地震火災に対する鉄筋コンクリート柱の保有耐火性能及び残存構造性能（その 2）残存曲げせん断性状
214-049 小西貴之

序1.

本報は，前報（その 1）に引き続き，加力後に加熱を受ける RC 柱を想定し，その残存曲げせん断性状について実3.2

加力及び加熱後の力学性状

図 3 に加熱冷却後におけるテストピースの圧縮強度の推験的に検討する。

移を示す。縦軸は加熱冷却後の圧縮強度BF，横軸は放冷期実験計画

間 tco である。tco = 7 日後までは，各加熱時間におけるテス2.

実験変数は加熱時間であり，計 4 体の試験体が計画されトピースの圧縮強度は放冷期間に伴って低下するが，tco = 7た。2-1-0' 試験体は，加熱を実施しない標準試験体である。

日以降はほぼ平衡状態の様相を呈する。加熱を実施しない加熱を実施する試験体は，標準加熱曲線（ISO834）に基づテストピースの圧縮強度に対して，平衡状態における加熱いた 30 分（2-1-05' 試験体）
，1 時間（2-1-1' 試験体）及び試験による圧縮強度は 30 分加熱試験の場合では約 30%，12 時間（2-1-2' 試験体）加熱を実施する。想定する被災時時間及び 2 時間加熱試験の場合では約 1～4%程度まで大きの最大部材変位角（以下，被災想定部材変位角という）Radく低下する。

は，前報（その 1）で設定された Rad =±1/200 rad.を採用すcNる。また，試験体に負荷する軸力 c N についても，前報（そcNの 1）と同様に，軸力比 n = 0.2 とする。
図 2 に実験方法を示す。加熱を実施する実験方法の概要-ΔRad′-ΔRad

は，以下の通りである。

加熱

加熱(1) 所定の一定軸力 c N を負荷した後，正負漸増繰返し載荷を行う（図 1 (A) 参照，除荷後の残留部材変位角-ΔR）。
(2) 標準加熱曲線に応じた 30 分，60 分，120 分耐火試験を行う（図 1 (B) 参照）。

1/200

RadRad (rad.)1/25

部材中央位置の主筋の表面温度が平衡状態になるま(3) (cycle)

で放冷する。
(4) 所定の一定軸力 c N を負荷した後，部材変位角 Rad の最大振幅 Rad = ±1/25 rad.とする正負漸増繰返し載荷を行う。
（図 1 (C) 参照）。
試験体の詳細及び水平加力実験の方法は，前報（その 1）-1/200-1/25⇒(A)

R (rad.) -Rad⇒-Rad
N (kN)cN℃)
0と同じである。表 1 に使用材料の力学的特性を示す。
3.

実験結果及びその考察

3.1

加熱前加力の曲げせん断性状

図 2 は，2-1-1′試験体を代表して，加熱前の±Rad = 1/200-0.003

主筋帯筋D6(SD295A)
N/mm2

材料
コンクリート51.87×105

降伏強度y3531.82×10352

ヤング係数
Ec

圧縮強度

41.86×10+c Q-cQ

00.0030.006-200

表 1 使用材料の力学的特性

D13(SD295A)

cN

cQ (kN)-10012

材料

00-0.006

が，その破壊状況は軽微である。

ヤング係数
EscN

R (rad.)±Rad = 1/200 rad.時は，柱頭・柱脚に曲げひび割れが生じた

20



100

rad. までの正負漸増繰返し載荷実験の結果を示したもの

N/mm(C)-Rad⇒-Rad'

図 1 実験方法
200である。縦軸は柱せん断力 cQ，横軸は部材変位角 R である。

⇒(B)
-Rad B025.5

12129
9 引張強度
69 u6 504633 531
300 割裂強度0 Ft
2.23(a) ひび割れ状況(a) 履歴曲線図 2 加熱前加力における実験結果（2-1-1' 試験体）
30分加熱

1260分加熱30分加熱
30 分加熱30分加熱
1 時間加熱120分加熱60分加熱

BF (N/mm )2D

2 時間加熱60分加熱
120分加熱120分加熱92D

630

D = 100mm
14710tco日

図 3 テストピースの圧縮強度の推移

800

履歴曲線

最終破壊状況

t (h)
T (℃)

