JP2005299101A - コンクリート部材の接合部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 互いに接合される二つのコンクリート部材の接合部において、一方のコンクリート部材のひび割れや圧壊等の被害を抑制すると共に、曲げモーメント及びせん断力に対する耐力の低下を抑制し、コンクリートが負担するせん断力を低減する。
【解決手段】 互いに接合される二つのコンクリート部材Ａ、Ｂの内、一方のコンクリート部材Ａ中に材軸方向に配筋される主筋１と、他方のコンクリート部材Ｂ中に定着されながら一方のコンクリート部材Ａまで延長させられ、一方のコンクリート部材Ａ中で各主筋１に沿い、一方のコンクリート部材Ａ中に配筋される接合部筋２を用い、主筋１を少なくとも他方のコンクリート部材Ｂとの境界面まで配筋し、接合部筋２を一方のコンクリート部材Ａ中で部材成中央部に向けて斜めに配筋し、他方のコンクリート部材Ｂより遠い区間でコンクリートに付着させ、他方のコンクリート部材Ｂ寄りの区間でコンクリートに付着させない。
【選択図】 図１

Description

この発明は互いに接合される二つのコンクリート部材の接合部において、一方のコンクリート部材のコンクリートのひび割れや圧壊、鉄筋の座屈等の被害を抑制するコンクリート部材の接合部構造に関するものである。

例えば鉄筋コンクリート造の柱部材と梁部材との接合部において、大地震時に梁主筋が降伏した後のコンクリートのひび割れや圧壊等の被害を抑制する方法として、梁主筋の一部の区間をコンクリートから絶縁させることにより梁主筋の伸び変形能力を高めると共に、コンクリートとの付着による付着割裂破壊を防止する方法がある（特許文献１、特許文献２参照）。
特開平5-5342号公報 特開平9-111865号公報

このように梁主筋の柱部材寄りの一部の区間の、コンクリートとの付着を切ることは梁端部におけるヒンジ形成後の梁部材の破壊を防止することを可能にするものの、梁部材自体の曲げモーメント及びせん断力に対する抵抗力を減少させることになるため、梁部材のヒンジ形成部分はもはやヒンジを生じていない部分と同等の耐力を維持することができない。

この発明は上記背景より、ヒンジ形成部分の曲げモーメント及びせん断力に対する耐力の低下とコンクリートの損傷を抑制する接合部構造を提案するものである。

本発明では図１、図３に示すように互いに接合される二つのコンクリート部材Ａ、Ｂの内、一方のコンクリート部材Ａ中に材軸方向に配筋される主筋１と、他方のコンクリート部材Ｂ中に定着されながら、一方のコンクリート部材Ａまで延長させられて配筋される接合部筋２を用い、主筋１を少なくとも他方のコンクリート部材Ａとの境界面まで配筋し、接合部筋２を一方のコンクリート部材Ａ中でその部材成の中央部に向けて斜めに配筋され、他方のコンクリート部材より遠い区間においてコンクリートに付着させ、他方のコンクリート部材寄りの区間においてコンクリートに付着させないことにより、コンクリート部材Ａのひび割れや圧壊等の被害を抑制すると共に、曲げモーメント及びせん断力に対する耐力の低下を抑制し、併せてコンクリートが負担するせん断力を低減する。

図面では接合部筋２の内の太線で示す部分がコンクリートとの付着が切れた区間（付着なしの区間）を示す。接合部筋２をコンクリートに付着させない（接合部筋２の付着を切る）状態は接合部筋２にグリースを塗る、布やスリーブを被せる等により得られるが、方法は問われない。

例えば図２−(a)のように片持ち梁状態の一方のコンクリート部材Ａに材軸に直交する方向の荷重（せん断力）が作用したとき、一方のコンクリート部材Ａは荷重の作用方向に変形しようとし、引張側の接合部筋２が引張力を負担する。

