ＢＲＩ－Ｈ２６講演会テキスト

RC 造非耐力壁の地震後の損傷に関する実大試験体実験
谷 昌典

国際地震工学センター 主任研究員

向井 智久

構造研究グループ 主任研究員

Ⅰ はじめにコンクリート剥離面積を対象に損傷量計測を実施した。計測

東北地方太平洋沖地震では，設計基準の新旧に関係なく RC

方法の詳細については既発表の学術論文等を参照されたい。

造非耐力壁に大きな損傷を受けた建築物が多く確認された。
その中には，構造体の損傷に比べて，非耐力壁の損傷が顕著

Ⅲ 実験結果であったために，修復の予算などを理由に取り壊された事例（１）履歴性状及び破壊性状も存在した。この背景には，非耐力壁の損傷に関する情報が各試験体のせん断力－部材角関係を図 2 に，負側最大耐力現状では極めて少ないことが挙げられる。そこで，本研究で時サイクル除荷時における残留ひび割れ図を図 3 にそれぞれは，非耐力壁のうち方立壁に着目し，残留ひび割れの幅や長示す。図 2 中に，●，▲，◆点でそれぞれ開口補強筋，壁縦さなどの地震後の損傷に関する基礎的な情報を収集すること
表 1 試験体概要を目的として，実大試験体に対して載荷実験を行った。

Ⅱ 実験概要
本実験の試験体は，実建築物の方立壁を模擬した実大試験体 4 体で，実験変数は軸力有無，壁横筋配筋，せん断スパンとした。表 1 に試験体概要を，図 1 に試験体図をそれぞれ示

NSW1

試験体名
壁厚(mm)
壁長さ(mm)
壁高さ(mm)
せん断スパン(mm)
開口補強筋
壁縦筋

σy=347N/mm2, pwh=0.24%)

σB (N/mm )NSW1, 2458

NSW3, 4350

比 0.15 相当）をそれぞれ作用させた。NSW3 及び NSW4 は新

σy=347N/mm2, pwh=0.48%)

24.20

軸力(kN)

よる拘束を考慮した軸圧縮力 458kN（全断面積に対する軸力NSW41050
2100
2-D13 (SD345, σy=360N/mm2)
D10@250 (SD295A, σy=347N/mm2)
D10@125 (SD295A,
D10@250 (SD295A,2体で，NSW1 には軸力 0kN，NSW2 には地震時の周辺架構にNSW312010502100

壁横筋す。NSW1 及び NSW2 は既存建築物の方立壁を想定した試験

NSW2

20

築建築物の方立壁を想定し，構造性能向上及び損傷低減を目342.5

的として壁横筋の配筋を改善（鉄筋量 2 倍，180 度フック定着）したもので，NSW4 ではせん断スパン比を 2 倍とした。

：ひずみゲージ貼付位置
500

載荷は各試験体所定の軸力を一定に保持するとともに，壁縦横筋：
D10@250ｼﾝｸﾞﾙ

250120250275554055

壁縦筋：D10@250ｼﾝｸﾞﾙ
壁横筋：D10@125ｼﾝｸﾞﾙ
30250500
342.5

R=±1/800rad で 1 回，R=±1/400rad，±1/200rad，±1/133rad，
350

20±1/100rad，±1/67rad，±1/50rad で 2 回ずつ（耐力低下が確認スタブから 10.5mm の領域は除外）で，ひび割れ幅及び長さ，－ 109 －

2501050により制御した。水平加力は正負交番繰返し漸増載荷とし，本実験では，試験体の正面と両側面の 3 面（壁脚と壁頭のNSW3, 460 60

275

下スタブの相対水平変位を壁高さ 2100mm で除した部材角 Rされたサイクルでは 5 回）繰り返した。

NSW1, 2開口補強筋：
2-D13375

反曲点を壁頭位置に制御しながら水平力を与えた。載荷は上2800
2100

NSW1～NSW3 では上下スタブの平行を保持し，NSW4 では

17510501400175

図 1 試験体図 (unit:mm)

250554055

筋及び壁横筋の降伏点を，■点で最大耐力点をそれぞれ示す。

● 開口補強筋降伏点◆ 壁横筋降伏点

また，図 2 中の破線及び一点鎖線はそれぞれ曲げ耐力計算値
300

他の 3 体は曲げ破壊する設計である。いずれの試験体もR=1/400rad 又は 1/200rad サイクルで開口補強筋及び壁縦筋が降伏しており，曲げ降伏が先行したとみられる。

