鋼コンクリート直交接合部における孔あき鋼板ジベルの力学性状
213-096 中森 璃子
序1.

合い型とし，PC 鋼棒を介して S 部材に漸増引張力を負荷す

本研究は，鉄骨（以下，S という）部材が鉄筋コンクリーる。ただし，No.6 試験体のみ，単調引張力を与える。

ト（以下，RC という）部材に直交する接合部に着目し，S3.

部材が引張力を受ける場合の孔あき鋼板ジベル（以下，PBL

3.1 機械的ずれ止めのせん断抵抗力-抜出し量関係という）の機械的ずれ止め効果について実験を行い、その実験結果及びその考察
図 3 は，各試験体の履歴曲線の包絡線から No.1 試験体の性能を頭付きスタッド（以下，スタッドという）と比較検討する。

表 1 実験変数
試験体 スタッド径 st d スタッド高さ st h

実験計画

2.

図 1 及び図 2 に試験体詳細及び機械的ずれ止めの配置位
置，表 1 に実験変数を示す。試験体はト形部分骨組であり，計 9 体の試験体が計画された。各試験体とも，S 部材の埋込
み 長 さ は 375 mm ， 断 面 の 公 称 寸 法 は □ -150×150×9（STKR400）である。RC 部材の断面は 350×500 mm，主筋配置位置
No. （孔径 p D）(mm) （板厚 p t）（mm）

No.10.2（（mm）

No.2

52.5

No.380

No.4

52.5

No.5

80

2-D6@45（SD295A，横補強筋比 pw = 0.4%）が配置されていNo.7る。実験変数は，機械的ずれ止めの種類をスタッド及び PBLNo.8 1)とする。機械的ずれ止めが配置されていない No.1 試験体をNo.9標準として，スタッドが配置される試験体の実験変数につ1）No.8 試験体は挿入筋あり

並列(35)(9)漸増
並列

表 2 材料の力学特性
N/mm 2 ヤング係数 降伏強度syEs材料
角形鋼管の実験変数についても，垂直及び並列配置の 2 種類が設定されている。PBL の孔径は 35 mm，円孔のピッチ及びゲー主筋

ジ長は，図 2 に示すように，スタッドと同じである。なお，
No.8 試験体のみ，円孔に D10（SD295A）の挿入筋が配置さ横補強筋れている。なお，PBL の孔径は，スタッド 1 本あたりのせ挿入筋

ん断耐力と同等のコンクリート二面せん断耐力を発揮され頭付きスタッド3)るように決定されている。また，PBL の上端部に発泡材をPL9 1)(ST KR400)
PL9 2)(ST KR400)
D16(SD295A)
D6(SD295A)
D10(SD295A)
13 (SS400 級)

去されている。表 2 に使用材料の力学的特性を示す。
実験は，載荷フレームを RC 部材の上面に設置した自己釣引張強さ

su5440472

1.99×10 5390435

1.87×10 5340490

1.73×10 5371495

1.71×10 5323475‐363466

2.19×102

配置し，鋼板の上面とコンクリートとの間の支圧応力が除単調

垂直

いては，スタッドの呼び名 st d に対する高さ st h の比を st h /st

なお，スタッド径は 13（SS400 級）である。一方，PBL漸増

0.4
No.6

置を垂直及び並列配置とする各 2 種類が設定されている。

垂直13は上端に 4-D16 及び下端に 2-D16（SD295A），横補強筋はd = 4（st h = 52.5 mm）及び 6（st h = 80 mm），スタッドの配横補強筋比 載荷方法
p w (%)

N/mm ヤング係数 圧縮強度
EcsB
33.7
No.1
2.11×10 4
コンクリート29.5
No.2~No.9
2.2×10 4
材料割裂強度Ft
2.432.481）No1~ 5 試験体，2）No.6~ 9 試験体，3）ミルシートのデータを使用：s N

頭付きスタッドPBL：(1/2) s N

55 240 55
350

2-D10@75
AB575
800

A 75 75 B

575
800

150PBL

L80(6 st d)

55 240 55350
B 断面（No.6 試験体） 図 2A 断面（No.2 試験体）

図 1 試検体詳細（No.2 及び No.6 試験体）

PB(a) 垂直配置

21037510 15537.5
37.580

500
390
15080
(6 st d)100 150 100

D1655

2-D6@455555

500
390

47.5 80 247.537555

325

D6100 150 100 D16(b) 並列配置

機械的ずれ止めの配置位置

300300

aQ (kN)

(1)式

25000
20000

2000015000
100(2)( st h/st d = 4) 15000(2)式(st h/st d = 6)10050500(mm)F3-10(a)式

aQ (kN)

510F3-1F3-215F3-1F3-6F3-8F3-8F3-2F2-1No.5
No.1 F3-1
No.3
F3-3No.4 ：最大荷重
F3-1 F3-2
No.2
F3-3F3-4
F3-2 F3-4
スタッド径高比h/ d と配置位置
AIJ式st stF3-3 AIJ式
複合構造式
複合構造式

F3-30

aQ (kN)

