鋼コンクリート直交接合部における頭付きスタッドの力学性状（その 1）
213-073 高山 佳樹
1.

序ランジとウェブに囲まれる内部コンクリートを除去し，フラ鉄骨（以下，S という）部材が鉄筋コンクリート（以下，ンジ面のみに付着が作用する試験体（No.6 試験体）を設定すRC という）部材に埋め込まれる直交接合部において，S 部る。S 部材埋込み部近傍の横補強筋比 pw は，pw = 0 及び 0.2%

材に引張軸力が作用する場合，S 部材埋込み部に頭付きスタ（2-D6@90）の 2 種類である。表 2 に使用材料の力学的特性ッド等の機械的ずれ止めが配置されるが，その設計の際，を示す。

鋼とコンクリート間の付着作用は無視し，機械的ずれ止め

図 2 に実験装置を示す。実験は載荷フレームを RC 部材上のせん断耐力のみを考慮する場合が多い。しかしながら，面に設置した自己釣合い型とし，S 部材端部に取り付けた PC1)

既往の研究 では，形鋼とコンクリート間の付着強度は小さ

鋼棒を介して，S 部材に引張力を単調に負荷する。

いものの，付着応力の作用する面積が大きいため，総じてなお，本載荷装置では，RC 部材に曲げモーメント及びせ付着力は大きくなり，付着作用を無視することはできないことが示唆されている。このような観点から，本研究は，

表 1 実験変数

直交接合部の S 部材に用いられる形鋼とコンクリート間の試験体
No.

付着性状を実験的に検討する。
2.

実験計画

形鋼

No.1

□ -150×150×9No.2□ -200×200×12

図 1 に代表的な試験体の詳細，表 1 に実験変数を示す。

No.3

試験体はト形部分骨組であり，計 8 体の試験体が計画された。

No.5

角形鋼管

0コンクリートあり＊No.4 のみ

H-150×150

テフロン

0.2×7×10

H 形鋼

No.7

面寸法は 350×500 mm であり，主筋は上端に 4-D16 及び下備考□ -150×150×9No.4No.6

各試験体とも，S 部材の埋込み長さは 375 mm，RC 部材の断横補強筋比
p w (%)

断面寸法

コンクリートなし

H-150×100No.8＊No.6 のみ

H-150×75×5×7

端に 2-D16（SD295A）が配筋されている。実験変数は，S部材の断面形状及び寸法，S 部材埋込み部周辺の横補強筋比

表 2 使用材料の力学的特性

及び，鋼とコンクリートの付着面積である。形鋼は，角形鋼

N/mm

管及び H 形鋼を対象とする。角形鋼管の公称寸法は，□-150

材料×150×9 及び□-200×200×12 の 2 種類，H 形鋼の公称寸法

主筋D16(SD295A)

は H-150×150×7×10（広幅），H-150×100×6×8（中幅）横補強筋及び H-150×75×5×7（細幅）と断面の幅を変化させた 3 種

2D6(SD295A)
N/mm類である。鋼とコンクリートの付着面積については，角形鋼

2材料

管の 1 体において，S 部材埋込み領域にコンクリートを充填コンクリートする試験体（No.4 試験体）及び，H 形鋼の 1 体において，フヤング係数
Es

降伏強度sy

引張強さ
Ft

1.87×105340490

1.73×105371495

圧縮強度sB

割裂強度
Ft

25.82.59

ヤング係数
Ec1.97×104SN

325

100

150100@75

2-D6@90
6-D16
A

500
3905555500
390

37555

55

D16（SD295A）

SN / 2□-150×150×9

2-D10D6（SD295A）

55

240
350

55

575150AA—A 断面

図 1 試験体詳細（No.3 試験体））

150
1,600575150

20.6 （N/mm ）20.6 （N/mm ）δ1-5No.1（□）
No.3（□）
No.2（□）
No.4（□）
鋼板の付着強度 2）0.40.4

δ1-8

δ1-5鋼板のδ1-8
付着応力度

δ1-60０δ1-60.2

載荷フレームオイルジャッキ

δ1-7

δ1-50.2

(mm)
50PC 鋼棒

010

鋼板の付着応力度

(mm)
05(a) 角形鋼管
0.6 （N/mm ）0.6 （N/mm ）2No.5（H）
No.6（H）

δ1-50.4

S 部材

δ1-5

δ1-5

鋼板の付着応力度

δ1-6

δ1-3０

δ1-60.2
0No.3（□）
No.5（H）
δ1-10.4

δ1-6鋼板の付着応力度

RC 部材

10H 形鋼(b)20.2

(mm)
05(c)010(mm)0H 形鋼の付着応力の構成

図 2 セットアップ

105(d)

