鉄筋コンクリ-ト造開口壁の補強設計法に関する研究

開口の断面欠損による耐力低下に対する補強方法および耐震設計法を取りまとめる作業を行なった。昨年度までに、開口横の袖壁部分をX形配筋により補強した試験体の実験を終了し、X形配筋の耐力および変形能に対する有効性を検証したが、縦横にダブルで配筋された壁厚さにX形に配筋できる量には限界があり、断面欠損分を補填することは難しく、むしろ耐力を補うには耐震壁の厚さを厚くする必要があることがわかった。開口壁を含む構造物の耐震設計では、降伏機構の降伏部の設計(降伏機構設計)と、降伏しない部分の強度を確保する設計(機構保証設計)に分けて耐震設計を行なう方針とした。開口壁の破壊モ-ドとして、(1)壁脚の曲げ降伏あるいは浮き上がり回転(圧縮側開口横には機構保証設計で強度確保)、(2)並列耐震壁として、壁脚および開口上下の梁端で曲げ降伏(開口横の袖壁は2枚の耐震壁として設計)、(3)開口横の袖壁部分のせん断降伏(開口横の袖壁の上下端で曲げ降伏)、などを考えて設計方法を検討した。開口壁の配筋詳細を考慮して強度を評価するマクロ・モデルとして、塑性理論に基づく上界定理と下界定理を用いる方法を検討した。変形の適合条件に立脚する上界定理を用いて、せん断耐力に対する斜め補強筋の寄与とその補強限界を検討した。開口壁のせん断耐力の算定には、袖壁部分を取り出して反曲点位置を仮定する力の釣合条件に立脚した下界定理を用いると適合性がよいことがわかった。成果を取りまとめて報告書を刊行する作業を行なった。

開口の断面欠損による耐力低下に対する補強方法および耐震設計法を取りまとめる作業を行なった。昨年度までに、開口横の袖壁部分をX形配筋により補強した試験体の実験を終了し、X形配筋の耐力および変形能に対する有効性を検証したが、縦横にダブルで配筋された壁厚さにX形に配筋できる量には限界があり、断面欠損分を補填することは難しく、むしろ耐力を補うには耐震壁の厚さを厚くする必要があることがわかった。開口壁を含む構造物の耐震設計では、降伏機構の降伏部の設計(降伏機構設計)と、降伏しない部分の強度を確保する設計(機構保証設計)に分けて耐震設計を行なう方針とした。開口壁の破壊モ-ドとして、(1)壁脚の曲げ降伏あるいは浮き上がり回転(圧縮側開口横には機構保証設計で強度確保)、(2)並列耐震壁として、壁脚および開口上下の梁端で曲げ降伏(開口横の袖壁は2枚の耐震壁として設計)、(3)開口横の袖壁部分のせん断降伏(開口横の袖壁の上下端で曲げ降伏)、などを考えて設計方法を検討した。開口壁の配筋詳細を考慮して強度を評価するマクロ・モデルとして、塑性理論に基づく上界定理と下界定理を用いる方法を検討した。変形の適合条件に立脚する上界定理を用いて、せん断耐力に対する斜め補強筋の寄与とその補強限界を検討した。開口壁のせん断耐力の算定には、袖壁部分を取り出して反曲点位置を仮定する力の釣合条件に立脚した下界定理を用いると適合性がよいことがわかった。成果を取りまとめて報告書を刊行する作業を行なった。