JP2008240329A

JP2008240329A - 接合構造

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Publication number: JP2008240329A
Application number: JP2007081377A
Authority: JP
Inventors: Hideyoshi Watanabe; 英義渡辺
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-10-09

Abstract

【課題】施工が容易でありながらも十分な耐力を発現することを可能とした接合構造を提案する。
【解決手段】直線状の鉄筋からなり、先端に鉄筋径よりも大きな幅を有した定着部材３１が固定された複数の柱主筋１０，１０，…と、直線状の鉄筋からなり、先端に鉄筋径よりも大きな幅を有した定着部材３１が固定された複数の梁主筋２０，２０，…と、一辺が柱主筋１０に沿い、他辺が梁主筋２０に沿うように配筋されたく字状の隅角部補強筋３０，３０，…とを備える鉄筋コンクリート造建物の柱梁接合部における接合構造Ｊ。
【選択図】図１

Description

本発明は鉄筋コンクリート造建物における柱と梁の接合構造に関する。

従来、鉄筋コンクリート造建物の最上層における柱と梁との接合部（以下、単に「柱梁接合部」という場合がある）では、図７に示すように、柱１０１の上端部１１０を梁１０２の天端よりも突出させ、この突出部分を利用して柱主筋１１１の定着長を確保していた。このとき、梁１０２の主筋１２０は、柱１０１と梁１０２との接合部内において折り曲げ定着されていた。

ところが、柱１０１の上端１１０を梁１０２の天端よりも突出させることは、意匠設計の自由度を制限するため好ましくなく、また、防水構造を構築する面においても突出部分が防水構造の立ち上がり部と干渉するため、施工が困難になるという問題点を有していた。

前記問題点を解消するために、柱上端部の突出部を形成することなく、柱梁接合部内において柱および梁の主筋を定着させる接合構造が多数開発されている。

例えば、特許文献１には、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、柱梁接合部内の上側の梁主筋２２０（以下、単に「梁上端主筋２２１」という場合がある）のみが、折り曲げ配筋されて、下側の梁主筋２２０（以下、単に「梁下端主筋２２２」という場合がある）および柱主筋２１０については直線状の鉄筋の先端に定着板２３０が設けられたものとし、コの字形の柱頭補強筋２３１をその垂直部が柱主筋２１０に沿って下向きで柱の帯筋に内接するように配筋された接合構造が開示されている。

また、特許文献２には、図９に示すように、柱３０１と梁３０２との接合部において、柱主筋３１０の端部と梁主筋３２０の端部とを、アングル材等の接合部材３３０を介して接合することで、柱梁接合部（柱３０１）内に柱主筋３１０および梁主筋３２０を定着させる接合構造が開示されている。

特開２００４−１００３６９号公報特開２００２−２７６０２４号公報

ところが、前記特許文献１に記載の接合構造は、梁上端主筋２２１に、折り曲げ加工を施す必要があり、その加工に手間と精度を要するとともに、折り曲げ加工が施された梁上端主筋２２１の配筋作業に高い精度が要求されるため、手間がかかるという問題点を有していた。
また、折り曲げ加工が施された梁上端主筋２２１が梁下端主筋２２２および柱主筋２１０と互いに混み合う配筋のため、各主筋２２１，２２２，２１０の位置決め等が複雑となり、施工にも手間を要していた。

また、特許文献２に記載の接合構造は、アングル材等の接合部材３３０を使用しているため、コンクリート打設後に、コンクリートの沈降により接合部材３３０の下面に空隙ができる可能性があり、十分な耐力を得ることができない虞があるという問題点を有していた。

また、接合部材３３０に、柱主筋３１０および梁主筋３２０を挿通するための複数の挿通孔を、柱主筋３１０および梁主筋３２０の施工誤差に応じて形成する必要があり、その作業に手間を要するという問題点を有していた。
さらに、施工時には、柱主筋３１０および梁主筋３２０の一方に、接合部材３３０を取り付けた後、他方を接合部材３３０の挿通孔に挿通する必要がある。そのため、決められた位置に他方の主筋の端部が配筋されるようにする、高い精度の施工が要求されるため、施工に手間を要するという問題点を有していた。

本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、施工が容易でありながらも十分な耐力を発現することを可能とした接合構造を提案することを課題とするものである。

前記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、鉄筋コンクリート造建物の柱梁接合部における接合構造であって、直線状の鉄筋からなる複数の柱主筋と、直線状の鉄筋からなる複数の梁主筋と、一辺が前記柱主筋に沿い、他辺が前記梁主筋に沿うように配筋されたく字状の隅角部補強筋と、を備えることを特徴としている。

