鋼構造根巻き柱脚の大変形挙動と支圧破壊性状に関する実験的研究（その 2要素実験）
212-085

１．はじめに田村佳一

3.実験結果と考察

根巻き柱脚の既往の研究より，根巻き柱脚の破壊挙動

3.1 柱脚実験との対応

は，曲げ破壊が生じた後，根巻き部上部の曲げ圧縮側に荷重−変形関係を図 4，要素試験体・柱脚実験試験体のおける支圧破壊が曲げ引張側主筋の定着破壊を誘引して実験終了後の破壊性状を写真 1 に示す．ただし，実験中最大耐力が決定することがわかっている．本論その 2 のに不具合が生じ，載荷を中断した CR2510C-T について目的は，根巻き柱脚の支圧破壊する部分を抽出した要素は割愛する．図 4 を確認すると，CR2510C-M は鉄筋が試験体の載荷実験を行い，その結果に基づき，柱脚実験伸びたことで試験体の耐力が決まったため歪硬化域に入での支圧破壊の崩壊メカニズムを把握することである．

った時点で載荷を終了した．それ以外の 3 体はコンクリ

２．実験計画ート破壊で耐力が決まり，耐力低下後の挙動を確認して試験体は図 1 に示すような根巻き柱脚の上部を上下対いる． 破壊性状を柱脚実験試験体と比較すると，コンク称となるよう再現した要素試験体であり，試験体諸元一

リート破壊が生じた 3 体の試験体では柱脚実験と違い破覧を表 1，要素試験体の形状および寸法を図 3 に示す．

壊性状が非対称だが，片側は柱脚実験と同様になってい

材料試験結果はその１に示す．試験体は 5 体である． 試る．すなわち，その 1 の図 5（a）のように鋼管から 45°

験体 CR2510-T，CR3210-T は標準試験体となる既往実方向にひび割れが入り，台形状のコンクリートが押し出験 2)の頂部と同じ設計であり，CR2510C-T はその 1 でされるように変形し，その後，その 1 の図 5（c）のよう

CR2510C-0-C+ の 頂 部 と 同 じ 設 計 で あ る ．に台形状の鋭角部分が破壊され，帯筋に曲げ変形が生じ載荷した

CR2510-M，CR3210-M，は既往実験

2) ，CR2510C-Mている．また，破壊性状が非対称になった理由は，球座は CR2510C-0-C+の根巻き部分の等間隔に配置した帯筋を用い載荷することで角形鋼管に回転が生じたためだと部を抜き取った想定で設計している．

考えられる．これは柱脚実験のねじれに相当する．柱脚載荷装置を図 2 に示す．載荷前に，試験体には加力治実験では，ねじれを拘束していたので，この違いが要素具である角形鋼管がグラウトモルタルにより一体化され試験体には表れている．ただし，回転は最大耐力以降にている．試験体から突出している帯筋（ねじ節鉄筋）を大きくなるので，最大耐力までは，柱脚実験の再現がでカップラーにより載荷治具に締め付けた状態で 2000kNきたと考えられる．

万能試験機のベッド上に設置し，加力治具の角形鋼管上表 1 試験体諸元一覧

面からクロスヘッドにより圧縮力を単調に載荷する．
試験体名

抜き出す

上下対称頂部帯筋（ｍｍ）

使用

鉄筋

CR2510C-T
CR2510-T
D13CR3210-T（SD295）
CR2510-M
CR2510C-M

303030※帯筋間試験体高（ｍｍ）
14080
8080
140（ｍｍ）
250225
225
225
250

隔さ

帯筋比（％）
1.02
1.51
1.88
1.06
0.52

根巻き部

想定断面（ｍｍ）
600×600
550×550550×550550×550600×600※上下一方の帯筋重心位置から他方の内側帯筋までの間隔を指す





図 1 要素試験概要

2

加力治具
（角形鋼管）


CR2510-T


CR3210-T


CR2510-M


CR2510C-0-C+



試験体
CR2510C-T


CR2510C-M

図 3 要素試験体の形状および寸法
図 2 要素試験実験装置

3.2 柱脚実験の支圧破壊に対する有効高さ

このことを踏まえ表 2，耐力の計算値および実験値を比較する．表 2 を確認すると CR2510-T，CR3210-T の 2最大耐力と破壊性状が柱脚実験の再現ができたことを踏まえ，柱脚実験時に作用した最大支圧力と要素試験体

