JP2006118353A - Method of designing concrete structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリート構造物の設計方法に関するものである。
The present invention relates to a method for designing a concrete structure.
従来、合成地下RC壁dを有する二重床(最下地下床版fと基礎床版b)のコンクリート構造物では、図5(A)のような曲げモーメント分布となり、基礎梁eの部分で合成地下RC壁d(一体化した地下RC壁aと鋼材c)の端部の曲げモーメントM0の処理が可能であった。しかし、図5(B)のような地下階の基礎床版bがそのまま地盤に接するマットスラブ構造や免震構造の擁壁、ドライエリアなどのコンクリート構造物の場合、合成地下RC壁dの端部の曲げモーメントが基礎床版bへ直接伝達されるため、地下RC壁aと基礎床版bとの接合部の曲げモーメントM1の伝達機構を明らかにする必要がある。これらの接合部には、せん断力のみならず引張力も同時に作用するために、頭つきスタッドのみの適用では、引張力を基礎床版bの下端鉄筋に伝達させる機構が明確ではなかった。
Conventionally, in a double floor concrete structure having a composite underground RC wall d (the lowermost floor slab f and the foundation floor slab b), the bending moment distribution as shown in FIG. The bending moment M 0 at the end of the synthetic underground RC wall d (integrated underground RC wall a and steel material c) could be processed. However, in the case of a concrete structure such as a mat slab structure, a seismic isolation structure retaining wall, or a dry area where the base floor slab b of the underground floor is in direct contact with the ground as shown in FIG. 5B, the end of the composite underground RC wall d Since the bending moment of the part is directly transmitted to the foundation floor slab b, it is necessary to clarify the transmission mechanism of the bending moment M 1 at the joint between the underground RC wall a and the foundation floor slab b. Since not only the shearing force but also the tensile force acts simultaneously on these joints, the mechanism for transmitting the tensile force to the lower end reinforcing bar of the foundation floor slab b is not clear when only the headed stud is applied.
<イ>本発明は、適切に設計されたコンクリート構造物を提供することにある。
<ロ>また、本発明は、合成壁の隅部の強度が適切に設計されたコンクリート構造物を提供することにある。
<ハ>また、本発明は、コンクリート構造物の強度を適切に設計することにある。
<ニ>また、本発明は、コンクリート構造物の合成壁隅部の強度を適切に設計することにある。
<I> An object of the present invention is to provide an appropriately designed concrete structure.
<B> Further, the present invention is to provide a concrete structure in which the strength of the corners of the composite wall is appropriately designed.
<C> Further, the present invention is to appropriately design the strength of the concrete structure.
<D> Moreover, this invention exists in designing the intensity | strength of the synthetic | combination wall corner part of a concrete structure appropriately.
本願発明は、第1コンクリート層と第2コンクリート層が交わる接合部と、第1コンクリート層と接合部の外面に配置される鋼材と、鋼材と接合部とを一体化するために鋼材に取り付けられ、接合部内に配置される保持材とを有するコンクリート構造物の設計方法において、接合部と一体化された鋼材に作用する曲げモーメントと軸力とを算定し、該曲げモーメントと軸力から保持材に作用するせん断力と引張力を算定し、コンクリート構造物を設計することを特徴とする、コンクリート構造物の設計方法にある。
The present invention is attached to a steel material in order to integrate the joint portion where the first concrete layer and the second concrete layer intersect, the steel material disposed on the outer surface of the first concrete layer and the joint portion, and the steel material and the joint portion. In a design method of a concrete structure having a holding material disposed in a joint, a bending moment and an axial force acting on a steel material integrated with the joint are calculated, and the holding material is calculated from the bending moment and the axial force. The method for designing a concrete structure is characterized in that a concrete structure is designed by calculating a shearing force and a tensile force acting on the structure.
本発明は、次のような効果を得ることができる。
<イ>本発明は、適切に設計されたコンクリート構造物を得ることができる。
<ロ>また、本発明は、合成壁の隅部の強度が適切に設計されたコンクリート構造物を得ることができる。
<ハ>また、本発明は、コンクリート構造物の強度を適切に設計することができる。
<ニ>また、本発明は、コンクリート構造物の合成壁隅部の強度を適切に設計することができる。
The present invention can obtain the following effects.
<I> The present invention can obtain a suitably designed concrete structure.
<B> Further, according to the present invention, a concrete structure in which the strength of the corners of the composite wall is appropriately designed can be obtained.
<C> In addition, the present invention can appropriately design the strength of the concrete structure.
<D> Moreover, this invention can design appropriately the intensity | strength of the synthetic | combination wall corner part of a concrete structure.
