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日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2010年 9 月

定着金物を用いた連続繊維シートによるＲＣ構造物補強工法の開発
その６

実大基礎梁の加力実験概要および実験結果

炭素繊維シート

定着金物正会員

岸本 剛＊1

同

福山 洋＊2

同藤本 効＊3

同中村 洋行＊4

同高橋 茂治＊5

同鈴木 英之＊6

同加藤 貴久＊7

耐震補強

鉄筋コンクリート

１．はじめに
表１ 試験体一覧既報1)にて，梁のあと抜き貫通孔を定着金物と炭素繊維
No.1
No.2
No.3
No.4
No.5
No.6
試験体
シート（以下，CFシートと称す）および炭素繊維プレー有り（φ183）
開孔部
ト（以下，CFプレートと称す）を用い，U字形に補強する
開孔位置
0.5D （D：梁せい）
0.63D
0.7D
0.5D
工法について補強効果を示した。しかし，基礎梁には梁 （梁下端からの距離） 無し
CFシート+CFシート 補強無し
補強方法
補強無し CFシートの上側に床スラブがあり，下側には耐圧板が付く場合やCFプレート土に接する場合が多いため，一般の梁と異なり下部にシ 開孔位置のあばら筋有り（切断）無し
ｂ×D=320×750mm
せん断スパン比a/D=1.5
ートを回せずU字形の補強が困難となることが多い。そこ
主筋：上下とも6-D22（SD345） pt=1.07%
で，CFシートの下端部を定着金物を用い梁側面の下部にせん断補強筋：2-D10@185 pw=0.24%
共通因子
スラブ：幅800mm（梁幅320+片側240×2）、厚100mm取り付け，井形にした場合の補強効果を構造実験より検配筋D10（SD295A)証した。本報では実験概要および結果について報告する。
表２ 使用材料
２．実験概要(a) 鉄筋2.1 試験体
鉄筋
降伏強度
引張強度
伸び
試験体％
呼び名
種類
N/mm2N/mm2
基礎梁の形状は建物の規模や用途に応じ種々考えられ
No.1～No.535346217D10SD295Aるが，ここでは，設備用配管に必要な開孔径に対し，危No.636348621No.1～No.538554017D22SD345
険側となるように梁せいをできるだけ小さくした実大モ
No.638356017デルとした。本実験は開孔部を有する梁のせん断性状を(b) コンクリート把握することを目的としているので，梁部材の曲げ降伏
No.1
No.2
No.3
No.4
No.5
No.6
試験体
33.5
33.0
圧縮強度(N/mm2)
よりもせん断破壊が先行するように計画した。
(c) 炭素繊維
表１に試験体一覧，表２に使用した材料の諸元と試験引張強度
弾性係数
炭素繊維（カタログ値 N/mm2）
結果を示し，図１に試験体形状を示す。No.1 は比較用の3400
230000CFシート
厚さ0.167mm
CFプレート2400156000
幅50×厚さ1.2mm
無開孔梁試験体，No.2～No.5 は有孔梁試験体で梁せい方
スタブ
スリット375
183
1125

A断面

A

1125

1125

定着金物B

CL

147

147

472

525

アンカーM16147

CFシート
B断面

DCL

375

125

アンカーM16

定着金物

225

定着金物A

C

147

CFプレート

定着金物Ｂ

278

125

147

CL

CFシート
巻き付け部

No.6試験体

375

定着金物A

B

No.3補強詳細

1125

2250 試験区間

No.2試験体

B

CFシート
巻き付け部 定着金物Ａ

375

加力方向
54 58

750
650

あばら筋切断2-D10@185

6-D22183

A375

スタブ
スラブ筋D10スリット

加力方向240375

320

100

240

C

No.4補強詳細

CFシート
C断面

定着金物A

D

No.5補強詳細

CFシート
D断面

図１ 試験体形状

Development of Reinforcement Method for RC Members Using Casting Steel Plate and Continuous Fiber Sheets-Part6- Outline and Results of Real Scale Perforated Footing Beam Test
KISHIMOTO Takeshi, FUKUYAMA Hiroshi, FUJIMOTO Isao ,NAKAMURA Hiroyuki,TAKAHASHI Shigeharu, SUZUKI Hideyuki, and KATOH Takahisa―567―

向の開孔位置と補強の有無が異なる。なお，各試験体とも開孔径は D/4.10（D:梁せい），材軸方向の開孔位置はス
パンの中央である。有孔梁のうち，No.2 は無補強，No.3～No.5 は補強を施した試験体である。No.3 は開孔位置が梁せい中央（開孔位置が梁下より 0.5D D:梁せい）にある試験体で，開孔周りを材軸方向，梁せい方向共 CF シー
トで井形に補強した。梁せい方向の CF シートの定着には梁の側面にアンカーで固定する鋳鋼製の定着金物 A を用いた。No.4 は No.3 に対し，開孔位置がスラブ側に偏芯した試験体（開孔位置が梁下より 0.63D）である。その場合，スラブ下部の材軸方向の補強に CF シートが貼れない場合を想定し幅の小さい CF プレートを用い井形に補強した。
No.5 は更にスラブ下部に偏芯した試験体（開孔位置が梁下より 0.7D）で，この場合には材軸方向に CF プレートを取り付けることや，梁せい方向の CF シートの定着に定着金物 A を用いることができないことを想定し，スラブを貫通させたアンカーにより固定させる定着金物 B を用いた。各試験体ともスラブ付の T 形断面とし，せん断抵抗機構として形成される圧縮ストラットがスラブを伝わってスタブに伝達しないよう梁端部にはスリットを設けた。
No.2～5 はあと施工で開孔を設ける際にあばら筋を切断することを想定した配筋としている。これに対し No.6 は，あばら筋の切断による影響を検証するため No.2 に対しあばら筋を切断しない試験体とした。
2.2 加力計画
上下スタブの平行を維持し水平力を載荷する加力装置を用いて，正負交番繰返し載荷を行った。加力スケジュ

