日本建築学会大会学術講演梗概集（近畿） 2014 年 9 月

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鉄筋コンクリート造立体部分架構実験によるスラブ有効幅の検討(その１) 実験計画と実験結果の概要
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鉄筋コンクリート静的漸増載荷実験

スラブ協力幅梁降伏メカニズム○壁谷澤 寿一*
田尻 清太郎**
加藤 周二****

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福山 洋**
壁谷澤 寿海***高橋 豪*****

立体部分架構
はり伸び変形

1. 研究背景
梁降伏メカニズムを有する中高層鉄筋コンクリート造

2. 実験計画概要
試験体は図 1 および 2 に外形図を示す 1/2 スケール 1×

建築物において，構造設計における必要保有水平耐力お2 スパンの鉄筋コンクリート造立体部分架構試験体 2 体とよび構造特性係数は架構の崩壊メカニズムに基づいて算し，柱梁の断面配筋は 2 体で同一とし，はりに付帯する定されており，梁耐力は靭性保証型設計において架構耐スラブの有無をパラメータとしている(S および F 試験体，力およびメカニズムを決定する最も重要な要素である。

立平面図中右方向が北向き)。桁行スパン長さは 3200 mm，一般的に地震応答時の梁曲げ終局強度は①付帯スラブ， 梁間スパン長さは 2500 mm，階高は 1560 mm である。
②梁軸力，③外力分布，④ひずみ硬化等により，単独梁の終局強度よりも大きくなるため，終局強度型設計指針 1)
等では，梁上限強度を設定し，梁先行降伏を保証している。しかし，現行設計における時刻歴応答計算や保有水平耐力計算ではせん断破壊を防止するための安全率係数(両端ヒンジ梁では 1.10，片端ヒンジ梁では 1.20)は考慮されているものの，梁降伏型崩壊形を保証するための柱梁曲げ耐力比の規定などは示されていない。
一方，鉄筋コンクリート造建築物の保有水平耐力計算におけるスラブ協力幅については，構造関係技術基準解
説書 2) においてはり側面から 1m 程度の範囲内のスラブ筋を考慮に入れ，大変形領域ではスラブ筋を考慮した計算値に対して 1.1～1.2 倍に達するとされている。しかしながら，1981 年に実施された実大 7 層試験体の静的載荷実験 3) では終局変形時には付帯スラブ全幅がはり耐力に有

図 1 スラブ付き立体部分架構試験体(S 試験体)効となることが確認されており，例えばスラブが厚い建築物を想定した場合，慣用的なスラブ協力幅を考慮した梁耐力を単純に係数倍した値よりも大きな終局強度を示す可能性がある。
また，スラブ下端筋については現行設計において引張鉄筋としての定着は充分ではないため，梁終局曲げ強度算定時に考慮しないことが一般的である 4)。しかし実際にはある程度は直交はりに定着されているため，はり終局強度に寄与しうることが既往の研究等から明らかになっている 5)。このように梁に付帯するスラブのモデル化の方法に限定しても，慣用的なはり曲げ終局強度の算定方法は実際の曲げ終局強度をかなり過小評価する要素を含んでいる。そこで，本研究ではスラブの有無をパラメータとした普通材料を用いた立体部分架構試験体 2 体の応答
図 2 スラブ無し立体部分架構試験体(F 試験体)性状を直接比較した結果について報告する。
A Study on Effective Width of Slab attached on Reinforced
Concrete Beam in in Assembled Frame Specimens (Part 1)

Toshikazu Kabeyasawa, Hiroshi Fukuyama, Seitaro Tajiri,
Toshimi Kabeyasawa, Shuji Kato, and Go Takahashi― 501 ―

試験体の柱および梁の断面配筋図を図 3 に示す。梁断ー支承位置に油圧ジャッキにより水平力を作用させ、地面は 300×360mm，柱断面は 400×400mm とした。柱主筋

