y-direction)

15

4

X-direction

Takatori-60%

25%
10%

10

5
1.0
1.5
Period [s]

0
0.0

2.5

60%

0.5

First mode period(after test) [sec]Y-direction X-direction Y-direction
0.45
0.29
0.002
0.45
0.31
0.006
0.44
0.37
0.017
0.69
0.52
0.009
0.68
0.51
0.016
0.84
0.55

0.04
3-axis3a-axis3-axis3a-axis 4-axis
4-axis
0.03
0.02
0.01
0.00
-0.01
-0.02
-0.03
-0.04
14 15 16 17 18 19 20 21
Time [s]2.5

Fig. 11 Acceleration response spectra of input waves��������������� Table 5 ����JMA-Kobe ���������������� NS ��� Y �����������
������������������������������

(a) X-direction

��� Fig. 11 ����Fig. 11 ���JMA-Kobe �� 100 %����

Global drift angle [rad]1.0
1.5
Period [s]

15

0
0.0

50%

5

JR Takatori EW
JR-Takatori(X-direction)EW

10

X-direction
0.002
0.004
0.039
0.014
0.058

3

100%

10

25%
10%

20
2
PSA [m/s ]

20
15

50%

0.5

JMA-Kobe-10%
JMA-Kobe-25%
JMA-Kobe-50%
JMA-Kobe-100%
JR-Takatori-40%
JR-Takatori-60%

4

JMA-Kobe NS(Y-direction)

25

2
PSA [m/s ]0
0.0

ActualTarget

100%

5

1
2
3
4
5
6

Maximum story drift angle
[rad]

Story

2
PSA [m/s ]20

JMA Kobe NS(Y-direction)

30

JMA-Kobe EW(X-direction)

10

Input wave

35
JMA Kobe EW(X-direction)

25
15

No.

Global drift angle [rad]Target30

2
PSA [m/s ]35

Table 6 Maximum story drift and first mode period

Maximum acceleration [m/s2]
X-direction
Y-direction
Z-direction
0.69
0.98
0.35
1.66
2.69
0.96
3.49
4.66
1.98
7.88
10.67
4.15
3.05
3.34
1.15
4.54
5.46
1.69

0.02

A-axisA-axisB-axisB-axisC-axisC-axis

0.01
0.00

-0.01
-0.02
14 15 16 17 18 19 20 21 22
Time [s](b) Y-direction

Fig. 13 Global drift of each frame in JMA-Kobe-100%

� JR-Takatori �� 60 %��������������0.3�0.5 ������������������� 15�30 %���������

�����C ���������� 0.02 rad ���������A �������������������������������

��������� 0.01 rad �������A ��� 1�2 �����������������������������������

�����������������������������C
������������������������������

4. ����

���������������������������Y ��

4. 1 �������

������������� 0.02 rad ���� C ��������

� Table 6 ��������������������������

���������Y ������ B ���������JMA-Kobe

��� 3a ��� B ����������������������

�� 100 %�������������������������

������ 1 ���������Fig. 12 �����������

��������������������������

�������JMA-Kobe �� 50 % ��������������

4. 3 ��������

� X ��� 0.004 rad�Y ��� 0.006 rad ��������JMA-Kobe(1) ��������X ����� 100 %��������������� X ��� 0.039 rad ��� Fig. 14 � JMA-Kobe �� 100 %���������������

�������Y ���� 0.017 rad ������X �����1�2

���1 ���������������������������

������������� 1�2 ��������Y ������

����������������������� 0.5 ������

�����������������������JR-Takatori ��������������������������������

60 %�����X ����������������������

��� 17) �Fig. 15 ��������� JMA-Kobe �� 50 %����������� 0.058 rad ����Y �������������

100 %�������1 ��������������������

��������������� 0.016 rad ��������� 1 �

Fig. 16 ���������� 0.004 rad ������������

������JMA-Kobe �� 25 %������� X ��� 0.45 ��

JMA-Kobe �� 50 %�������1 �������������

Y ��� 0.31 ������� JMA-Kobe �� 100 %���� X ������������JMA-Kobe �� 100 %��������1 ��

� 0.69 ��Y ��� 0.52 ������

���������������� 0.04 rad �����������

4. 2 ��������

������������������������������� ��� 4 ���������� 4 ��������������

��������������Fig. 17 �����������������JMA-Kobe �� 100 %�����������������

������������������������������

��������� Fig. 13 ����X �����3 ��� 4 ���������������JMA-Kobe �� 50 %��������2������������������Y ������� 19�21 ������������ 1 ��������������1 ����− 80 −-6-

− 81 −

��������������������Fig. 22 (b)�������

���������������1 ���������������

������������������������������

���������������������Ai ��������

���PC ��������������������������

��X ���Y �����������������������

���������������1 �������������������Ai ������������������1 �������

���������������������

��������������������X ���������

4. 4 ����������������

������������������������������

� JMA-Kobe �� 50 %��� 100 %�������1 �������

���������������������������� 18)������������ 1 ������������� Fig. 23 ��������������������������������

��1 ����������������������������

������������������������������

������������������������������

��������� 19) ��������������������

�����������JMA-Kobe �� 50 %�����X ���Y������������������������ Fig. 25 ��������������������1 ������������������JMA-Kobe �� 50 %���100 %����� JR-Takatori ������������������JMA-Kobe �� 100 %�����

� 60%������������������X ��������

������������X ���������� B-C �����

���������� 0.02 rad �����������������

������� 0.03 rad �����������������������Y ���������B �������������������Y ����������� A-B �������������

��Y ������������������ 0.002 rad �����

�����������������1 �������������

�������������������������� 0.01 rad

����X ���Y ����������������� B ������������������� 1.3 ������������
�����Y ������������������������

�����������������������

����������B �������� 0.01 rad ��������

Fig. 24 �����������������1 ��������
������������������������������ 1������������������� 1 %�������

������������������������������

4. 5 �����������������������
�����������������������������

B
D

0
-1000
AC

-2000

0
-0.004 -0.002 0.000
0.002 0.004
Global drift angle [rad]
3000
A
D
Y
Direction
Y-direction
2000

1000
E

0
-1000
-2000
-3000

CB

B

D

(1) �����������������

0
-1000
-2000

A

�����������������������������

C
15

3000

16
A

17 18
Time [s]D

1920���������������������������� Mu

21�������������������� PC ���������
������������������������������

2000
1000
0

4

4

3

3

-1000
-2000

B

-3000
14

0
-0.004 -0.002 0.000
0.002 0.004
Global drift angle [rad]�������������������������������

1000

-3000
14

Base shear force [kN]

Base shear force [kN]

-3000

2000

15

16

C
17 18
Time [s]

19

20

21

Story

X Direction
X-direction

1000������������������������������

Story

2000

3000

Base shear force [kN]

Base shear force [kN]

3000

2

Max Peak-of-base-shear
Max
Base Peak
Kobe-50%
Kobe 50%
Kobe 100%
Kobe-100%
Takatori 60%
Takatori-60%
AAi
i distribution
distribution

2(a) JMA-Kobe-50 %
1

-2000

A

-3000
-0.04

Base shear force [kN]

3000
2000

C
0
-0.02
0.00
0.02
Global drift angle [rad]A C
Y-direction
Y-direction
F

1000
0
-1000
-2000
-3000
-0.04

DB
0
-0.02
0.00
0.02
Global drift angle [rad]

0.04

0.8
0

1.0

1.2
1.4
1.6
1.8
Ratio of shear force coef.

2.0(a) Y-direction

Fig. 24 Distribution of story shear force coefficient

0
-1000
-2000

A

-3000
14

15
A

C

16

17 18
Time [s]

19

20

21

C
F

2000
1000
0
-1000
-2000
-3000
14

B
15

D
16

17 18
Time [s]

19

E
20

20
10
0
-10
-20
-0.02

21

(b) JMA-Kobe-100 %Test
Analysis
0
-0.01
0.00
0.01
Global drift angle [rad](a) X-direction

0.02

20
10
0
-10
-20
-0.02

Test result
Test
Pushover analysis
Analysis
-0.01
0.00
0.01
0
Global drift angle [rad]0.02(b) Y-direction

Fig. 25 Comparison of test result and pushover analysis based on
overturning moment versus global drift relationshipFig. 23 Hysteretic behavior of base shear force versus global drift
relationship and time history of base shear force− 82 −

2.0(a) X-direction

1000

3000

0.04

1.2
1.4
1.6
1.8
Ratio of shear force coef.