S 部材の断面形状

図 3 平均付着応力度-抜出し量関係

ん断力が生じるが，全試験体とも，実験中に曲げひび割れ

表 3 角形鋼管の最大平均付着応力度等は観察されなかった。
実験結果およびその考察

3.

δ1-5No.5（H）
No.7（H）
δ1-7No.8（H）
δ1-6ロードセル

図 3 に平均付着応力度と抜出し量の関係を示す。縦軸は S

試験体
No.

最大付着応力 max (N/mm 2 )埋込み部表面積A s (cm 2 )

最大荷重s N (kN)

No.1

0.250

2250

56.2

No.20.227

3000

68.0

部材に負荷された荷重を S 部材埋込み部の表面積で除してNo.30.229

2250

51.6

求められた平均付着応力度，横軸は RC 部材の下端筋位置

No.40.184

432079.6に対する S 部材の抜出し量である。図 3 (a) に示す鋼板（平鋼）とコンクリート間の最大付着強度は，既往の研究 2)によ表 4 H 形鋼の最大平均付着応力度って提案されている(1)式による。

 max  0.597sc + 5.302(kgf/cm )(1)

ここに，sc は S 部表面に作用する圧縮応力度である（本実験では，sc = 0）。各実験値とも，(1)式による計算値を大きく下回っていることから，形鋼の最大平均付着強度は，平試験体No.

最大付着応力 max (N/mm 2 )埋込み部表面積A s (cm 2 )最大荷重s N (kN)

No.5

0.227

3322.592.0

No.60.309

1125

34.8

No.70.406

2580

104.7

No.80.446

2212.598.7鋼の場合に比べて小さくなると考えられる。表 3 及び表 4に本実験から得られた最大平均付着強度及び最大荷重を示

No.5 試験体に比べて大きい値を示している。しかしながら，す。

フランジの表面積は全表面積のおおよそ 1/3 であり，負担す(a) 角形鋼管

る付着力の割合は，フランジとウェブに囲まれた内部領域

No.1～3 試験体の実験結果に着目すると，S 部材埋込み部近傍の横補強筋比及び S 部材の断面寸法にかかわらず，ほの方がかなり大きくなる。
(d)

S 部材の断面形状

ぼ同様の-関係を示していることから，これらの因子が角形鋼管に比べて，H 形鋼の方が最大平均付着強度は若角形鋼管とコンクリート間の付着性状に及ぼす影響は小さ干大きくなるが，抜出し量がある程度大きくなると，両者いと考えられる。一方，角形鋼管の埋込み領域にコンクリに有意な差は見られない。

ートが充填された No.4 試験体についても，他の試験とほぼ4.

結語同様の-関係を示している。これは，鋼管に充填された

本研究では，角形鋼管及び H 形鋼とコンクリート間の付コンクリートが鋼管埋込み終点位置で引張破壊し，コンク着性状を明らかにした。次報（その 2）では，S 部材埋込みリートと鋼管内部との間にずれが生じなかったためである。

領域に頭付きスタッドを設け，その力学性状を実験的に検(b)

H 形鋼

広幅の No.5 試験体に比べて，中幅及び細幅の No.7 及びNo.8 試験体の最大付着強度は，増大する傾向が見られる。
(c)

H 形鋼の付着応力の構成フランジ表面のみに付着応力が生じる No.6 試験体の平均付着応力度は，H 形鋼の埋込み部全面に付着応力が生じる討する。
参考文献
1) 蔭山祐貴，馬場望：頭付きスタッドを用いた鋼コンクリート構造接合部の力学性状に関する実験的研究（その 1），日本建築学会近畿支部
研究報告書 pp.77-80，2016.6
2) 春風隆志，馬場望，西村泰志：S 部材と RC 部材が直列的に結合される接合部の応力伝達機構（その 6），日本建築学会大会学術講演梗概
集（関東）pp.1077-1078，2001. 9（馬場研究室）