技報 第 8 号（2010 年）

PC 鋼より線を用いた梁の非線形性状に関する実験的研究
技術本部

技術部

傅金華

建築本部

設計部

毛利浩

技術本部

技術部

浜田公也

１．はじめに鉄筋溶接(240×380×25)

鉄筋の溶接用鋼板(240×380×25)

加力位置

250

或いはプレストレスト鉄筋コンクリート造梁(以下 PRC 梁と鉄筋の溶接用鋼板

鉄筋溶接

250

プレストレストコンクリート造梁（以下純 PC 梁とする）する)には PC 鋼より線を使用することが一般的である．しかせん断筋
S6-@50

し，PC 鋼より線のひずみを計測することが難しいため，今ません断筋
S6-@50PC鋼材する必要がある．今回は，PC 鋼より線および鉄筋を配筋したPC鋼材

鉄筋5 体の梁試験体に対して，正負交番載荷実験を行った．各試験

1,520
1,770
2,450ある．したがって，PC 鋼より線を用いる梁の構造性能を把握

1,5201,7702,450での実験研究においては，PC 鋼棒を使用するケースが殆どで鉄筋体の変形，破壊状態，PC 鋼より線のひずみおよび等価粘性減2.1 試験体

185(300×450×25)
鉄筋溶接

試験体は，試設計された純 PC 造建物の梁に基づいて，1/2.5425

450
1,300モデルに縮小されたものとする．すべての試験体の曲げ耐力がほぼ同じになるように PC 鋼より線と鉄筋を配筋した．試

鉄筋溶接

425250

300
800

18550

鉄筋の溶接用鋼板

２．実験概要495680495680

衰定数について報告する．

250

図-1 試験体の断面形状と配筋

験体のパラメータは PC 寄与率 λ(PC 鋼より線による曲げ耐力と断面の全曲げ耐力比)とした．試験体諸元を表-1 に示す．

表-2 材料特性

試験体の断面形状と配筋を図-1 に示す．試験体のコンクリー
ト設計基準強度を 60N/mm2 とし，PC 鋼より線はシングルストランドを用いた．コンクリート，グラウト，目地モルタル，PC 鋼より線および鉄筋の材料特性を表-2 に示す．
2.2 実験方法
加力は試験体のスターブを PC 鋼棒で反力床に固定し，先材料種類

材料名称

コンクリートグラウト
目地モルタル－－－15.2φ(SWPR7B)
17.8φ(SWPR19)19.3φ(SWPR19)21.8φ(SWPR19)
S6(KSS785)
D10(SD345)
D13(SD345)
D16(SD345)
D22(SD345)

PC鋼より線端部に水平力を加えるキャンティレバー方式で行った．加力方法は，試験体先端部の変位制御による正負漸増繰り返し載鉄筋荷とし，繰り返し点は変形角で±0.25%，±0.50%，±0.75%，±1.0%，±1.33%，±2.0%，±3.0%及び±4.0%とし，繰り返

降伏強度(N/mm2)
7848111
1766
1766
1773
1659
957387356379385

弾性係数(kN/mm2)
371331216
215213212177181171186187

し回数は 2 回とした．
表-1 試験体諸元構造

長さNo.

形式(mm)

断面形状及び寸法40

試験体41205380(L=4D)

180

打ち

300

L=1520100

3一体4021001PC

120240

圧着* 試験体No.5の鉄筋は目地部でカットオフしている：PC 鋼より線：鉄筋PC鋼より線

鉄筋（SD345）-

3-D22-

3-D22

1C15.2φ(SWPR7B)

3-D16

1C15.2φ(SWPR7B)

3-D16

1C-17.8φ(SWPR19)

3-D13

1C-17.8φ(SWPR19)

3-D13

1C-19.3φ(SWPR19)

3-D10

1C-19.3φ(SWPR19)

3-D102C-21.8φ(SWPR19)

3-D10*

2C-21.8φ(SWPR19)

3-D10*

せん補強断筋 PC寄与率(KSS785）

λ0.00
0.47

2-S6@50

0.67
0.81
1.00

技報 第 8 号（2010 年）

３．実験結果図-4 等価粘性減衰定数
くなる．計測点⑤及び⑤から 0.5D 離れた④の PC 鋼より線は3.1 荷重－変形角関係
各試験体の荷重－変形角関係を図-2 に，最終破壊状態を写引張降伏に達した．

真-1 に示す．試験体 No.1 は鉄筋コンクリート造(以下 RC 造

3.3 等価粘性減衰定数とする)試験体(λ=0.00)で，他の試験体と比べて，ひび割れの各試験体の履歴ループの面積から求めた等価粘性減衰定数本数が多く，曲げ降伏後も耐力が増加する．試験体 No.2～

heq を図-4 に示す．試験体 No.1～No.4 の heq は変形角の増No.5 は PRC および純 PC 試験体で(λ=0.47～1.00)，PC 鋼よ大につれて増える．しかし，試験体 No.5 のみが変形角が増大

り線の増加につれて，ひび割れの本数が次第に減少するが，しても，heq に大きな変化がなく，その値が約 5％である．

曲げ降伏後の耐力低下現象が次第に顕著に現れる．

み関係(初期緊張ひずみを含めない)を図-3 に示す．加力位置か

４．まとめ
PC 鋼より線を用いた梁の曲げ実験を行った．各試験体は既往の PC 鋼棒を用いた梁とほぼ同様の挙動を示した．PC

ら計測点までの距離が大きくなるにつれ，計測点における曲寄与率 λ の増加につれ，RC と PRC 試験体の等価粘性減衰定げモーメントが大きくなり，PC 鋼より線の引張ひずみも大き数は大きくなるが，純 PC 試験体の等価粘性減衰定数は変形3.2 モーメント－ひずみ関係
試験体 No.4 の PC 鋼より線の各計測点のモーメント－ひず角によらず，殆ど変化しなかった．

150

PC鋼より線降伏鉄筋降伏鉄筋降伏100

PC鋼より線降伏
鉄筋降伏

鉄筋降伏

荷重（kN）

500-507-100No.1（λ=0.00）-150

No.2（λ=0.47）

No.3（λ=0.67）

No.4（λ=0.81）

No.5（λ=1.00）-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
変形角（%）
変形角（%）
変形角（%）
変形角（%）
変形角（%）

図-2 各試験体の荷重－変形角の関係

写真-1 各試験体の最終破壊状態

モーメント（kNm）

200

No.4（λ=0.81）

No.4（λ=0.81）

No.4（λ=0.81）

No.4（λ=0.81）

100No.4（λ=0.81）
PC鋼より
線降伏PC鋼より
線降伏④⑤0①②-100③-200-200002000 4000 6000 -2000-602000 4000 6000 -2000-6ひずみ（×10 ）02000 4000 6000 -2000-6ひずみ（×10 ）02000 4000 6000 -2000-6ひずみ（×10 ）ひずみ（×10 ）02000 4000 6000-6ひずみ（×10 ）

図-3 試験体 No.4 の鋼より線のモーメント－ひずみ関係
No.1 (λ=0.00)
No.3 (λ=0.67)
No.5 (λ=1.00)

40

No.2 (λ=0.47)
No.4 (λ=0.81)

Key Words：PC 鋼より線，PC 梁，等価粘性減衰定数 heq

heq(%)

30201000.0

0.5

1.0

1.52.02.5
変形角(%)

3.0

3.5

4.0

傅金華毛利浩浜田公也