以下、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
<イ>コンクリート構造物
コンクリート構造物は、第1コンクリート層1と第2コンクリート層2が交わる接合部12を備え、第1コンクリート層1の外側に鋼材3を一体に配置した合成構造体13を有するものである。このコンクリート構造物の例としては、例えば図1〜図2に示すように、山留め壁と一体化した合成地下RC壁と基礎床版からなる構造物があり、合成地下RC壁が鋼材3と第1コンクリート層1の合成構造体13に対応し、基礎床版が第2コンクリート層2に対応し、合成地下RC壁と基礎床版が接合部12で接合している。また、他のコンクリート構造物の例としては、鋼材と一体化された屋上のコンクリート屋根とコンクリート壁からなる構造物があり、屋上のコンクリート屋根が鋼材3と第1コンクリート層1の合成構造体13に対応し、コンクリート壁が第2コンクリート層2に対応し、屋上のコンクリート屋根とコンクリート壁が接合部12で接合している。なお、コンクリート層1、2は、圧縮強度が大きいものであればよく、例えば鉄筋コンクリート、鉄骨コンクリート、鉄筋鉄骨コンクリートなどを使用する。また、鋼材3は、引張強度の大きなものであればよく、例えばH形鋼を使用する。
<I> Concrete structure The concrete structure includes a
<ロ>接合部
第1コンクリート層1と第2コンクリート層2が交わる接合部12は、例えば図1〜図2の例では、第1コンクリート層1の地下RC壁と第2コンクリート層2の基礎床版との接合個所である。第1コンクリート層1は、鋼材3の山留め壁と保持材4、5で一体化され、合成地下RC壁の合成構造体13を形成している。保持材4、5は、第1コンクリート層1と鋼材3を一体化するもので、せん断力や引張り力に抗するものであれば良い。保持材4、5は、例えば図3に示すように、頭付きスタッドなどの第1保持材4と、例えば異形棒鋼スタッドなど第1保持材4より引張強度の大きな第2保持材5を鋼材3に固定するなどして取り付けられる。なお、図1には、上方に1階床版6を示している。図2は、図1の接合部12の拡大図であり、図3は、図2の第1コンクリート層1と第2コンクリート層2を形成していない状態であり、立体的に模式的に示したものである。接合部12の下端の隅部に第2保持材5を配置する。第2保持材5の数は、引張力やせん断力に抗する本数とし、例えば図3では、各鋼材3に付着長の長い異形棒鋼スタッドを取り付ける。第1保持材4の数は、引張力やせん断力に抗する本数とし、図3では、各鋼材3に頭付きスタッドを取り付け、高さ方向に所定間隔で取り付ける。
<B> Joint part The
図1のコンクリート構造物の場合、鋼材3と第1コンクリート層1の合成構造体13に土圧や水圧などの力が作用する。その結果、鋼材3と第1コンクリート層1の合成構造体13は図1のような第1曲げモーメント分布となる。合成構造体13の接合部12に作用する曲げモーメントは大きく、M1となる。接合部12の端部の第1曲げモーメント分布のM1は、接合部12で確実に第2コンクリート層2に直接伝達するように構成する。図1〜図3のように第2保持材5を接合部12の端部に配置することにより、鋼材3と第1コンクリート層1の合成構造体13に作用する曲げモーメントM1を第2コンクリート層2に直接伝達することができる。
In the case of the concrete structure of FIG. 1, forces such as earth pressure and water pressure act on the
以下に、図面を用いてコンクリート構造物の設計方法を説明する。 Below, the design method of a concrete structure is demonstrated using drawing.
<イ>鋼材に作用する力の算定例
鋼材3に作用する応力の算定例は、図4に示されているように、先ず、土圧や水圧と鋼材3と第1コンクリート層1の合成構造体13などから、接合部12の鋼材3と第1コンクリート層1とに作用する曲げモーメントM1を求める(S1)。
<A> Calculation example of force acting on steel material As shown in FIG. 4, the calculation example of the stress acting on the
次に、鋼材3と第1コンクリート層1の合成構造体13の断面係数Zと曲げモーメントM1から鋼材3の分担応力σH0をσH0=M1/Zにより算定する。また、中立軸xnw、第1コンクリート層の厚さD1、鋼材の厚さDHより、幾何学的に、σHiをσHi=σH0(D1−xnw)/(DH+D1−xnw)により算定する(S2)。
Then, from the moment M 1 and bending section modulus Z of the
次に、接合部12にある鋼材3の曲げモーメントMjを算定する。先ず、鋼材3の応力度の平均((σHi+σH0)/2)と鋼材3の断面積Sにより、軸力NをN=S×(σHi+σH0)/2により算定する。また、応力度の差分(σH0−σHi)と鋼材の断面係数ZHより鋼材3の曲げモーメントMHをMH=(σH0−σHi)×ZHにより算定する。鋼材3と第1コンクリート層1の境界の曲げモーメントMjは、Mj=N×DH/2+MHにより算定する(S3)。
Next, the bending moment M j of the
<ロ>接合部モデルの作成
接合部12の鋼材3と第1コンクリート層1との境界における鋼材3にかかる曲げモーメントMjは、鋼材3から接合部12に100%伝達されるので、接合部12の鋼材3にかかる曲げモーメントと等しい。そこで、鋼材3にかかる曲げモーメントMjを用いて、接合部12の鋼材3の各部分にかかる曲げモーメントを求める。そのために、接合部内に頭付きスタッドの第1保持材4と異形棒鋼スタッドの第2保持材5を張力やせん断力を考慮して配置して、接合部モデルを作成する(S4)。接合部モデルは、スタッドなどの保持材4、5の断面積、本数、設置寸法を決めて、鋼材3に保持材4、5を配置して行う。その際、引張り力が大きくなると、第2コンクリート層2の下端筋への引張り力の伝達を考慮し、異形棒鋼スタッドを配置する。
<B> and
<ハ>保持材の配置と設計
接合部12の鋼材3に作用する軸力Nに対して、頭付きスタッドと異形棒鋼スタッドなどのスタッドのせん断力(qi)で抵抗させる。即ち、スタッドのせん断力の合計Q=Σqi≧Nとなるようにスタッドの種類や個数を決める。また、接合部12の鋼材3に作用する曲げモーメントMjに対して、頭付きスタッドと異形棒鋼スタッドなどのスタッドの引張り力(pi)により抵抗させる。この場合、中立軸Xnjは、鋼材3の軸に直角に作用する力の釣り合いにより求められ、鋼材3に作用する応力度の大きさは、曲げモーメントの大きさがMjとなる条件で決まる(S5)。
<C> Arrangement and design of holding material The axial force N acting on the
<ニ>接合部モデルの判定
各スタッドに対し、軸力Nと曲げモーメントMjにより求められたqiとpiを数式1の評価式に代入し、左辺が1を下回れば、ステップS4で設定した許容応力度以内の設計である。また、左辺が1を上回った場合、ステップS4に戻り、スタッドの再配置を行う。これらの操作を繰り返して、最適な接合部モデルを作成する(S6)。