つの試験体では 1.00 を下回る結果に CR2510-Mの最大耐力実験値 Pmax を比較したものを図 5 に示す．図CR2510C-M では 1.00 を少しだけ上回る結果になった．

5 から支圧抵抗に寄与したと予測される有効高さを算出

これは支圧耐力を過大評価してしまったことを意味する．

すると，CR25 10 が 169mm ，CR3210 が 168mm とな要素実験ではその 1 の図 6（c）のような支圧破壊モードった．さらにこの算出した値を使い柱せい D（250mm）を想定しておらず，Pmax/cPu で 1.00 を下回る結果となっに対する比を求めると，それぞれ 0.68 程度になっているた．この場合の支圧耐力を適切に把握するためには，評ことがわかった．

価式が必要になるが，それは今後の課題にしたい．

3.3 支圧耐力の評価

4．まとめ

根巻き柱脚では，支圧力に対してコンクリートと鉄筋支圧部要素実験の実験結果について，本報より得られたが同時に強度を発揮するとは限らないため，帯筋の引張知見を以下に列挙する．

降伏耐力とパンチングシア耐力のいずれか大きい値の方・最大耐力以降の劣化域に関しては柱脚実験の再現はで，支圧耐力を決定する方法を採用することが多い．文できなかったが，最大耐力や破壊性状については柱献 1)では，根巻き部の支圧耐力式が提案されており，本脚実験の再現をすることができた．

論の要素実験に適用した場合，次式で表される．

・

cPu = max{ Py, Pc }(1)

Py = aw・σwy(2)

Pｃ = Ac・0.31 𝜎ｃ

その 1 の図 6（c）のような支圧破壊モードを想定しておらず，支圧耐力を過大評価していたため，想定していた実験値は計算値を下回った結果となった．

参考文献

(3)

1) 高田啓一，加藤勉，大竹章夫：「鋼構造根巻き形式柱脚におけるaw:帯筋の断面積和，σwy :帯筋の降伏強度，σｃ:コン

RC 部のせん断耐力，日本建築学会構造工学論文集，pp211-219

クリートの圧縮強度，Aｃ:パンチングシア破壊面の鉛

2) 向出静司，佐武莉沙，多田元英：鋼構造根巻き柱脚の大変形域載荷実験 その 1 標準試験体，日本建築学会大会学術講演梗概集，

直投影面積

C-1 分冊，pp.623-624，2015.9

表 2 耐力の計算値および実験値
計算値
試験体名

PyPcc

実験値

実験値/計算値

Pu

P max

P max

(kN)

(kN)

(kN)

c279

1082792490.89

CR3210-T

419

1304193770.90

CR2510-M

14077140

150

1.08

CR2510C-M

140157140

171

1.09P(kN)▽帯筋降伏耐力

▽Pmax





縦ひび割れ●：45 ひび割れ-202468δ(mm)10(a)CR2510-T

12



14

16 -2P(kN)

450
400
350
300
250200150
100500▽帯筋降伏耐力

46810(b)CR3210-T

写真 1 要素試験体・柱脚実験試験体写真

δ(mm)
12

14

▽帯筋降伏耐力
δ(mm)246810(c)CR2510-M

121416-2

250

16200P(kN)▽Pmax(b)柱脚実験試験体
CR2510S-0-C+N
300
45°
2追加試験体，日本建築学会大会学術(a)要素試験体CR2510-T

0

その 2講演梗概集，C-1 分冊，pp.1151-1152，2016.8

▽Pmax



450400350
300
250200150
100500  5° 0P(kN)

450
400
350
300
250200150
100
500の大変形域載荷実験

Pu（kN）

CR2510-T

450
400
350
300
250200150
100500-23) 向出静司， 中川顕輔，佐武莉沙，多田元英：鋼構造根巻き柱脚



150



100
▽Pmax

▽帯筋降伏耐力
δ(mm)2P(kN)

図 4 荷重-変形関係

4681012(d)CR2510C-M14

50



0

16     0CR2510

CR3210

図 5 要素試験体帯筋耐力比較図
（向出研究室） 