このとき、接合部筋２が他方のコンクリート部材Ｂ中に定着されながら、一方のコンクリート部材Ａ中では他方のコンクリート部材より遠い区間においてコンクリートに付着し、他方のコンクリート部材Ｂ寄りの区間においてコンクリートに付着しないことで、引張側の接合部筋２はコンクリートとの付着がある区間（付着ありの区間）において一方のコンクリート部材Ａの変形に追従し、付着がない区間において伸び変形を生じ、降伏に至る。降伏時のコンクリート部材の変形は付着がない区間の長さを調整することにより自由に設定される。

接合部筋２が付着なしの区間において伸び変形を生ずることで、接合部筋２が一方のコンクリート部材Ａ中で完全に付着している場合との対比では、付着を切った区間では接合部筋２が負担する引張力及び圧縮力によって接合部筋２を除くコンクリート部材Ａにおけるせん断力及び曲げモーメントが付着のある場合に比べて低減されるため、せん断力及び曲げモーメントによるコンクリートの損傷が低減される。

併せて接合部筋２が一方のコンクリート部材Ａ中で交差部分寄りの区間においてコンクリートに付着し、他方のコンクリート部材Ｂ寄りの区間においてコンクリートに付着しないことで、図２−(a)に示すように付着した区間にせん断力に対する反力が生じ、その反力の、材軸に直交する方向の成分がせん断力に抵抗するため、図２−(b)のように一方のコンクリート部材Ａの、接合部筋２を除く部分に作用するせん断力も低減され、一方のコンクリート部材Ａの端部におけるコンクリートのせん断破壊が抑制される。

また図２−(a)に示す、接合部筋２の付着区間における反力の材軸方向の成分は前記せん断力による曲げモーメントに対する曲げ戻しの偶力を形成するため、せん断力による曲げモーメントを低減し、一方のコンクリート部材Ａのヒンジ部におけるコンクリートの損傷を軽減する効果を発揮する。曲げ戻しによる曲げモーメントの低減効果から、一方のコンクリート部材Ａの端部におけるひび割れと圧壊が抑制されることが分かる。

加えて例えば特許文献２の図12のように、特許文献２の梁主筋７に相当する主筋１が特許文献２の梁主筋５に相当する接合部筋２の付着ありの区間までにしか配筋されずに、接合部筋２の、他方のコンクリート部材Ｂ寄りの区間におけるコンクリートとの付着が切られれば、接合部筋２の付着なしの区間には一体化した鉄筋コンクリート造の主筋に相当する鉄筋が不在の状態になり、付着なしの区間においてはコンクリートのみで抵抗することになるため、一方のコンクリート部材Ａの曲げモーメント及びせん断力に対する抵抗力が低下する。

これに対し、本発明では一方のコンクリート部材Ａの主筋１が少なくとも他方のコンクリート部材Ｂとの境界面まで配筋され、その境界面まで主筋１がその周囲のコンクリートに付着していることで、一方のコンクリート部材Ａ中で接合部筋２の付着を切った区間（付着なしの区間）にコンクリートと一体となった主筋１が存在しているため、一方のコンクリート部材Ａのヒンジ形成部分にヒンジを形成しない部分と同様の曲げモーメント及びせん断力に対する抵抗力を持たせることが可能になる。

すなわち、接合部筋２の付着なしの区間では主筋１とその周囲のコンクリートとが両者間の付着力によって一体化しているため、主筋１とコンクリート間でヒンジを形成しない部分と同様の応力を付着力により伝達することができる。

接合部筋２は図１に示すように一方のコンクリート部材Ａの、他方のコンクリート部材Ｂ寄りの端部にのみ部分的に配筋される場合と、図３に示すように全長に亘って配筋される場合（請求項２）があり、両コンクリート部材Ａ、Ｂの部位に応じて使い分けられる。後者の場合、接合部筋２は一方のコンクリート部材Ａの材軸方向中央部で互いに交差する。