3

-1000

1.0

Over
Over-turning
moment [x10 kN m]

0

2000

3

1000

1
0.8

D

Over
Over-turning
moment [x10 kN m]

X-direction
X-direction

B

3000

D
Base shear force [kN]

2000

B

Base shear force [kN]

Base shear force [kN]

3000

-8-

��������� Fig. 26 �����2 �� 3 ����������

������������������������������

����������������������� 1.2������

�������������2�4 ���������������

������������ 1.0 �����������������

1.3���� 2.3 ���������������������2. 2������������������������������

������������� 1 ������� 2�4 �������

�������������������PC �����������

������������������ JMA-Kobe �� 100 %������������������ Fig. 27 (a)����������

���� 1�2 ������������������������

������������������������������

������������������������������

� 0.04 rad ����������������������2. 2 ��������������������������������

����������������� 0.02 rad �����������

������������������������ Ai �����

�������������������������1 �����

2. 2 ����� Case I ���������������������

0.022 ��� 0.020 rad�2�3 ������������ 0.029 rad ������������������������� Case II���

����Fig. 27 (b)����������������������

� 1 ������������������ 0.6 ���� Case III �������������������������������

���������� Table 7 �����������������

������1 ����� 0.023 ��� 0.022 rad�2�3 ������

��������� 0.04 rad ������������������

��������� 0.023 rad ��������� 2 ����� 1 ������ Fig. 29 �������������� 0.04 rad ����������������������������������

������������������ Fig. 30 ����Case I ��������������������������������

���1 �����������������2 ���������

������������������������������

������������������������ 0.04 rad ����������������������������������

3�
�� 2 ���������������������������

������� PC ��������������� 20)�����

4 �������� 0.02 rad ������������������

��������������������� 0.04 rad ������

������� Case II ���1 ��������� 20 %�2 �������� 0.6 ������������������

������ 10 %�������������� 2 �������

(2) ����������������

������Case III ����������������������

������ Fig. 28 ��������������������

1 �� 2 ������������2 ��������������

�������������������������� Mu ���������������������������Case III ��

Lateral load direction

4Fl.
R-fl.

1.9

1.2

R-fl.
1.3

3Fl.
4-fl.

4-fl.

2.4

1.5

1.7

3Fl.
3-fl.

3-fl.

1.5

1.0

1.2

2Fl.
2-fl.

2-fl.

1.5
1-fl.
1Fl.

1.0

1.2

1-fl.

Lateral load direction
0.040 0.040
0.040 0.040
0.029 0.040
0.029 0.040

Lateral load direction

0.040

0.025 0.026

0.040

0.026 0.028

0.029(a) Shear failure

Fig. 26 Shear strength capacity ratio�of beam-column joint

4.01000 kN�m

1.8

3.1

2.5

1.3

2.3

1.3

2.4

2Fl.
2-fl.

2.4
1-fl.
1Fl.

0.022

(b) Flexural failure

Fig. 27 Deformation capacity

1.7

3Fl.
3-fl.

0.023

0.023

1.0

3Fl.
4-fl.

0.023

0.023 0.025

0.020

Lateral load direction

2.4

0.026

0.023 0.025

0.029

0.022

4Fl.
R-fl.

0.025

Fig. 28 Strength ratio of column to beam

(Unit: rad)1000 kN�m1000 kN�m

Table 7 Case study for X-direction

Shear force [kN]3000

1st storyst

2nd story
2nd

2000

3rd story
3rd

1500

4th story
4th

1000

X-direction

2500

1 s

1 s

nd

2 storynd

2000

3000

1st storyst
21500

3rd storyrd1000

4th storyth3

4 s

1st storyst

2000

2nd storynd

1500

3rd story
3rd s

1000

4th storyth

500

500

500

0

0

0

0

0.01 0.02 0.03 0.04
Story drift angle [rad]00.01 0.02 0.03 0.04
Story drift angle [rad]X-direction

2500

1 s
2 s

4 s

0

0.01 0.02 0.03 0.04
Story drift angle [rad](a) Case I(b) Case II(c) Case III
Fig. 30 Story shear force versus story drift relationship in case study-9-3