200

加熱

放冷

R (rad.)③ ②①00-0.06

-0.03
0-100

400

熱電対②45c

Q (kN)R (rad.)

t (h)

600.5

030.06100

熱電対③20.03

2-1-0′試験体

-200
200

熱電対①2001Q (kN)

100③②6000c-0.06

7-0.030-100

図 4 試験体内部温度分布（2-1-2'試験体）

0.03

2-1-05′試験体-200200

図 4 に 2 時間加熱を受ける 2-1-2′試験体における試験体

0.06c

Q (kN)

100

内部の温度分布を示す。縦軸は，図中に示す熱電対より得R (rad.)られた試験体内部の温度 T，横軸は時間 t である。0＜t≦2 h01-0.06の加熱中において，試験体表面近傍の温度は上昇している-0.03
0-100のに対して，試験体中央部の温度は，100℃前後でほぼ平衡-200状態を保持している。しかしながら，加熱終了後の t＞2 h200の放冷中において，試験体表面近傍の温度は放冷に伴って0.03

0.06

2-1-1′試験体
c

Q (kN)100低下しているのに対して，試験体中央部の温度は上昇し，R (rad.)02

放冷時間中に最大温度に達する性状を示した。

-0.06

図 5 は，加熱後加力における各試験体の最終破壊状況及

-0.030-100び履歴曲線を示す。縦軸は柱せん断力 cQ，横軸は部材変位0.032-1-2′試験体-200

角 R である。加熱を実施しない 2-1-0'試験体は，曲げ及び0.06

図 5 加熱後加力における最終破壊状況及び履歴曲線

せん断ひび割れが卓越した破壊性状を示すが，加熱を実施した試験体はせん断面に生じた縦ひび割れが顕著であり，200c

そのひび割れ状況は大きく異なっている。また，加熱時間

cQcal1（温度）が大きい程，著しい破壊性状を示す。一方，履歴cQcal2曲線は，加熱の有無にかかわらず，すべり性状が卓越する

Q (kN)

2-1-0′試験体
2-1-05′試験体
2-1-1′試験体

1002-1-2′試験体

履歴性状を示している。
図 6 に図 5 に基づく各試験体の履歴曲線における正荷重

R (rad.)00時の包絡線を示す。縦軸及び横軸は，図 5 と同じである。
加熱を実施しない標準試験体である 2-1-0′試験体は，R =0.030.06

図 6 加熱後加力における履歴曲線の包絡線

1/100 rad. で最大荷重を発揮し，その後，緩やかに荷重が低下する性状を示す。一方，加熱を実施した試験体は，加熱4.

時間に伴って，初期剛性及び最大荷重が低下しているが，2時間加熱を受けた試験体は，1 時間加熱の試験体の履歴性

結語
本研究の結果，以下の知見が得られた。

1)

加熱を受けないテストピースの圧縮強度に対して，標状の傾向に大きな差は認められない。図中の一点鎖線は，準加熱曲線（ISO834）に基づいたテストピースの圧縮強RC 柱の曲げ終局耐力の算定値を示す。cQcal1 は，無加熱試度は，30 分加熱の場合では約 30%，1 時間及び 2 時間加験体の算定値を示す。ただし，加熱を実施した試験体の計熱の場合では 1～4%まで大きく低下する。

算値 cQcal2 は，かぶりコンクリートの寄与を無視し，コア部2)

試験体表面近傍の温度は加熱に伴って上昇し，放冷にの曲げ耐力を算出した値である。算定値 cQcal2 は，30 分及伴って低下するが，試験体中央部の加熱中の温度は平衡

び 1 時間加熱を受けた試験体の最大荷重をおおよそ表現しし，放冷中に上昇して最大温度に達する性状を示す。ているが，2 時間加熱を受けた試験体の最大荷重は過大評

3)

加熱時間に伴って，初期剛性及び最大荷重は低下する

価していることから，加熱後の残存曲げ耐力を評価するたが，1 時間加熱を受けた試験体に対して，2 時間加熱を受めには，加熱後のかぶりコンクリート，コア部コンクリー

けた試験体の履歴性状の傾向は類似する。

ト及び鉄筋の構成則を正しく評価する必要がある。

（馬場研究室）