本発明の一方のコンクリート部材Ａの主筋１は少なくとも他方のコンクリート部材Ｂとの境界面まで配筋されればよいため、図１に示すようにコンクリート部材Ａ、Ｂの部位によって他方のコンクリート部材Ｂとの境界面で留まる場合と、図４に示すように他方のコンクリート部材Ｂの内部まで延長させられて配筋される場合（請求項３）がある。

一方のコンクリート部材Ａの主筋１を他方のコンクリート部材Ｂの内部まで配筋する請求項３によれば、境界面で留まる場合よりヒンジ部の損傷は増すものの、主筋１に作用する引張力の負担能力が増大するため、一方のコンクリート部材Ａの曲げモーメントに対する抵抗力が増大することになる。

主筋１が他方のコンクリート部材Ｂの内部まで配筋される請求項３では、図４に示すように主筋１を他方のコンクリート部材Ｂの内部においてコンクリートに完全に付着させる場合と、ヒンジ部の損傷を減じるために、図５に示すように他方のコンクリート部材Ｂの内部で一方のコンクリート部材Ａ寄りの一部の区間をコンクリートに付着させない場合がある（請求項４）。図６は請求項４の特殊な場合として主筋１の、他方のコンクリート部材Ｂの内部における全区間のコンクリートとの付着を切った場合（請求項５）を示す。図７は接合部筋２が一方のコンクリート部材Ａの全長に亘って配筋される場合（請求項２）を示す。

主筋１の、他方のコンクリート部材Ｂの内部における少なくとも一方のコンクリート部材Ａ寄りの一部の区間の付着を切る請求項４によれば、その付着を切った区間において主筋１が降伏することができるため、コンクリート部材Ａが損傷をほとんど受けずに変形することが可能である。

特に請求項５に記載のように主筋１の、他方のコンクリート部材Ｂの内部における全区間のコンクリートとの付着を切れば、主筋１の、他方のコンクリート部材Ｂの内部における全区間が伸び変形することがなく、引張応力も生じないため、一方のコンクリート部材Ａの材軸に直交する方向のせん断力に対し、主筋１が他方のコンクリート部材Ｂに伝達する機能（ダボ作用）を十分に発揮することができる。

他方のコンクリート部材中に定着されながら、一方のコンクリート部材まで延長させられて配筋される接合部筋を一方のコンクリート部材中でその部材成の中央部に向けて斜めに配筋し、他方のコンクリート部材より遠い区間においてコンクリートに付着させ、他方のコンクリート部材寄りの区間においてコンクリートに付着させないことで、一方のコンクリート部材に材軸に直交する方向の荷重（せん断力）に対し、接合部筋のコンクリートとの付着がない区間に伸び変形を生じさせることができ、接合部筋が完全に付着している場合より大きい引張力を負担させることができるため、一方のコンクリート部材の、接合部筋を除くコンクリートが負担すべき引張応力を低減し、それに伴うひび割れを抑制することができる。

また接合部筋が他方のコンクリート部材中に定着されながら、一方のコンクリート部材中では他方のコンクリート部材より遠い区間においてコンクリートに付着し、他方のコンクリート部材寄りの区間においてコンクリートに付着しないことで、付着した区間にせん断力に対する反力が生じ、その反力の、材軸に直交する方向の成分がせん断力に抵抗するため、一方のコンクリート部材の、接合部筋を除く部分に作用するせん断力も低減し、一方のコンクリート部材の端部におけるコンクリートのせん断破壊を防止することができる。

この接合部筋の付着区間における反力の材軸方向の成分はせん断力による曲げモーメントに対する曲げ戻しの偶力を形成するため、せん断力による曲げモーメントを低減し、一方のコンクリート部材のヒンジ部におけるコンクリートの損傷を軽減する効果も発揮する。

