23175

日本建築学会大会学術講演梗概集（北海道） 2013 年 8 月

アルミブレースを用いた RC 架構補強構面の正負繰返し載荷実験(その 1 実験概要)
正会員
同
アルミブレース
耐震補強
外付け工法
同
枠付き補強
圧着補強
同
1. はじめに
現在、既存鉄筋コンクリート造建物(以下、既存 RC 架構)の耐震補強が、公共建築物を中心に進められている。
本実験で対象としたアルミニウム合金製ブレース(以下、アルミブレース)は、既存 RC 架構の外側に直付けする耐震補強部材である。これまで、アルミブレース単材の力学特性に関する研究 1)2)は行われてきたものの、アルミブ

本研究では、アルミブレースを RC 架構に外付けした場合の補強効果を明らかにすることを目的とし、RC 架構補強構面の面内せん断実験を行った。
2. 供試体の概要
表 1 に RC 架構部分の供試体概要を、表 2 に RC 架構部分に使用した材料の機械的性質を示す。実験に用いた RC架構は、中低層 RC 架構を想定した 1/2 モデルの 1 層 1 ス
パンフレームである。RC 架構は、スパン L×階高 H が3000mm×1750mm で、柱幅 b×柱せい D が 400mm×300mm である。RC 架構の破壊形式は、柱の主筋量及び帯筋量を変化させ、せん断破壊先行型と曲げ破壊先行型の 2

供試体 ｽﾊﾟﾝL
呼 称 階高H
S-NS-FS-PB-N
B-F

幅bせいD

RC架構 柱主筋
帯筋配置
主筋量Pg配置
帯筋量Pwb400×D300

8-D19(SD345)

1.91[%]

D6@200(SD295A)

0.08[%]

せん断先行型[mm][mm]

8-D13(SD345)

0.85[%]

D6@75(SD295A)

0.21[%]

曲げ先行型

表 2 RC 架構に使用した材料の機械的性質
供試体
呼 称S-N,F,P
B-N,F
全て
供試体
S-N
S-F
S-P
B-N
B-F

降伏強度 引張強さ 破断伸び ヤング率
σy[N/mm2]σu[N/mm2] ε[%]E[N/mm2]
D19SD345
397.3
592.7
24.0
1.64×10 -5
D13SD345
387.3
562.0
23.7
1.78×10 -5
D6SD295A
342.3
535.3
28.0
1.92×10 -5
種 類
圧縮強度σB = 14.9 N/mm2
σB = 15.8 N/mm2柱・梁コンクリート
σB = 14.7 N/mm2σB = 15.2 N/mm2
σB = 15.3 N/mm2部 位材 質

表 3 補強部分の供試体概要
供試体
呼 称補強
形式

S-N－S-F

枠付に測定した数値である。
表 3 に補強部分の供試体概要を、表 4 に補強部分に使用した材料の機械的性質を示す。図 1 にアルミ合金の応力－ひずみ関係を、図 2 に各供試体の概要図を示す。せアルミブレース
サイズ
材 質 細長比－－－φ100×6.0t[mm]

A7003-T5

その他構成部材－

λ47.5

フォークエンド(A7003-T5)
あと施工アンカー 2-D16@150
アルミスタッド 2-φ16@150
アルミ枠 H-200×100×14/8

λ55.2

フォークエンド(A7003-T5)
PC鋼棒 4-φ23(B種)
アルミ耐圧板 t25

S-P

圧着

B-N－－－－－

B-F

枠付

φ100×6.0t
[mm]

A5083
-O

λ47.5

フォークエンド(A7003-T5)
あと施工アンカー 2-D16@150
アルミスタッド 2-φ16@150
アルミ枠 H-200×100×14/8

ん断破壊先行型の RC 架構は、ブレースの材質に降伏比が高い A7003-T5 を使用し、強度型の補強とした。曲げ破壊

破壊形式

L3000×H1750

種類とした。RC 架構の柱及び梁に打設したコンクリートは、圧縮強度が 14.7N/mm2～15.8N/mm2 で、実験の載荷日

南 伊三男＊4
中野 克彦＊5
藤本 効＊6

同同同

表 1 RC 架構部分の供試体概要

レースを用いて補強された RC 架構の補強効果は確認されていない。

古川 宏典＊1
大久保 昌治＊2
小澤 潤治＊3
渡邉 高朗＊3○

先行型の RC 架構には、ブレースの材質に降伏比が低い
A5083-O を使用し、靭性型の補強とした。アルミブレー

表 4 補強部分に使用した材料の機械的性質

スの管径と肉厚はφ100×6.0t、フォークエンドの材質は0.2%耐力 引張強さ 破断伸び ヤング率
E[N/mm2]
σy[N/mm2]σu[N/mm2] ε[%]ブレース A7003-T5297.4
342.7
17.8
7.36×10 -4
ブレース A5083-O
130.8310.728.2
7.07×10 -4
種 類
圧縮強度
間接接合部
σB = 34.7 N/mm2
無収縮モルタルσB = 61.1 N/mm2400

