JP2004068364A - Reinforcement structure of opening of hinge zone - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリート(RC)造建築物における柱梁接合部近傍の梁部分に形成される開口部の補強構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、RC造の梁に設備機器等のための鋼管を貫通させるために設ける開口部は、その形成位置によって該開口径が定められており、特に耐震上重要な部位である梁端部(ヒンジゾーン)においては、梁成の1/3程度の径を有する開口部を形成することは困難であった。
【0003】
従来ヒンジゾーンに開口部を設けるには、図7に示すように、ヒンジゾーンAに設けた開口部Bに所定の大きさの径を有する鋼管Cを配置して所定の大きさの開口部を形成しておく必要があり、更に、該開口部Bの近傍を補強する必要があり、そのための手段として該開口部近傍にスターラップ筋(剪断補強筋)Dを密に配筋して補強をしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにスターラップ筋を配筋して補強する場合は、該スターラップ筋相互の間隔を狭くして密状態で配筋することになるが、配筋相互の間隙が極めて狭くなり、コンクリートの充填性が悪く、且つ施工も煩雑となった。
【0005】
そこで本発明は、上記ヒンジゾーンにおける開口部を梁成の1/3程度の大きさとなるような開口を得るため、当該開口部近傍において、該開口部の外周縁に沿って鉄筋を配筋し、その鉄筋を柱及び梁中央部側へ延設することによって効率的な補強を可能としたヒンジゾーン開口部の補強構造を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
柱梁接合部近傍のヒンジゾーンに鋼管を配置して開口部を形成し、該開口部近傍に沿って開口部を補強する補強筋を配設し、該補強筋の形状を開口部の外周部の略半周に沿う形状とその端部側の直線部とし、該補強筋を該開口部を取り囲むようにその左右に少なくとも2個配設してなるヒンジゾーン開口部の補強構造を特徴とする。
【0007】
また、上記補強筋を開口部に沿う形状とした部分とその両端部を延設した直線部とし、前記部分は開口部近傍に配設し、後記部分は柱又は梁の中央部へ向かって延設するように配設してなるヒンジゾーン開口部の補強構造を特徴とする。
【0008】
また、上記開口部の開口径を梁成の1/3以下の大きさとしてなるヒンジゾーン開口部の補強構造を特徴とする。
更に、上記開口部に配設される鋼管の外周部にグリースを塗布したり、表面側が平滑化されたフィルムを貼付してなるヒンジゾーン開口部の補強構造を特徴とする。
【0009】
【実施例1】
図1は、本発明のヒンジゾーン開口部の補強構造を示すもので、該ヒンジゾーン1は、柱2及び梁3との接合位置となる部位で、該梁3の端部に円形の開口部4を形成する。
該円形開口部4の径は、該梁成の1/3以下としている。該柱2は、鉄筋コンクリート柱とされ、適数本の主筋5及び該主筋5を取り囲むようにしてフープ筋6が配筋されている。他方、該梁3も鉄筋コンクリート梁とされ、該梁3には適数本の主筋7及び該主筋7を取り囲むようにしてスターラップ筋8が配筋されている。
【0010】
上記円形開口部4には該円形開口部4と略類似形の円形形状の鋼管9が挿入配設される。該鋼管9の外周部には、図2(a)に示すように、グリース10を塗布し、該梁3に打設されるコンクリートと該鋼管9の周囲面との摩擦力を断絶している。
従って、鉄筋コンクリート躯体にかかる地震力等の荷重が該鋼管9に直接伝わることを避けることが可能となった。
【0011】
他の実施例として、図2(b)に示すように、上記鋼管9の外周部に、表面側が平滑化されたフィルム11を貼付することにより、上記と同様、コンクリートと鋼管9外周面との摩擦力を無くすことが可能である。
【0012】
上記円形開口部の近傍には補強筋12を配筋する。
図3(a)、(b)は補強筋12の平面形状の一例を示している。
図3(a)に示すように該補強筋12は山形形状をしている。鉄筋の直線部13を延設し、その延設部の所定箇所を鈍角に内側に折曲して折曲部14を形成し、その折曲部を更に延設しその延設部の所定箇所を内側へ折曲して頂部15を形成する。該頂部15を通る該直線部13と平行な中心線A−Aに対して対称的になるようにして上記鉄筋を該頂部15から更に延設して上記折曲部14とA−A線に対して対称となる位置において更に内側に折曲して折曲部14’を形成し、直線部を延設する。従って、全体として両端に直線部を有する山形形状の補強筋が形成される。
【0013】
上記折曲部14、14’及び頂部15は、適宜角度或いは湾曲状態を保ってゆるやかに湾曲させ、鋼管9の曲率に合うように折り曲げ形成することも可能である。
図3(b)は、上記図3(a)に示した補強筋12を、180°回転したものである。
【0014】
上記山形形状の補強筋12は、その両端の直線部13、13の両基端部に定着板16、16’を固定し、コンクリートとの付着力を増加している。該定着板16、16’としては、一例として図4(a)、(b)に示すプレートナット17が使用される。
該プレートナット17は、断面ハット型の外形をし、その内側に螺着手段18を形成した構造をし、その螺合部に直線部13となる鉄筋の端部19を螺着したものであり、該突出部を有する定着板16、16’がコンクリート中に埋設されることによりアンカー機能を有し、柱2及び梁3となる部材中に強固に固定されることになる。
