知っておきたい基礎シリーズ

付着割裂破壊の解説①■はじめに付着応力レベル」が平均付着応力度 a2 です。

付着割裂破壊は保有水平耐力計算を行う場合，せん断この際，せん断力が大きく材端にせん断ひび割れが発破壊と同じ「構造耐力上支障のある急激な耐力の低下の生し，有効せい d だけ離れた位置まで，σt が一定分布すおそれのある破壊」（脆性破壊）として扱われ，RC 造のると見なし（テンションシフト範囲），RC 規準 20182）

はりおよび柱の種別を FA ～ FC に区分するには付着割

解説図 16.2 に示すように（ld － d）を有効な付着長さと裂破壊による脆性破壊を防止することが必要です。現在、する平均付着応力度で確認します。

RC 規準 2010 、RC 規準 2018 、靭性指針 による３1）2）3）種類の検討方法が示されています。今回の「知っておきたい基礎シリーズ」では付着割裂破壊を題材にして、付………（2）着応力度の基本的概念から各規準の付着検討式とその要点、および適合性判定での関連指摘の事例と理由について 2 回に分けて解説します。

ld：付着長さ

db：鉄筋径d：有効せい

σt：付着検定断面での鉄筋存在応力■付着応力度の基本的な解説
付着応力度の概念は以下に示す曲げ付着応力度および平均付着応力度の二つに分類されます。特に平均付着応力度の概念は RC 規準 20101），RC 規準 20182），および靭性指針 の各規準の付着応力度式に用いられています。
3）

曲げ付着応力度 a1■ RC 規準 20101）付着割裂破壊（大地震動に対しての付着破壊）の解説

付着割裂強度 bu
許容付着応力度は十分に大きなコンクリート中に定着

曲げ付着応力度とは平面保持仮定の基で生じる局部的された鉄筋の引き抜き試験より定められていますが、異な付着応力度 a1 です。その値が過大な大きさとなる場

形鉄筋が多く並ぶ一定の大きさの部材内では鉄筋の節が合、付着破壊によって局部的にコンクリートと鉄筋の一押し広げるくさび効果によってかぶりコンクリートの割体性は損なわれます。

れ裂きが生します（図-1）。この場合の付着割裂強度 bu）の算定式 7（藤井・森田式）
は終局強度型指針 5）で示されています。
……………………………………（1）：鉄筋周長

j：応力中心間距離1.22 0.307

0.42724.9

なお，水平上端筋には係数 1.22 を 1 とします。

平均付着応力度 a2
局所的に曲げ付着応力度 a1 が損なわれたとしても鉄筋の最大応力位置からの定着長さの中で「平均的に一定の付着応力レベル」であれば曲げ性能を発揮できることが実験的にも確認されています。この「平均的に一定の54

図-1

付着割裂パターン 1）

GBRC Vol.47 No.4 2022.10

RC 規準 20101）の大地震動に対する付着安全性の検討

ら筋比 pw が小さい梁，M/Qd が小さく主筋の付着長さが式（3）は，上記の bu に 0.8 を乗じて簡略化したものを付

短い梁などは、付着割裂破壊の強度が荒川式による強度

着割裂強度 K･fb として、鉄筋配置と横補強筋による修の計算値を下回る可能性があるので注意を要します。

正係数 K と付着割裂の基準となる強度 fb を定めています。

「荒川式による」せん断終局強度 Qsu を用いて通し筋

また，付着割裂破壊防止を確認する場合には鉄筋応力をの付着割裂破壊の検討を行う場合、各耐力式の特徴を理

降伏強度 1.1・σy とします。

解し安全側に対処することが必要です。また，カットオ
フ筋を有する場合は荒川式の適用が検証されていないた………………………………（3）め使用することは出来ません。

RC 規準 20101）及び「荒川式による」修正係数

付着割裂破壊の検討の要点

付着割裂面を横切る横補強筋効果を表す係数 W1）付着割裂の基準となる強度 fb は付着割裂強度 bu の算）
定式 7（藤井・森田式）
がベースになっています。

2）大地震動時応力の付着応力度 yは付着有効長さ（ld－d）の平均付着応力度で評価しています。また、せん断付着長さl d の設定ひび割れを生じないことを確認した場合は有効せい

カットオフする鉄筋の場合、部材端部（最大引張応力位置）から鉄筋末端部までが付着長さ ld になります。ただし，付着長さ ld はカットオフ筋が不要となる位置を超d を減じないことが可能です。

3）付着割裂破壊 の 防止 を 確認 す る 場合， 鉄筋応力 は1.1・σ y（降伏強度）とします。

えて有効せい d 以上延長します。通し配筋で両端に曲げ

4）カットオフする鉄筋および通し配筋の付着応力度 y

降伏が生じる場合は（L ＋ d）/2，一端のみ降伏する部材

は共に（3）式を用いて降伏状態に応じた付着長さ ld で長さ L として，またせん断ひび割れが生じない部材では算出します。

d を考慮しないことが可能です。

5）「荒川式による」付着割裂破壊の検討の適用条件はせ「荒川式による」付着割裂破壊の検討

ん断終局強度が荒川式であり，かつ通し筋であるこ（せん断終局強度 Qsu）とが必要です。

はりのせん断終局強度 Qsu の推定式（荒川式）は付着破壊した試験体を含む実験結果から導出された式である
ことから、付着割裂破壊に対する安全性の検討に用いる■靭性指針 3）の付着割裂破壊の解説ことを可能とされることが 2020 技術基準 4）付録 1-3 で付着割裂破壊の検討は設計用付着応力度 f ≤付着信頼示されています。また，保有耐力と変形性能 に「荒川強度 buを確認します。靭性指針の付着信頼強度は、前min 式はせん断破壊時の強度だけでなく、付着割裂破壊

田・小谷式と呼ばれる付着割裂強度式 8）に基づいていま時の強度も近似的に表す傾向がある」との記載があります。この前田・小谷式は、藤井・森田式では考慮されてす。荒川式（荒川 min 式）を以下に示すが、荒川 mean

いなかった中子筋の効果を取り入れ、100 N/mm2 クラ式は下式の第 1 項の係数を 0.068 としたものです。

スの高強度コンクリートを用いた部材にも適用すること

6）

0.053=/.