３．実験結果図２に各試験体のせん断力(Q)と部材角(R)の関係を示す。
無開孔の試験体 No.1 では，部材角 1/800rad の載荷時に梁端部に曲げひび割れおよびせん断ひび割れが発生した。その後，せん断ひび割れが進展し，1/200～1/100 rad で梁主筋が降伏した後，最大耐力を迎えた。最大耐力は正加力は 484kN，負加力は 496kN であり，その後徐々に耐力が低下した。破
壊性状は梁の曲げ降伏後のせん断破壊であると考えられる。
有開孔で無補強の試験体 No.2 では，部材角 1/800rad の載荷時に梁端部に曲げひび割れが発生した後，同サイクルで開孔部周辺にせん断ひび割れが発生した。その後，開孔部周辺のせん断ひび割れが進展し，1/200 rad 以降大きな耐力の上昇は見られず最大耐力を迎えた。最大耐力は 350kN であり，この時主筋は降伏していなかった。破
壊性状は梁のせん断破壊であると考えられる。
有開孔で井形に補強した試験体 No.3 では，No.2 と同様に部材角 1/800rad の載荷時に梁端部に曲げひび割れ，開孔部周辺にせん断ひび割れが発生した。その後，開孔部周辺のせん断ひび割れが進展するものの，1/200 rad 以降も荷重は上昇し，1/200～1/100 rad で梁主筋が降伏した後，1/100 rad 手前で最大耐力を迎えた。最大耐力は 528kN であった。No.4，No.5 も同様の傾向を示した。破壊性状は梁の曲げ降伏後のせん断破壊であると考えられる。
No.6 は No.2 に対し，正負側とも高い最大耐力を示した。
４．おわりに加力実験より，CF シートを井形に貼り付け補強した場合でも U 形と同様に十分な効果が得られることが確認できた。

ールは部材角で1/800,1/400,1/200,1/100,1/67,1/50 radを１サ【参考文献】[1]中村洋行ほか：定着金物を用いた連続繊維シートによるRC構造物補強工法の開発（その1～5），日本建築学会大会学術講演梗概集C-2，pp.473～482，2007.8

イクルずつ繰り返す計画とした。
600
400600600

Qmax=484kN

No.1
無開孔試験体No.2

400

あばら筋降伏-200-400

152025-20 -15 -10 -5 0
5 10R（×10-3rad)

600

600

1520Q(kN)

-400

No.6

400

0

Qmax=-437kN-600152025Qmax=475kN

0-400

Qmax=-394kN-20 -15 -10 -5 0
5 10R（×10-3rad)25

有開孔試験体（無補強）
あばら筋切断無し
開孔位置：中央（0.5D）

-200

負-400
正20200-200

負15600200-200

正-20 -15 -10 -5 0
5 10R（×10-3rad)25

有開孔試験体（有補強）
開孔位置：偏芯（0.7D）

400

0-600-600

Qmax=546kN

No.5Qmax=501kN

有開孔試験体（有補強）
開孔位置：偏芯（0.63D）

200Q(kN)

正-600

No.4

負-400
Qmax=-426kN

正-20 -15 -10 -5 0
5 10R（×10-3rad)0-200

負Qmax=-299kN-400
Qmax=-496kN

-600

400

0-200

負Qmax=528kN

有開孔試験体（有補強）
開孔位置：中央（0.5D）

200Q(kN)

最大荷重(Qmax)

Q(kN)

0400200

梁主筋降伏Q(kN)

Q(kN)

200No.3Qmax=350kN

有開孔試験体（無補強）
あばら筋切断有り
開孔位置：中央（0.5D）

正-20 -15 -10 -5 0
5 10R（×10-3rad)

図２*1 奥村組 *2 建築研究所 工博*3 ベターリビング 工博 *4 コンステック 工博*5 川金テクノソリューション *6 安藤建設 工博*7 三菱樹脂-600
152025

負Qmax=-376kN
正-20 -15 -10 -5 0
5 10R（×10-3rad)

152025

せん断力(Q)－部材角(R)関係*1 Okumura Corporation *2 Building Research Institute, Dr.Eng*3 Center for Better Living, Dr.Eng *4 Constec Engineering, Dr.Eng*5 Kawakin Techno Solution *6 ANDO Corporation, Dr.Eng*7 Mitsubishi Plastics―568―