JP2005273321A

JP2005273321A - 柱の配筋構造および配筋方法

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Publication number: JP2005273321A
Application number: JP2004089351A
Authority: JP
Inventors: Kouji Maehama; 光爾前浜
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: JP4565315B2

Abstract

【課題】従来の柱の配筋構造と同等の耐震性能を有し、しかも、地震による大きな交番荷重に対して柱主筋が大きな損傷を受けず、配筋作業も容易で工期の短縮が図れる柱の配筋構造および配筋方法を提供する。
【解決手段】対象とする柱１は、柱頭部および柱脚部の柱主筋２…に帯筋が巻かれていない角型柱であって、柱頭部および柱脚部の中心部には、水平面内で９０度ごと回転させたＵ字状鉄筋３を４本組み合わせて中央部にリングが形成されたリング状帯筋４が、柱１軸方向に所定の離間間隔をもって配設されている。リング状帯筋４の中央部のコンクリートはコアコンクリート６としてリング状帯筋４によって拘束され、柱１の曲げ耐力が確保される。定着強度を増大させるため、Ｕ字状鉄筋３の端部には、熱間据込加工によって拡径部が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄筋コンクリート構造物の柱の配筋構造および配筋方法に関し、特に、鉄筋コンクリート構造物の柱の柱頭部および柱脚部の配筋構造および配筋方法に関する。

従来より、鉄筋コンクリート構造物の柱では、帯筋あるいはスパイラル鉄筋で柱主筋を取り囲む構造とすることにより（例えば、特許文献１参照。）、以下の機能を持たせている。
（１）斜めひび割れの進展を抑止してせん断耐力を向上させる。
（２）柱主筋の座屈を防止する。
（３）コアコンクリートを拘束する。
特開平６−１０５１１号公報（第２−３頁、第１図）

柱内部のコンクリートを有効に拘束するためには、帯筋を密に配置する必要があるが、柱の柱頭部および柱脚部が塑性化するような大きな交番荷重を地震時に受けた場合、帯筋位置で柱主筋の曲げ変形が拘束されることになる。そのため、柱主筋は局所的に小さな曲率半径を有する曲げ変形を繰り返すことになり、柱主筋が破断若しくは大きな損傷を受ける可能性がある。その結果、被災後の柱の復旧に当たっては、柱主筋を交換する必要が生じ、難易度が高くコストのかかる復旧作業となる。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、従来の柱の配筋構造と同等の耐震性能を有し、しかも、地震による大きな交番荷重に対して柱主筋が大きな損傷を受けず、配筋作業も容易で工期の短縮が図れる柱の配筋構造および配筋方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る柱の配筋構造では、少なくとも柱頭部および柱脚部において、柱主筋を巻装する帯筋に代えて、棒状鉄筋の中央部を湾曲させた複数のＵ字状鉄筋が平面的に組み合わされることにより中央部にリングが形成されたリング状帯筋が、柱軸方向に所定の離間間隔をもって柱の中心部に配設されていることを特徴とする。
ここで、柱の中心部とは、柱の中心軸を中心とするコア領域を指す。
本発明では、リング状帯筋を柱軸方向に所定の離間間隔をもって柱の中心部に配設することにより、斜めひび割れの進展が抑止され、せん断耐力が向上するとともに、リング状帯筋の中央部のコンクリートはコアコンクリートとしてリング状帯筋によって拘束される。一方、柱頭部および柱脚部の柱主筋は、帯筋が巻かれていないため、大きな交番荷重に対して比較的自由に変形することができる。即ち、柱主筋の変形時の曲率半径が大きくなる。これにより、柱主筋に生じる歪が小さくなり、柱主筋は大きな損傷を受けなくなる。その結果、被災後の復旧に当たっては、柱主筋の若干の変形を修正し、被りコンクリートを打ち直すことで、比較的容易に復旧可能となる。

また、本発明に係る柱の配筋構造では、前記Ｕ字状鉄筋の端部に前記Ｕ字状鉄筋よりも径の大きな拡径部が形成されていてもよいし、あるいは、前記Ｕ字状鉄筋の端部に平板が固着されていてもよい。
本発明では、Ｕ字状鉄筋の端部に拡径部を形成して、あるいは、平板を固着して定着部を形成することにより、Ｕ字状鉄筋の定着強度を大きくすることができる。

また、本発明に係る柱の配筋方法では、前記リング状帯筋を所定の離間間隔をもって段取筋に複数固着した後、前記段取筋に固着された複数の前記リング状帯筋を柱内に挿入して当該柱の中心部に配設することを特徴とする。
本発明では、リング状帯筋を所定の離間間隔をもって段取筋に複数固着してプレファブ化することにより、クレーン等を用いて柱の中心部にリング状帯筋を一括設置することができる。これにより、工事現場における配筋作業を省略することができ、工期を短縮することができる。

本発明によれば、リング状帯筋を柱軸方向に所定の離間間隔をもって柱の中心部に配設することにより、従来の柱の配筋構造と同等の耐震性能を有し、しかも、地震による大きな交番荷重に対して柱主筋が大きな損傷を受けることがない。
また、本発明によれば、リング状帯筋を所定の離間間隔をもって段取筋に固着してプレファブ化することにより、工事現場における配筋作業を省略することができ、工期を短縮することができる。