<D> Judgment of joint model For each stud, q i and p i obtained from the axial force N and bending moment M j are substituted into the evaluation formula of Formula 1, and if the left side is less than 1, step S4 The design is within the set allowable stress level. If the left side exceeds 1, the process returns to step S4 and the studs are rearranged. These operations are repeated to create an optimal joint model (S6).
山留め壁と一体化した合成地下RC壁と基礎床版とからなるコンクリート構造物の場合、図2〜図3のように、合成地下RC壁の接合部12の端部付近に異形棒鋼スタッドなどの第2保持材を取り付け、その上方に所定の間隔で頭付きスタッドなどの第1保持材1を取り付け、最適な接合モデルを作成することができる。 In the case of a concrete structure composed of a synthetic underground RC wall and a foundation floor slab integrated with a retaining wall, as shown in FIGS. The second holding member is attached, and the first holding member 1 such as a headed stud is attached at a predetermined interval above the second holding member, so that an optimum joining model can be created.
1・・・第1コンクリート層
11・・基礎梁
12・・接合部
13・・合成構造体
2・・・第2コンクリート層
3・・・鋼材
4・・・第1保持材
5・・・第2保持材
6・・・1階床版
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st concrete layer 11 ...
Claims (4)
接合部と一体化された鋼材に作用する曲げモーメントと軸力とを算定し、該曲げモーメントと軸力から保持材に作用するせん断力と引張力を算定し、コンクリート構造物を設計することを特徴とする、コンクリート構造物の設計方法。 The first concrete layer and the second concrete layer intersect with each other, the steel material disposed on the outer surface of the first concrete layer and the joint portion, and the steel material and the joint portion are attached to the steel material and integrated in the joint portion. In a method for designing a concrete structure having a holding material to be arranged,
Calculate the bending moment and axial force acting on the steel integrated with the joint, calculate the shearing force and tensile force acting on the holding material from the bending moment and axial force, and design the concrete structure. A method for designing a concrete structure, characterized.
接合部と一体化された鋼材に作用する曲げモーメントは、鋼材と第1コンクリートの接合部にかかる曲げモーメントを算定し、該曲げモーメントのうち鋼材の分担応力を算定し、該分担応力と鋼材の断面係数から算定することを特徴とする、コンクリート構造物の設計方法。 In the design method of the concrete structure of Claim 1,
The bending moment acting on the steel integrated with the joint is calculated by calculating the bending moment applied to the joint between the steel and the first concrete, and by calculating the share stress of the steel among the bending moment. A method for designing a concrete structure, characterized by calculating from a section modulus.
保持材に作用するせん断力qと引張力pは、下記の式を満足するように設計することを特徴とする、コンクリート構造物の設計方法。
A method for designing a concrete structure, wherein the shearing force q and the tensile force p acting on the holding material are designed to satisfy the following formula.
鋼材と第1コンクリート層は、合成地下RC壁であり、第2コンクリート層は、基礎床版であることを特徴とする、コンクリート構造物の設計方法。 In the design method of the concrete structure of Claim 1,
A method for designing a concrete structure, wherein the steel material and the first concrete layer are synthetic underground RC walls, and the second concrete layer is a foundation floor slab.
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JP2013036272A (en) * | 2011-08-10 | 2013-02-21 | Kumagai Gumi Co Ltd | Method of evaluating bending moment borne by coupling means which couples earth retaining wall and foundation slab |
JP7444397B2 (en) | 2019-10-15 | 2024-03-06 | 株式会社神戸製鋼所 | Construction method for retaining wall blocks, retaining wall members, and retaining wall blocks |
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