+ 18+ 0.85+ 0.12

荒川式は、梁の引張鉄筋比 pt が大きいほど、あばら筋の降伏強度 σwy が高いほど、せん断スパン比 M/Qd が小さが可能とされています。
設計用付着応力度
設計用付着応力度f）＝ db ⊿ σ/｛ 4（L － d）｝靭性指針 3（6.8.1）式

いほどせん断強度が増大する傾向にありますが、前述の⊿ σ ＝ 2 σyu（両端に降伏ヒンジ）

藤井・森田式や後述の前田・小谷式には pt 、σwy 、M/Qd

2 段目主筋⊿ σ ＝ 1.5 σyuに関する項が無く、付着割裂破壊の強度はそれらに応じσyu 鉄筋上限強度算定用強度て増大する傾向が見られません。そのため，例えば pt がL それぞれ部材クリアスパン長db 鉄筋径d 有効せい

大きく１段に多数の主筋を並べた梁や，σwy が高くあば55

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付着信頼強度

着信頼強度 bu を確認します。

１段目の付着信頼強度 bu4）付着信頼強度 bu は１段目配筋の場合（6.8.4）式，2 段＝ a｛t｝靭性指針

目配筋は（6.8.10）式により算出します。この際，23）段目配筋 bu2 に対する低減係数 a2を 0.6 とすることが（6.8.4）式
at は上端筋の付着強度低減係数 , 靭性指針出来ます。

3）（6.8.5）式

5）せん断信頼強度 Vbu 式を用いた付着割裂破壊の検討は

bi は割裂長さ比，靭性指針 （6.8.6）～（6.8.8）式

カットオフした配筋には用いることが出来ません。

3）

kst は横補強筋の効果，靭性指針 （6.8.9）式

6）多段配筋として示されている説明図は２段配筋で、3）３段目配筋の付着信頼強度の説明は行われていませ

2 段目の付着信頼強度 bu2＝ a2・a｛t （0.085 bsi2 ＋ 0.10）2｝靭性指針3）ん。

（6.8.10）式
a2 強度低減係数以降は第２回目の解説に続きます。

‌a2 は主筋の付着力の関係から求めるが，a2 ＝ 0.6 としてもよい．

【参考文献】

bsi2 および kst2 は割裂線長さ比1）日本建築学会：鉄筋コンクリート構造設計規準・同解説
2010

靭性指針 （6.8.11）式，（6.8.12）式
3）

カットオフ筋の付着2 段目をカットオフ配筋とする場合，付着信頼強度式）
靭性指針 3（6.8.10）式の低減係数 a2 には 0.6 のかわりに、）靭性指針 3（解6.8.13）式による低減係数 a2を採用することが可能です。また、設計用付着応力度 f は L をカットオフ長さとして適用します。
付着破壊の影響を考慮したせん断信頼強度
付着破壊の影響を考慮したトラス・アーチ機構に基づく）
せん断信頼強度 Vbu 式は靭性指針 3（6.8.14）
式，（6.8.15）
式が該当します。付着破壊の影響を考慮したせん断信頼強度 Vbu（両式の最小値）が終局時のせん断力を上廻る場合
は，主筋の付着応力が主筋の付着信頼強度 buに達して

2）日本建築学会：鉄筋コンクリート構造設計規準・同解説
20183）日本建築学会：鉄筋コンクリート造建物の靱性保証型耐震
設計指針・同解説 1999
4）国交省住宅局建築指導課他監修：2020 年版建築物の構造関係技術基準解説書

5）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
6）日本建築学会：建築耐震設計における保有耐力と変形性能
1990
7）藤井栄・森田司郎：異形鉄筋の付着割裂強度に関する研究、
第 1 報、第 2 報、日本建築学会論文報告集、第 319 号 1982．
9，第 324 号 1983．2
8）前田匡樹・小谷俊介：異形鉄筋とコンクリートの付着応力伝達機構に基づいた付着割裂強度式（その 1）（その 2）、日本建築学会大会学術講演梗概集、1994．9

いない状態を意味しています。ただし，トラス・アーチ機構の成立しないカットオフ配筋にせん断信頼強度 Vbuを用いることはできません。
靭性指針による付着割裂破壊検討の留意事項

1）付着信頼強度 bu は中子筋の効果を見込んだ前田・小谷式 8）付着割裂強度式に基づき 100 N/mm2 クラスの高強度コンクリート部材にも適用することが可能とされています。

2）設計用付着応力度 f は有効付着長さ（L － d）の平均付着応力度で評価します。
また，実験結果による検証が行われていないため有効せい d に関する緩和措置は示されていません。

3）原則 σyu 鉄筋上限強度による設計用付着応力度 f ＜付
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