図4(a)は基端部の断面図、図4(b)は一部断面側面図を示している。
【0015】
上記構成よりなる補強筋12を、少なくとも2個形成し、該補強筋12の山形部14、15、14’によって形成される内側空間部20の位置に梁3端部のヒンジゾーンに形成された円形開口部4が位置するように横設配筋する。
図1に示すように、左側に位置する補強筋12は、図3(a)の状態で使用され、該山形部14、15、14’で形成される内側空間部20内に開口部4が位置するように、該開口部4の右側に該山形部14、15、14’側が位置するように配設し、該山形部14、15、14’の各々の端部側を延設した直線部13の基端部となる定着板16側は、その直線部13の一部及び該定着板16が柱2内に挿入されるように配設される。
【0016】
他方、図1に示すように、右側に位置する補強筋12は、図3(b)の状態で使用され、上記同様、該山形部14、15、14’側が該開口部4の左側に位置するように配設し、該山形部14、15、14’の各々の端部側を延設した直線部13の基端部となる定着板16側は、その直線部13が梁の中央部に向かって延設し、コンクリートにより梁3内に強固に固定されることになる。
【0017】
図1は、本発明のヒンジゾーン開口部の補強構造を示す側断面図であるが、図5は同開口部のない状態を示す側断面図を示している。
図1及び図5において、各々同一の位置に荷重Pを附加した場合の歪み度曲線を示したものが図6(a)のグラフである。
図6(a)のグラフは、図6(b)に示すように、梁の所定位置に加重Pを附加した鋼管の有無の状態を比較したグラフである。
同図6(a)から明らかなように、ヒンジゾーンに開口部を形成したもの(No.1)の方が、該開口部を形成しないもの(No.2)より優れた効果を発揮している。
【0018】
【発明の効果】
本発明は、上記請求項1のような開口部の補強構造により、ヒンジゾーン開口部の大きさを梁成の約1/3程度の径としても、繰り返し荷重に対して優れた耐力を有し、且つ変形能力的にも優れた効果を発揮する。
また、上記補強構造として配筋量の少ない効率的な補強鉄筋を採用したことにより、開口部近傍に多数のスターラップ筋を配筋する必要がなくなり、他の配筋間隔が特に狭められることがなく、コンクリートの充填に全く支障が生じない。且つ施工も容易となり工期も短縮されコストが低減された。
【0019】
更に、請求項2、3のように、補強筋の形状を特定したことにより該補強筋が有効的に使用され、その強度及び柱・梁との固定度が大幅に増加した。
また、請求項5、6のように開口部と該開口部に配設される鋼管との間に摩擦力が生じないようにしたので、当該ヒンジゾーンに作用する地震力等の荷重が該鋼管に直接伝わり影響を及ぼすことを防止することが可能となった。
【0020】
更に、請求項4のようにヒンジゾーンに梁成の約1/3以下の開口部を得ることが可能となったので、設備配管の設置自由度が著しく向上した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のヒンジゾーン開口部の補強構造を示す側断面図である。
【図2】(a)鋼管の形状とその外周部の形状を示す断面図である。
(b)鋼管の形状とその外周部の形状を示す断面図である。
【図3】(a)補強筋の平面図である。
(b)補強筋の平面図である。
【図4】(a)定着板及び鉄筋端部の側断面図である。
(b)定着板及び鉄筋端部の一部断面側面図である。
【図5】通常のヒンジゾーンを示す側断面図である。
【図6】(a)荷重一歪度線を示すグラフである。
(b)荷重と歪との関係を示す概略図である。
【図7】従来のヒンジゾーン開口部の補強構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
1・・ヒンジゾーン
2・・柱
3・・梁
4・・開口部
5・・主筋
6・・フープ筋
7・・主筋
8・・スターラップ筋
9・・鋼管
10・・グリース
11・・フィルム
12・・補強筋
13・・直線部
14・・折曲部
14’・折曲部
15・・頂部
16・・定着板
16’・定着板
17・・プレートナット
18・・螺着手段
19・・端部
20・・内側空間部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reinforcing structure for an opening formed in a beam portion near a beam-column joint in a reinforced concrete (RC) building.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an opening provided for penetrating a steel pipe for equipment or the like into an RC beam has a predetermined opening diameter depending on a formation position thereof. In the hinge zone), it was difficult to form an opening having a diameter of about 1/3 of the beam.