震力作用時の架構の応力状態を再現した。南北桁行梁端は 12-D16，梁主筋は 2 段配筋とし，上下端とも 6-D16 で部のせん断力は，両端にピン支承を有するロードセルにある。スラブ付き梁の断面配筋図を図 4 に示す。スラブより計測していた。また，小梁の上には剛性強化のため厚は 100mm，スラブ筋は D6@150 ダブルとしている。ス鋼製枠梁を設置し，梁せん断力の計測は直交方向中央位ラブ下端筋については桁行左右端部で定着方法を変えて置で、南北それぞれ 1 箇所で行った。各柱について合計 4おり，片方では現行の配筋指針における最小定着長さ(6d台のアクチュエータで中間階を想定して一定の軸力(柱 1または 150mm (実大相当))に従った仕様とし，もう片方で本あたり約 720 kN) を作用させた。

35 110110 3555 5236035 5540110400

3. 各架構の荷重変形関係
各試験体に作用した水平変形角と水平せん断力の関係を図 6 に示す。本実験では S 試験体では F 試験体に比べてスラブの寄与により水平変形角 1/100 rad 以上の範囲で耐力が増大していることが明らかになった。

21404035 110

163110400

2138110 3521はスラブ上端筋と同様の通し配筋としている。

35 77 76 77 35300

15001000

55 5215471518 58 247516326075214035 55100150

水平せん断力 (kN)

図 3 柱および梁 配筋図 (S および F 試験体)

35 77 76 77 35300-1000
スラブつき試験体(S試験体)
スラブ無し試験体(F試験体)

-0.02

00.02
水平変形角 (rad)0.04

図 6 荷重変形角関係 (S および F 試験体)

55 52

15-500

-0.04

47163

154. まとめ水平変形角とスラブ協力幅の関係を検討する目的でス
ラブ付きおよびスラブ無し鉄筋コンクリート造立体架構試験体の静的載荷実験を実施した。本稿では実験計画と実験結果の概要について述べた。

214035 55

18 58 241002600-1500(a) 下端筋 切離し配筋 (南側接合部)
15050035 77 76 77 35300(b) 下端筋 通し配筋 (北側接合部)
図 4 スラブ付き直交梁断面図 (S 試験体)

謝辞
本研究は平成 25 年度国土交通省建築基準整備促進事業(S6: 鉄筋コンクリート造のスラブ協力幅に関する検討)の研究成果に基づいて実施された。関係各位に厚く御礼申し上げます。

された。上階柱では柱中間位置，下階ではピン・ローラ

参考文献
1) 日本建築学会：鉄筋コンクリート造建物の終局強度型耐震設計
指針・同解説，1990
2) 国土交通省他：建築物の構造関係技術基準解説, 2007.
3) 坪崎裕幸，中田慎介，芳村学，高橋茂治：鉄筋コンクリート造
実大７層試験体の耐震性に関する研究 その 13 試験体の保有水平耐力と変形性能，日本建築学会学術講演梗概集，日本建築学会，
pp1575-1576，1982
4) 日本建築学会：鉄筋コンクリート造配筋指針・同解説，2010
5) 壁谷澤寿一他：超高層鉄筋コンクリート造建築物のスラブ有効幅に関する検討，日本建築学会学術講演梗概集，日本建築学会，
pp17-20，2013*
国土交通省 国土技術政策総合研究所 建築研究部**
独立行政法人 建築研究所 構造研究グループ*** 東京大学 地震研究所**** 株式会社 三菱地所設計 (東京大学 地震研究所)***** 一般財団法人ベターリビング（横浜国立大学）*MLIT, NILIM, Building Department** Building Research Institute, Dept. of Structural Engineering*** Earthquake Research Institute, The University of Tokyo**** Mitsubishi Jisho Sekkei Inc***** Better Living (Yokohama National University)

図 5 立体架構試験体 加力装置
試験体および加力装置を図 5 に示す。静的載荷実験は独立行政法人建築研究所 実大構造物実験棟において実施― 502 ―