加えて一方のコンクリート部材の主筋が少なくとも他方のコンクリート部材との境界面まで配筋され、その境界面まで主筋がその周囲のコンクリートに付着していることで、接合部筋の、一方のコンクリート部材中の付着を切った区間にコンクリートと一体となった主筋が存在するため、一方のコンクリート部材のヒンジ形成部分にヒンジを形成しない部分と同様の曲げモーメント及びせん断力に対する抵抗力を持たせることが可能であり、この接合部筋の付着なしの区間では主筋とコンクリート間でヒンジを形成しない部分と同様の応力を付着力により伝達することができる。

請求項３では一方のコンクリート部材の主筋を他方のコンクリート部材の内部まで配筋することで、境界面で留まる場合より主筋に作用する引張力の負担能力が増大するため、一方のコンクリート部材の曲げモーメントに対する抵抗力を増大させることができる。

請求項４では主筋の、他方のコンクリート部材の内部における少なくとも一方のコンクリート部材寄りの一部の区間をコンクリートに付着させないことで、付着を切った区間において主筋が降伏することができるため、コンクリート部材が損傷をほとんど受けずに変形することが可能であり、他方のコンクリート部材のヒンジ部の損傷を減じることができる。

請求項５では主筋の、他方のコンクリート部材の内部における全区間のコンクリートとの付着を切ることで、主筋の、他方のコンクリート部材の内部における全区間が伸び変形することがなく、引張応力も生じないため、主筋の、一方のコンクリート部材Ａの内部における区間に引張力を作用させることなく、一方のコンクリート部材Ａの材軸に直交する方向のせん断力を他方のコンクリート部材に伝達する機能（ダボ作用）を発揮させることができる。

この発明は図１、図３に示すように互いに接合される二つのコンクリート部材Ａ，Ｂの内、一方のコンクリート部材Ａ中に材軸方向に配筋される主筋１と、他方のコンクリート部材Ｂ中に定着されながら、一方のコンクリート部材Ａまで延長させられ、その一方のコンクリート部材Ａ中で各主筋１に沿い、一方のコンクリート部材Ａに配筋される接合部筋２を用い、二つのコンクリート部材Ａ，Ｂを接合して構成される接合部構造である。主筋１は主に一方のコンクリート部材Ａ中にその成方向、または幅方向に対になって配筋され、接合部筋２は主に一方のコンクリート部材Ａの成方向、または幅方向に対になって配筋される。

主筋１は少なくとも他方のコンクリート部材Ｂとの境界面まで配筋され、接合部筋２は一方のコンクリート部材Ａ中でその部材成の中央部に向けて斜めに配筋され、他方のコンクリート部材Ｂより遠い区間においてコンクリートに付着し、他方のコンクリート部材Ｂ寄りの区間においてコンクリートに付着しない。

図１、図３はコンクリート部材Ａが梁、コンクリート部材Ｂが柱、または耐力壁である場合に、コンクリート部材Ａ中に配筋された主筋１をコンクリート部材Ｂとの境界面で止めた場合を示す。図１は接合部筋２をコンクリート部材Ａの端部にのみ配筋した場合であり、図３は接合部筋２をコンクリート部材Ａの全長に亘って配筋した場合（請求項２）である。いずれの場合も接合部筋２はコンクリート部材Ａ内の区間で互いに交差するが、必ずしも図示するようにコンクリート部材Ａ内の区間における中央部で交差する必要はない。

コンクリート部材Ａ、Ｂは柱と梁、耐力壁と柱又は梁、上階の柱と下階の柱、柱と基礎、杭と基礎（フーチング）の他、耐力壁と耐力壁、フラットスラブのようなスラブと柱等、互いに接合されるコンクリート部材であれば部位を問わない。また現場打ちコンクリート造であるかプレキャストコンクリート製であるかも問わず、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鋼管コンクリート造（ＣＦＴ）、またはいずれかの組み合わせの場合の他、プレストレスを与える場合もある。