Shear force (kN)

Qmu 及びせん断耐力計算値 Qsu であり，NSW2 はせん断破壊，

NSW1 では大変形時まで大きな耐力低下は見られず，最終▲ 壁縦筋降伏点■ 最大耐力点
Qmu=332.8kN
Qsu=317.9kN

Qsu=279.8kN

200
100

Qmu=126.7kN

0-100

Qmu=-126.7kN-200-300

Qsu=-279.8kN

Qsu=-317.9kN
Qmu=-332.8kNNSW2NSW1

的には壁頭側の曲げせん断ひび割れ及び曲げひび割れの広がサイクルで試験区間を対角に結ぶせん断ひび割れが発生し，載荷が進むにつれて，このひび割れがずれを伴う開閉を繰り返してひび割れ界面のコンクリートが徐々に破壊する様子がShear force (kN)

越した。一方で，軸圧縮力を与えた NSW2 では R=1/200radQsu=351.3kN
Qmu=332.8kN

300

り及びずれが顕著となったものの，全体的には曲げ挙動が卓200

Qsu=297.0kN
Qmu=166.4kN

1000-100

Qmu=-166.4kN-200-300

Qmu=-332.8kN
Qsu=-351.3kN-2確認された。曲げ降伏後のせん断破壊ではあるが，NSW1 と-1異なり，せん断が卓越する実被害に近い破壊性状を示した。

Qsu=-297.0kN

NSW301R (x10-2rad)

2-23-1NSW401R (x10-2rad)2

図 2 せん断力－部材角関係

壁横筋配筋を改善した NSW3 では，NSW2 と同様の対角せん断ひび割れが発生したものの，その後，対角ひび割れは NSW2ほど進展せず，壁頭部の曲げせん断ひび割れのずれにより急激に耐力低下した。NSW2 と比較して，壁横筋量の増大とフック定着によって最大耐力と変形性能の若干の向上が確認できた。NSW4 では，片持ち形式で入力せん断力が NSW3 に比べて半減したため壁脚部における曲げ圧縮破壊となり，高いNSW1 (R=-1/200rad)

NSW2 (R=-1/133rad)

NSW3 (R=-1/100rad)

NSW4 (R=-1/100rad)

変形性能を示した。
（２）損傷量計測結果
損傷量計測結果の一例として，計測対象の 3 面全体における単位面積あたりの残留ひび割れ長さと経験最大部材角の関係を図 4 に示す。図中，残留ひび割れ幅 Wr で分類（0.2mm
未満，0.2～1.0mm 未満，1.0～2.0mm 未満，2.0～5.0mm 未満，

図 3 残留ひび割れ図（除荷時）5.0mm 以上）して示す。図より，ひび割れの総延長は全試験体で変形の増大に伴って単調に増加したが，内訳は試験体間Wr<0.2mm のひび割れが減少し，Wr≧0.2mm のひび割れが増加した。なお，壁横筋量を増大してフック定着とした 2 体について，総延長は NSW4 で NSW1 及び NSW2 の 1/3 程度まで低減されたのに対して，
NSW3 では大差は無かったものの，
図 4 の通り，その大半が 0.2mm 未満であったことから，配筋による損傷抑制効果が確認できた。
本研究は建築研究所の研究課題「庁舎・避難施設等の地震：Wr＜0.2

Crack length per unit area (m/m2)

で差が見られた。NSW1 のみ R=1/400rad サイクル以降で後の継続使用性確保に資する耐震性能評価手法の構築」により実施した。

－ 110 －

8：0.2≦Wr＜1.0：1.0≦Wr＜2.08

NSW1 (Total)

6644220
8 06123
NSW3 (Total)

450
68 0
64422000

1/800
1 1/400
2 1/200
3 1/133
4 1/100
5 1/67
6 0：2.0≦Wr＜5.0：5.0≦Wr

NSW2 (Total)

123NSW4 (Total)

4561/800
1 1/400
2 1/200
3 1/133
4 1/100
5 1/67
6Experienced maximum rotation angle (rad.)図 4 ひび割れ幅別のひび割れ長さの推移