25000(4)式(2)式0020015000
10050(mm)0F2-10F3-6
F3-1 5F3-210
15F3-6F3-6F3-8F3-6F2-1
F3-7No.8
No.1 F3-7：最大荷重
F3-6
F3-8No.9
No.7 F3-8F3-7
レオンハルトレオンハルト(b) PBLの配置位置
F3-8西村式
レオンハルト土木式 西村式
西村式
土木式
土木式

(mm)

0F3-1
F3-6
F2-1No.1
F3-1

aQ (kN)

包絡線を差し引いて求められた機械的ずれ止めのせん断抵

300

抗力と抜出し量の関係を示したものである。縦軸は S 部材

25000

埋込み部とコンクリート間に作用する付着の影響（以下，単20000に付着作用という）が除去された機械的ずれ止めの負担せん

15000

断力 a Q，横軸は RC 部材の下端筋位置に対する S 部材の相100

対すべり量 であり，15 mm までの結果を示す。また，

501), 2)3), 4)及び PBLのせん断耐力式に

05F3-1No.2

図 4 機械的ずれ止めのせん断抵抗力-抜出し量関係式

F3-4AIJ式
複合構造式

図中に，既往のスタッド

300(3)式

25000：最大荷重

F3-2F3-8F3-3F3-4AIJ式
複合構造式
挿入筋10F3-2F3-1F3-8F3-115F3-8F3-2No.9No.4F3-3F3-6No.7 ：最大荷重
F3-3F3-4F2-1AIJ式
複合構造式

F3-3F2-1PBL

F3-6No.8No.7F3-7(mm)50よる計算結果をあわせて示す。

1015202530No.7No.100
図 5 PBL のせん断耐力の構成(a) 頭付きスタッド
RC 部材上面からスタッドまでの距離が同程度の場合，並て求められた PBL のせん断抵抗力と，No.8 試験体から No.7列配置の方が垂直配置よりもせん断耐力が大きくなる結果試験体の包絡線を差し引いて求められた挿入筋のせん断抵を示したが，スタッド径高比の相違がスタッドのせん断耐抗力を示したものである。円孔に充填されたコンクリート力に及ぼす影響は見られなかった。垂直配置の場合，(1)及は変形初期から抵抗し，おおよそ 3.0 mm で最大のせん断抵

び(2)式とも，その計算値は実験値を概ね評価できている。

抗力を発揮する。一方，挿入筋は，コンクリートのせん断

一方，st h /st d = 4 における並列配置の場合の実験値は，計算抵抗力が減少し始めると同時に抵抗し始め，最大のせん断値を大きく上回っている。

抵抗力を発揮したのは，おおよそ 30 mm の大変形時である。

(b)

図 5 によって求められた最大荷重値の PBL の孔１つあたりPBL

PBL を並列配置とした場合，垂直配置の場合と比較しての平均二面せん断力は，垂直配置の場合が 0.82sB，並列配最大荷重は大きくなっている。垂直配置の場合については，

置の場合が 1.10sB となる。ここに，sB はコンクリートの圧(4)式による計算値によって付着作用が除去された実験値を縮強度である。

概ね評価している。一方，並列配置の場合の実験値は，(3)4.

式による計算値との対応が良い。また，挿入筋がない場合は，変形の小さい段階で最大荷重に達し，その後緩やかに荷重が低下しているが，挿入筋が配置される場合，挿入筋がない場合の最大荷重点近傍で剛性は大きく低下するもの

結語
本研究の結果，以下のことが得られた。

1) スタッド及び PBL とも，垂直配置より並列配置とした方が，せん断耐力は大きくなる。
2) 既往の提案式は，垂直配置されたスタッド，及び，PBLの，その後，荷重は大変形にわたって増加する。

において，付着作用が除去された実験値を概ね評価でき(c) 頭付きスタッドと PBL の比較る。

機械的ずれ止めの配置位置にかかわらず，PBL は = 2 ~ 33) S 部材の引張力に対する PBL の孔１つあたりのコンクmm 付近，スタッドは = 10 mm 付近で最大荷重を発揮してリートの平均二面せん断力は，垂直配置の場合が 0.82sB，いる。垂直配置の場合，PBL の最大荷重と PBL の最大荷重並列配置が 1.10sB となる。

発揮時におけるスタッドの荷重に大きな相違は見られない。

参考文献

一方，並列配置の場合は，PBL の最大荷重発揮時における

1) 日本建築学会：各種合成構造設計指針・同解説，第 2 版，2010.11

スタッドの荷重は 0.75 倍程度であり，機械的ずれ止めが並

2) 土木学会：複合構造標準示方書[共通編]，pp.60-69，2009

列される場合，抜出し量が小さい範囲では，PBL の方がせん断抵抗に対して有利であるといえる。
3.2

PBL のせん断抵抗力の構成

図 5 は，No.7 試験体から No.1 試験体の包絡線を差し引い3)Leonhardt，F et al：Neues，vorteilhafies Verbundmittrl fur StahlverbundTragwerkemithoher Dauerfestigkeit，beton-und Stahlbeton，pp.325-331，1987.124)西村泰志，又吉大輔，齋藤啓一，青山直樹：孔あき鋼板ジベルによる柱 RC
梁 S とする柱梁接合部の支圧破壊性状の改善，日本建築学会構造系論文集第 665 号，pp.1727-1736，2010.9（馬場研究室）