柱カウンターウェイト検証実験（予備実験）

２．実験概要

２−５．実験方法

建物内部に組み込まれた鉛直構面に水平力が作用し、柱に上向きの力 V が生じるときの力の釣り合いにより、破壊形式は以下のように分類できる。

i）耐力壁の耐震要素自体が壊れる場合（柱は引き抜けない）

　　　V_W ≦ N ＋ R ---�B

　　V_W：耐震要素自体が破壊するときに柱に生じる引っ張り力

　　N：柱頭に作用する下向きの力（≫柱の長期軸力）

　　R：柱脚に作用する下向きの力（柱脚金物の終局耐力或いは基礎の抵抗力）

N は横架材を剛と仮定して、壁の上部の横架材（継ぎ手位置まで）全体を持ち上げるのに必要な力であり、柱頭が引っ張りとなる柱と横架材に取り付いた金物の抵抗力や、直交する梁に取り付く柱の柱頭、柱脚の金物の抵抗力や、直交する梁に取り付く壁の浮き上がりに対する抵抗力、及び、上階の壁により生じる転倒モーメントを考慮して、力の釣り合いから求められる。

この破壊形式の場合、柱の左右に取り付く耐震要素の耐力は、耐震要素の保有する耐力に等しい。

柱の左右に取り付く耐震要素の変形能力は、耐震要素の限界変形角に等しい。

ii）柱脚金物の耐力或いは基礎の浮き上がりで破壊する場合（柱は引き抜かれる）

　　　V' ＝ N ＋ R ---�C

　　R：柱脚金物の終局耐力或いは基礎の抵抗力（柱脚金物のない場合は、R＝0）

この破壊形式の場合、i）と比べると、柱の引き抜けに対する抵抗力（柱カウンターウェイト）は ΔV＝ V_W ‐ V'だけ不足していることになる。

柱カウンターウェイトの不足分ΔVによって、柱の右側の耐震要素により生じる上向きの力が V_T' ＝ V_T - ΔV に低減される。そのため、柱の右側の耐震要素の終局せん断耐力は Q_UR' ＝ V_T × W ／ H ＜ Q_UR となる。従って、柱1本に浮き上がりが生じる場合、浮きがりのない場合の耐力よりも Q_UR ＝ ΔV × W ／ H だけ耐力が低下することになる。