鉄筋コンクリート合成梁の水平接合面のせん断設計法

鉄筋コンクリート合成梁は,下部の大部分は工場生産によるプレキャスト部材であるが,上部のスラブ厚さの部分はスラブと一体に打設される現場打ちコンクリートによりなっている。この現場打ちコンクリート部分には,梁の上端鉄筋が配筋されているので,水平接合部によって、部材のせん断応力だけでなく付着力も伝達されなければならない。梁に作用している曲げモーメントは一様ではないので,圧縮縁のコンクリートの応力度分布も当然材軸方向に一様ではなく,合成梁の水平接合部のせん断応力度分布も一様とは考えられない。本研究の目的は,まずこの応力伝達メカニズムと応力分布を明らかにした上で,応力分布に見合ったあばら筋配置を考えるなど,合成梁の水平接合面の設計のあり方を確立することである。実験と2次元有限要素法による解析の結果次のことが明らかとなった。1)後打ち部のコンクリート強度が低いと,後打ちのスラブ部分に圧縮破壊が集中する傾向が見られた。後打ち部のコンクリート強度によらず復元力特性はほぼ同じであった。しかし,後打ち部コンクリート強度が弱いと,せん断ひび割れが少なく,打ち継ぎ目に於ける水平目開きが大きくなり,スラブ上面に付着ひび割れが発生した。2)後打ち部のコンクリート強度や,打ち継ぎ部の引張強度は,部材全体のせん断強度に余り大きな影響がないことが,解析でも確認された。3)打ち継ぎ部の引張強度(直接せん断強度)が弱くても,部材のせん断強度は変わらないが,剛性の低下は著しく,設計上配慮する必要があることが明らかとなった。

鉄筋コンクリート合成梁は,下部の大部分は工場生産によるプレキャスト部材であるが,上部のスラブ厚さの部分はスラブと一体に打設される現場打ちコンクリートによりなっている。この現場打ちコンクリート部分には,梁の上端鉄筋が配筋されているので,水平接合部によって、部材のせん断応力だけでなく付着力も伝達されなければならない。梁に作用している曲げモーメントは一様ではないので,圧縮縁のコンクリートの応力度分布も当然材軸方向に一様ではなく,合成梁の水平接合部のせん断応力度分布も一様とは考えられない。本研究の目的は,まずこの応力伝達メカニズムと応力分布を明らかにした上で,応力分布に見合ったあばら筋配置を考えるなど,合成梁の水平接合面の設計のあり方を確立することである。実験と2次元有限要素法による解析の結果次のことが明らかとなった。1)後打ち部のコンクリート強度が低いと,後打ちのスラブ部分に圧縮破壊が集中する傾向が見られた。後打ち部のコンクリート強度によらず復元力特性はほぼ同じであった。しかし,後打ち部コンクリート強度が弱いと,せん断ひび割れが少なく,打ち継ぎ目に於ける水平目開きが大きくなり,スラブ上面に付着ひび割れが発生した。2)後打ち部のコンクリート強度や,打ち継ぎ部の引張強度は,部材全体のせん断強度に余り大きな影響がないことが,解析でも確認された。3)打ち継ぎ部の引張強度(直接せん断強度)が弱くても,部材のせん断強度は変わらないが,剛性の低下は著しく,設計上配慮する必要があることが明らかとなった。