間接接合部には、無収縮モルタルを充填した。圧着タイ

供試体部 位材 質プは、アルミ耐圧板を PC 鋼棒で RC 架構に圧着接合した。 名 称
補強形式
S － P N：補強無し
供試体は合計 5 体で、このうちブレースに A7003-T5 を用いた供試体が 2 体、ブレースに A5083-O を用いた供試体が 1 体である。
Cyclic Loading Test of Reinforced Concrete Frame
with Aluminum Brace (Part1.Outline of Tests)

応力σ[N/mm2]

供試体呼 称A7003-T5 で、各供試体で変わらない。補強形式は、枠付S-F,Pきタイプと圧着タイプの 2 種類である。枠付きタイプは、 B-F
供試体
あと施工アンカーとアルミスタッドで構成される間接接S-F合部を介し、ブレース架構を RC 架構の面外に接合した。
B-F

2007003-T55083-O

ひずみε[%]

F：枠付き P：圧着
00102030
RC架構破壊形式
S：せん断先行 B：曲げ先行 図 1 アルミ合金の応力－ひずみ関係

FURUKAWA Hironori,OKUBO Shoji,OZAWA Junji,WATANABE Takaaki
MINAMI Isao,NAKANO Katsuhiko,FUJIMOTO Isao

― 363 ―

3. 実験方法
図 3 に載荷装置図を示す。供試体は、RC 架構部分の下梁を反力床と固定した。実験は、鉛直力を一定載荷の下、正負繰返し水平力を与えた。一定鉛直力は、載荷前に実施したコンクリートの圧縮強度試験結果を使用し、長期軸力相当(0.2・b・D・σB)を RC 柱上部に載荷した。
正負繰返し水平力は、RC 上梁に設置したアンボンド PC鋼棒を水平ジャッキと接続し、正負載荷とも RC 梁に圧縮力として与えるようにしている。本実験では、アルミブレースによる補強部分が RC 架構の面外に設置される。
ブレース架構と RC 架構の偏心による面外変形を拘束するため、RC 柱上部にパンタグラフを設置した。
変位は、RC 上下梁間の相対変位、RC 柱の軸変位、アルミブレースの軸変位、アルミ枠及びアルミ耐圧板とRC 架構の相対変位を変位計で測定した。荷重はロードセルにより検出した。RC 架構の鉄筋、アルミブレース、アルミ枠、アルミガセットプレートのひずみは、ひずみゲージにより測定した。実験中は、コンクリートのひび割れを目視により観察した。
図 4 に載荷プログラムを示す。水平力の載荷に用いた層間変形角 R は、RC 上下梁間の相対変位をブレース架構の階高 H(H=1750mm)で除した値である。
4. まとめアルミブレースを RC 架構に外付けした補強構面の正負繰返し載荷実験を実施した。その 1 では、実験概要について報告した。その 2 で、実験結果を報告する。
【参考文献】
1)

2)

大久保昌治, 檜山裕二郎, 石川浩一郎：アルミ合金製ブレースの耐荷力及び接合方法に関する実験的研究, 構造工学論文集,
Vol.57B, pp.475-482, 2011.3
竹内徹, 堀内健太郎, 松井良太, 渡辺和志：繰返し荷重を受けるアルミブレースの座屈性状, 日本建築学会構造系論文集, Vol.77
No.682, pp.1969-1976, 2012.12
負(－)

正(＋)

図 2 各供試体の概要図
2.4

120.8

1.60.61.2

層間変形角R(×10-2rad)

層間変形角R(×10-2rad)

1.20.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8㈱住軽日軽エンジニアリング㈱住軽日軽エンジニアリング 博士(工学)
東急建設㈱
㈱建研
千葉工業大学 工学部 建築都市環境学科 教授 博士(工学)
一般財団法人ベターリビング 博士(工学)

0-0.4-0.8-1.2-2

供試体「S-F」「S-P」 載荷プログラム

図 3 載荷装置図*1*2*3*4*5*60.4-1.6-1-1.2

0.8-2.4

供試体「B-F」 載荷プログラム

図 4 載荷プログラム*1*2*3*4*5*6

Sumikei-Nikkei Engineering Co. Ltd
Sumikei-Nikkei Engineering Co. Ltd, Dr.Eng.
Tokyu Construction Co. Ltd
KEN KEN Co. Ltd
Prof.,Dept.of Architecture and Civil Eng.,Chiba Institute of Technology,Dr.Eng.
Center for Better Living, Dr.Eng.

― 364 ―