かかる接合構造は、直線状の鉄筋を柱主筋および梁主筋として使用するため、柱主筋および梁主筋の端部に曲げ加工を施す手間を省略することが可能となり、施工性が向上する。また、柱主筋および梁主筋が直線状の鉄筋により構成されているため、曲げ加工が施された鉄筋を使用する場合に比べて位置決めが容易で配筋作業を簡易に行うことが可能である。
また、隅角部補強筋を配置することにより、Ｌ字形の柱梁接合部が閉じる方向の地震荷重が作用した場合に、４５度方向のひび割れに起因する破壊を防止することが可能となる。また、隅角部補強筋は、一辺が柱主筋に沿い、他辺が梁主筋に沿うように配筋されているため、重ね継手としての効果も有しており、直線定着長さを短くすることを可能としている。

前記柱主筋および前記梁主筋の先端に前記鉄筋の鉄筋径よりも大きな幅を有した定着部がそれぞれ形成されていれば、柱主筋および梁主筋の定着性能が向上し、好適である。

また、前記接合構造において、前記梁主筋と直交する基部と前記基部の両端から下向きに延設されて前記柱主筋と平行をなす２本の脚部とを有し、前記梁主筋と前記隅角部補強筋の他辺とを拘束するＵ字補強筋を備えていてもよい。

かかる接合構造によれば、Ｕ字補強筋により梁主筋と隅角部補強筋が拘束されるため、上側の梁主筋と隅角部補強筋の跳ね上がりが防止される。また、Ｕ字補強筋の脚部は、柱梁接合部のコンクリートを拘束する役目も果たすため、接合部のせん断耐力や変形能力を向上させることが可能となる。

また、前記接合構造において、前記隅角部補強筋の先端に、フックが形成されていれば、直線定着では隅角部補強筋の定着長が不足する場合であっても、柱梁接合部内での隅角部補強筋の定着を確保することが可能となる。

本発明によれば、鉄筋コンクリート造の建物における柱と梁との接合部について、施工が容易でありながらも十分な耐力を発現することを可能とした接合構造を構築することが可能となる。

本発明の補強構造の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
ここで、図１は、本実施形態に係る接合構造を示す斜視図である。図２は、図１に示す接合構造を採用した鉄筋コンクリート造建物を示す立面図である。図３（ａ）は図１に示す接合構造の平面図であり、（ｂ）は同側面図である。

本実施形態に係る接合構造Ｊは、図１に示すように、鉄筋コンクリート造建物の柱１と梁２との接合部における接合構造Ｊであって、直線状の鉄筋からなる複数の柱主筋１０，１０，…と、直線状の鉄筋からなる複数の梁主筋２０，２０，…と、一辺が柱主筋１０に沿い、他辺が梁主筋２０に沿うように配筋されたく字状の隅角部補強筋３０，３０，…と、を備えて構成されている。

接合構造Ｊは、図１および図２に示すように、鉄筋コンクリート造建物Ｂの最上層の柱梁接合部に採用されるものであって、本実施形態では、１本の柱１に対して、２方向から梁２，２が接合される場合について説明する。このような柱梁接合部は、柱１の上端において構成されている。

図２に示すように、鉄筋コンクリート構造物Ｂは、所定の間隔をあけて複数本立設された柱１，１，…と、隣接する柱１，１に横設される梁２，２，…とを備えて構成されている。

柱１は、図２に示すように、鉄筋コンクリート造建物Ｂにおいて、基礎から最上層まで連続して形成された構造体であって、互いに所定の間隔をあけて複数本立設されている。
本実施形態に係る柱１には、図３（ａ）に示すように、２本の梁２，２が、互いに直交する方向からそれぞれの先端が柱１の側面に突き合わされた状態で接合されている。

図３（ａ）に示すように、柱１は断面視が略正方形に形成されており、１２本の柱主筋１０，１０，…が配筋されている。また、柱１には、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、柱主筋１０，１０，…の周囲を覆うように矩形状に形成された柱帯筋１１が、柱１の軸方向に沿って所定の間隔により配筋されている。

なお、本実施形態では、柱１を略正方形断面に構成する場合について説明したが、柱１の形状は限定されるものではなく、円形断面、楕円形断面、矩形断面またはその他の多角形断面に構成するなど、建物Ｂの使用目的や景観設計等に応じて適宜設定すればよい。
また、本実施形態では、柱主筋１０を１２本するものとしたが、柱主筋１０の本数、配筋ピッチ、鉄筋径等は、限定されるものではなく、適宜設定すればよい。また、柱帯筋１１の、形状は、柱主筋１０の配筋に応じて適宜設定すればよく、矩形に限定されないことはいうまでもない。また、柱帯筋１１の鉄筋径や配筋ピッチ等も適宜設定されるものであって、限定されるものではない。

柱主筋１０は、柱１の側面から所定のコンクリート被りを確保した状態で、柱１の断面形状に沿って配筋されているとともに、梁２から延設された梁主筋２０の配置に応じて配筋されている。