[0003]
In order to provide an opening in a conventional hinge zone, as shown in FIG. 7, a steel pipe C having a predetermined size is disposed in an opening B provided in a hinge zone A, and an opening of a predetermined size is formed. It is necessary to form the stirrup bar (shear reinforcing bar) D in the vicinity of the opening so as to reinforce it. Was.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When reinforcing stirrups by reinforcing the stirrups as described above, the spaces between the stirrups are narrowed and the bars are arranged in a dense state. The filling property was poor and the construction was complicated.
[0005]
Therefore, the present invention arranges a reinforcing bar along the outer peripheral edge of the opening in the vicinity of the opening in order to obtain an opening in which the opening in the hinge zone has a size of about 1/3 of the beam. Another object of the present invention is to provide a reinforcement structure for a hinge zone opening that enables efficient reinforcement by extending the reinforcing bar toward the center of a column or a beam.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An opening is formed by disposing a steel pipe in a hinge zone near a beam-column joint, and reinforcing bars for reinforcing the opening are provided along the vicinity of the opening, and the shape of the reinforcing bars is changed to the outer peripheral portion of the opening. And at least two reinforcing bars are arranged on the right and left sides of the opening so as to surround the opening.
[0007]
In addition, the reinforcing bars are formed in a shape extending along the opening and straight ends extending at both ends of the reinforcing bar, and the portion is disposed near the opening. It is characterized by a reinforcing structure of the hinge zone opening portion arranged so as to be provided.
[0008]
Further, the present invention is characterized in that the hinge zone has a reinforcing structure in which the diameter of the opening is 1/3 or less of the beam diameter.
Further, the present invention is characterized in that a reinforcement structure of the hinge zone opening is formed by applying grease to the outer peripheral portion of the steel pipe provided in the opening or attaching a film whose surface is smoothed.
[0009]
FIG. 1 shows a structure for reinforcing a hinge zone opening according to the present invention. The
The diameter of the circular opening 4 is 1/3 or less of the beam diameter. The
[0010]
A
Accordingly, it is possible to prevent a load such as an earthquake force applied to the reinforced concrete frame from being directly transmitted to the
[0011]
As another example, as shown in FIG. 2B, by attaching a
[0012]
A reinforcing
FIGS. 3A and 3B show an example of a planar shape of the reinforcing
As shown in FIG. 3A, the
[0013]
The
FIG. 3B shows the
[0014]
The reinforcing
The
FIG. 4A is a sectional view of a base end portion, and FIG. 4B is a partial sectional side view.
[0015]
At least two
As shown in FIG. 1, the reinforcing
[0016]
On the other hand, as shown in FIG. 1, the reinforcing
[0017]
FIG. 1 is a side sectional view showing a structure for reinforcing a hinge zone opening according to the present invention. FIG. 5 is a side sectional view showing a state without the opening.
FIGS. 6A and 6B show strain degree curves when a load P is applied to the same position in FIGS.
As shown in FIG. 6B, the graph of FIG. 6A is a graph comparing the presence or absence of a steel pipe with a weight P applied to a predetermined position of the beam.
As is clear from FIG. 6A, the one in which the opening is formed in the hinge zone (No. 1) exerts a superior effect to the one in which the opening is not formed (No. 2). I have.
[0018]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when the size of the hinge zone opening is about 1/3 of the beam diameter, the hinge zone has an excellent proof strength against repeated loads by the reinforcing structure of the opening. In addition, it exhibits an excellent effect in terms of deformability.
In addition, by employing an efficient reinforcing bar having a small amount of reinforcing bars as the reinforcing structure, it is not necessary to arrange a large number of stirrup bars near the opening, and the interval between other reinforcing bars is particularly narrowed. There is no hindrance to the filling of concrete. In addition, the construction was easy, the construction period was shortened, and the cost was reduced.
[0019]
Furthermore, by specifying the shape of the reinforcing bars as in
Further, since no frictional force is generated between the opening and the steel pipe disposed in the opening as in
[0020]
Furthermore, as described in claim 4, it is possible to obtain an opening of about 1/3 or less of the beam length in the hinge zone, so that the degree of freedom of installation of the equipment piping is remarkably improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing a structure for reinforcing a hinge zone opening according to the present invention.
FIG. 2A is a cross-sectional view showing a shape of a steel pipe and a shape of an outer peripheral portion thereof.
(B) It is sectional drawing which shows the shape of a steel pipe, and the shape of the outer peripheral part.
FIG. 3A is a plan view of a reinforcing bar.
(B) It is a top view of a reinforcement.
FIG. 4A is a side sectional view of an end portion of a fixing plate and a reinforcing bar.
FIG. 3B is a partial cross-sectional side view of an end portion of the fixing plate and the reinforcing bar.
FIG. 5 is a side sectional view showing a normal hinge zone.
FIG. 6A is a graph showing a load-strain curve.
(B) It is the schematic which shows the relationship between load and distortion.
FIG. 7 is a side sectional view showing a conventional hinge zone opening reinforcement structure.
[Explanation of symbols]
1
Claims (6)
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