以下、本発明に係る柱の配筋構造の実施形態について図面に基いて説明する。
図１は、本発明に係る柱の配筋構造の第一の実施形態を示し、（ａ）は柱頭部および柱脚部の平断面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視断面図である。また、図２は、図１のリング状帯筋の分解平面図である。
対象とする柱１は、柱頭部および柱脚部の柱主筋２…に帯筋が巻かれていない角型柱であって、柱頭部および柱脚部の中心部には、水平面内で９０度ごと回転させたＵ字状鉄筋３を４本組み合わせて中央部にリングが形成されたリング状帯筋４が、柱１軸方向に所定の離間間隔をもって配設されている。
リング状帯筋４の中央部のコンクリートはコアコンクリート６としてリング状帯筋４によって拘束され、柱１の曲げ耐力が確保される。

Ｕ字状鉄筋３は、中央部３ｂが一定の曲率を有するように棒状鉄筋を湾曲させたものである。定着強度を増大させるため、Ｕ字状鉄筋３の端部３ａには、熱間据込加工によって拡径部が形成されている。
ここで、熱間据込加工とは、鉄筋の軸線方向の一部領域を塑性変形容易な温度に加熱し、当該加熱領域を軸線方向に圧縮して鉄筋径が拡大するように塑性変形させるものである。
なお、拡径部に代えて、平板をＵ字状鉄筋３の端部３ａに溶接等により固着しても定着強度を増大させることができる。

柱１の配筋に当たっては、複数のリング状帯筋４…を所定の離間間隔をもって棒状の段取筋５に点付け溶接し、工場あるいは現地ヤードでプレファブ化した後、クレーン等で、段取筋５に点付け溶接された複数のリング状帯筋４…を柱１内に挿入して柱１の中心部に配設する。
この際、柱主筋２を拘束しないようにするため、リング状帯筋４と柱主筋２とは結束線等でなるべく結束しないようにする。

図３は、本発明に係る柱の配筋構造の第二の実施形態を示す柱頭部および柱脚部の平断面図である。また、図４は、図３のリング状帯筋の分解平面図である。
対象とする柱１１は、柱頭部および柱脚部の柱主筋１２…に帯筋が巻かれていない円柱であって、柱頭部および柱脚部の中心部には、水平面内で１２０度ごと回転させたＵ字状鉄筋１３を３本組み合わせて中央部にリングが形成されたリング状帯筋１４が、柱１１軸方向に所定の離間間隔をもって配設されている。
また、Ｕ字状鉄筋１３の端部１３ａには、熱間据込加工によって拡径部が形成されている。

本実施形態による柱の配筋構造１０、２０では、リング状帯筋４、１４を柱１、１１軸方向に所定の離間間隔をもって柱１、１１の中心部に配設することにより、従来の柱の配筋構造と同等の耐震性能を有し、しかも、地震による大きな交番荷重に対して柱主筋２、１２が大きな損傷を受けることがない。その結果、被災後の復旧に当たっては、柱主筋２、１２の若干の変形を修正し、被りコンクリートを打ち直すことで、比較的容易に復旧可能となる。
また、本実施形態による柱の配筋構造１０、２０では、リング状帯筋４、１４を所定の離間間隔をもって段取筋５、１５に点付け溶接してプレファブ化することにより、工事現場における配筋作業を省略することができ、工期を短縮することができる。

以上、本発明に係る柱の配筋構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、水平面内で９０もしくは１２０度ごと回転させたＵ字状鉄筋を組み合わせてリング状帯筋を構成しているが、それ以外の角度でもよいことは言うまでもない。また、上記の実施形態では、柱頭部および柱脚部のみリング状帯筋を配しているが、柱中間部に、柱主筋に巻かれた帯筋に加えて、リング状帯筋を柱中心部に配してもよい。

本発明に係る柱の配筋構造の第一の実施形態を示し、（ａ）は柱頭部および柱脚部の平断面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視断面図である。図１のリング状帯筋の分解平面図である。本発明に係る柱の配筋構造の第二の実施形態を示す柱頭部および柱脚部の平断面図である。図３のリング状帯筋の分解平面図である。

符号の説明

１、１１柱
２、１２柱主筋
３、１３Ｕ字状鉄筋
４、１４リング状帯筋
５、１５段取筋
６コアコンクリート
１０、２０柱の配筋構造

Claims

少なくとも柱頭部および柱脚部では、柱主筋を巻装する帯筋に代えて、棒状鉄筋の中央部を湾曲させた複数のＵ字状鉄筋が平面的に組み合わされることにより中央部にリングが形成されたリング状帯筋が、柱軸方向に所定の離間間隔をもって柱の中心部に配設されていることを特徴とする柱の配筋構造。
前記Ｕ字状鉄筋の端部に拡径部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の柱の配筋構造。
前記Ｕ字状鉄筋の端部に平板が固着されていることを特徴とする請求項１に記載の柱の配筋構造。
請求項１乃至３のいずれかに記載のリング状帯筋を所定の離間間隔をもって段取筋に複数固着した後、前記段取筋に固着された複数の前記リング状帯筋を柱内に挿入して当該柱の中心部に配設することを特徴とする柱の配筋方法。