X-direction

2500

Shear force [kN]

3000(a) Case I(b) Case II(d) Case III
Fig. 29 Moment and hinge distribution when maximum story drift is 0.04rad in case study
Over-turning
moment [x10 kN m]
Over

Case
I
DesignCase
Case III
Case
Case IIIII

Column baseStrength factor
1.0
1.0
0.6

Shear force [kN]

Lateral road
distribution
Based on A i
Uniform
Uniform

20
10
0
-10

Test result
Test
Case Icolumn, Ai
Sound
Case II
Sound
column, Square
Casecolumn,
III
Weak
Square

-20
-0.04

0
-0.02
0.00
0.02
Global drift angle [rad]0.04

Fig. 31 Comparison of test result and case study− 83 −

������������������������������

���������������������������������� ��������������������������� Jack������������������������������

Moehle �������������������� John Wallace ������������������������Fig. 31 ������������ Richard Sause ����������������

�������������������������������

Wassim Ghannoum ����������������������

Case II ���������������������������

������������������������������

�� Case I ��������������������� 0.02rad ����������������� PC ��������������

������������Case III �������������

����������������

0.02rad ���������������������������1) �������������������������������1998

5. ���

2) ������������������� (1990)��������1990

� �������������������4 ��� PC �����

3) 2009 �� �����������������������������

����������������������������X �����������������������������������

����������Y �������������������

������������
4) M. J. N. Priestley, "Overview of PRESSS Research Program," PCI Journal, 36(4),������������������������������

pp. 50-57, 1991������������������������������

5) ���������������������������������

�������JMA-Kobe ����������� 100 %�����

����������������������������������

����������JR-Takatori ���������������

������1992
6) M. J. N. Priestley, "The PRESSS program current status and proposed plans for��������������������
(1) �������

phase III," PCI Journal, 41(2), pp. 22-40, 19967) ���������������������������������
������PC ��������������������������

� X �������������1�2 �������������
�������JMA-Kobe �� 100%��������������

������������������ 576 ��pp.125-132�2004.2
8) �������������� PC ������������������

� 0.039 rad �������������������������

����������������������������������

�������������������������� PC ���� 584 ��pp.153-159�2004.10

������������������������������

9) ���������������������������������
����������������� �� 1: �������������

���� 0.02 rad �����������������������

����������C-2�pp651-652�2008������������������������������

10) ���������������������������������

������������������������������

�������������������������� 623 ��pp.103-110�������������������������������

2008.1
11) ACI, "Requirements for Design of a Special Unbonded Post-Tensioned Precast��������������
(2) �����������Shear Wall Satisfying ACI ITG-5.1 (ACI ITG-5.2-09) and Commentary"12) Felipe J. Perez, Rechard Sause, Stephen Pessiki, "Analytical and Experimental
Lateral Load Behavior of Unbonded Posttensioned Precast Concrete Walls," J.

� Y ��� PC ������������������������

Struct. Eng., 1531-1540, 2007���������������������������� 1 �13) Masayoshi Nakashima, Roberto T. Leon: An Outline and Benefit of Research������������������������������

Collaboration between NEES and E-Defense, 14th World Conference on����������������JMA-Kobe �� 100%�����
���������� 0.017 rad ����������������

Earthquake Engineering, China, Oct. 200814) ���������������������������������
����������������������������� �� 8 ������������� PC �����������������

����������������������������������
��������C-2�pp665-666�2008������������������������������
������������������������������

15) ���������������������������������

���������� 0.01 rad �������������� 1.3 �������������������������C-2�pp667-668�2008�������������

���������������������������� �� 9 ��16) ���������������������������������
��1999� ������������������������������
�������������������PC ����������

17) ����������������������������� 3 ������������������������ 648 ��pp.405-413�2010.2
18) ���������������������������������

������������������������������

���� 1����� 5������������������pp.161-172�������������������������������

1984.7

������������������������������

19) ���������������������������������
������������� 5 ��������������������

������������������������������
������������������ 3 �����������

pp.213-216�198320) ���������������������������������
�������������� 601 ��pp.159-165�2006.3

����������������������������

（2011年 4 月 9 日原稿受理，2011年10月 7 日採用決定）− 84 −-10-