図４〜図７は主筋１をコンクリート部材Ｂとの境界面を超え、コンクリート部材Ｂの内部まで配筋した場合（請求項３）を示す。図４は主筋１のコンクリート部材Ｂ内の区間をそのコンクリート中に定着させた場合、図５は主筋１の、コンクリート部材Ｂ内のコンクリート部材Ａ寄りの区間の付着を切った場合（請求項４）である。図６、図７は主筋１のコンクリート部材Ｂ内の全区間に亘り、コンクリートとの付着を切った場合（請求項５）である。図６、図７はコンクリート部材Ａが梁の場合を示しているが、コンクリート部材Ａを柱に、コンクリート部材Ｂを基礎やスラブに置き換えることもできる。

図６、図７の場合、主筋１のコンクリート部材Ｂ内の全区間の付着を切ることで、コンクリート部材Ｂ内の区間にコンクリート部材Ａの材軸に直交する方向のせん断力に対しては、コンクリート部材Ｂ内で付着を切った区間が伸び変形せず、降伏もしないため、主筋１の、コンクリート部材Ａの内部における区間に引張力を作用させることがない。また主筋１のコンクリート部材Ｂ内で付着を切った区間は常に健全に保たれるため、コンクリート部材Ａからのせん断力をコンクリート部材Ｂに伝達する良好な機能（ダボ作用）を発揮する。

主筋を他方のコンクリート部材との境界面で止めた場合を示した立面図である。 (a)は一方のコンクリート部材にせん断力が作用したときの接合部筋に生ずる反力の様子を示した立面図、(b)はそのときのせん断力図である。 接合部筋を一方のコンクリート部材の全長に亘って配筋した場合を示した立面図である。 主筋を他方のコンクリート部材との境界面を超え、そのコンクリート部材の内部まで配筋し、そのコンクリート中に定着させた場合を示した立面図である。 主筋を他方のコンクリート部材との境界面を超え、そのコンクリート部材の内部まで配筋し、そのコンクリート部材内の一方のコンクリート部材寄りの区間の付着を切った場合を示した立面図である。 主筋を他方のコンクリート部材の内部まで配筋し、そのコンクリートとの付着を切った場合を示した立面図である。 接合部筋を一方のコンクリート部材の全長に亘って配筋した場合に、主筋を他方のコンクリート部材の内部まで配筋し、そのコンクリートとの付着を切った場合を示した立面図である。

符号の説明

Ａ……一方のコンクリート部材、Ｂ……他方のコンクリート部材、
１……主筋、２……接合部筋

Claims (5)

1. 互いに接合される二つのコンクリート部材の内、一方のコンクリート部材中に材軸方向に配筋される主筋と、他方のコンクリート部材中に定着されながら、前記一方のコンクリート部材まで延長させられ、その一方のコンクリート部材中で前記各主筋に沿い、一方のコンクリート部材中に配筋される接合部筋を用い、前記二つのコンクリート部材を接合して構成される接合部構造であり、前記主筋は少なくとも他方のコンクリート部材との境界面まで配筋され、前記接合部筋は一方のコンクリート部材中でその部材成の中央部に向けて斜めに配筋され、他方のコンクリート部材より遠い区間においてコンクリートに付着し、他方のコンクリート部材寄りの区間においてコンクリートに付着していないコンクリート部材の接合部構造。
2. 接合部筋は一方のコンクリート部材の全長に亘って配筋されている請求項１記載のコンクリート部材の接合部構造。
3. 主筋は他方のコンクリート部材の内部まで配筋されている請求項１、もしくは請求項２記載のコンクリート部材の接合部構造。
4. 主筋の、他方のコンクリート部材の内部における一方のコンクリート部材寄りの一部の区間はコンクリートに付着していない請求項３記載のコンクリート部材の接合部構造。
5. 主筋の、他方のコンクリート部材の内部における全区間がコンクリートに付着していない請求項４記載のコンクリート部材の接合部構造。
   
   
   
   
   

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