本実施形態では、柱主筋１０として、ネジ鉄筋を使用するものとし、柱主筋１０の先端には、それぞれ定着部材３１が固定されている。柱主筋１０は、先端に固定された定着部材３１により、定着長が短縮化されて、柱主筋１０が柱１内において直線定着されている。なお、柱主筋１０は、ネジ鉄筋に限定されるものではなく、その他の異形鉄筋や丸鋼を使用してもよい。

定着部材３１は、図３（ｂ）に示すように、柱主筋１０の先端を収容する筒状部３１ｂと柱主筋１０の鉄筋径よりも大きな直径からなる円形板からなる定着部３１ａとにより構成されている。この定着部材３１は、ネジ鉄筋からなる柱主筋１０の先端を、筒状部３１ｂにねじ込むことにより、柱主筋１０の先端に固定されている。柱主筋１０の先端は、定着部３１ａが固定されていることにより拡径されているため、柱鉄筋１０の定着性能が向上し、直線定着の定着長の短縮化が可能となる。

本実施形態では、柱主筋１０の先端に定着部材３１を固定するものとしたが、柱主筋１０の定着部は、必ずしも定着部材３１を介して形成する必要はない。例えば、柱主筋１０として、先端に拡径部が形成されたいわゆるこぶつき鉄筋を使用してもよい。また、柱主筋１０の先端に直接板材を溶接等の公知の方法により固定することで、定着部を形成してもよい。
また、定着部３１ａとして、円形板を使用するものとしたが、幅寸法が柱主筋１０の鉄筋径よりも大きい矩形状やその他の多角形状の板材を使用してもよい。

梁２は、図２に示すように、所定の間隔をあけて立設された柱１同士の間に横設された鉄筋コンクリート製構造体である。

図３（ａ）および（ｂ）に示すように、梁２は断面視が略正方形に形成されており、所定の間隔により配設された梁主筋２０が４本ずつ、上下に２段（梁上端主筋２０ａおよび梁下端主筋２０ｂ）、配筋されている。また、梁２には、梁主筋２０，２０，…の周囲を覆うように矩形状に形成された梁肋筋２１が、梁２の軸方向に沿って所定の間隔により配筋されている。

なお、本実施形態では、梁２を略正方形断面に構成する場合について説明したが、梁２の形状は限定されるものではなく、円形断面、楕円形断面、矩形断面またはその他の多角形断面に構成するなど、建物Ｂの使用目的や景観設計等に応じて適宜設定すればよい。
また、本実施形態では、梁上端主筋２０ａと梁下端主筋２０ｂをそれぞれ４本ずつ計８本配筋するものとしたが、梁主筋２０の本数、配筋ピッチ、鉄筋径等は、限定されるものではなく、適宜設定すればよい。また、梁肋筋２１の、形状は、梁主筋２０の梁２の断面形状や配筋等に応じて適宜設定すればよく、矩形に限定されないことはいうまでもない。また、梁肋筋２１の鉄筋径や配筋ピッチ等も適宜設定されるものであって、限定されるものではない。

本実施形態では、梁主筋２０として、ネジ鉄筋を使用するものとし、梁主筋２０の先端には、それぞれ定着部材３１が固定されている。梁主筋２０の先端に定着部材３１が固定されていることにより、梁主筋２０が柱１の内部において直線定着されている。なお、梁主筋２０は、ネジ鉄筋に限定されるものではなく、その他の異形鉄筋や丸鋼を使用してもよい。

梁主筋２０は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、梁２の表面から所定のコンクリート被りを確保した位置に配筋されており、その先端が梁２の先端から突出して柱１の内部（柱梁接合部内）に配筋されている。
梁主筋２０，２０，…のうち、中間の２本の梁主筋２０，２０は、柱主筋１０，１０，…の配筋に応じて、互いの間隔が狭められている。また、梁主筋２０は、直交する他の方向から配設された梁主筋２０と上下の高さをずらすことで、互いに交差するように、配筋されている。

本実施形態では、梁主筋２０の先端に定着部材３１を固定する構成としたが、梁主筋２０の定着部は、必ずしも定着部材３１を介して形成する必要はない。例えば、梁主筋２０として先端に拡径部が形成されたいわゆるこぶつき鉄筋を使用してもよく、また、梁主筋２０の先端に直接板材を固定することにより、定着部を形成してもよい。

隅角部補強筋３０は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、鉄筋を９０度折り曲げることによりく字状に形成された鉄筋であって、縦辺（一辺）３０ａが梁２と反対側に配置された柱主筋１０に沿い、横辺（他辺）３０ｂが梁上端主筋２０ａに沿うように配筋されている。つまり、隅角部補強筋３０は、梁上端主筋２０ａと柱主筋１０に沿って配置されており、また、柱１と梁２によりＬ形に形成された接合部における外側の角に沿って所定のコンクリート被りを確保した位置に配置されている。

本実施形態では、隅角部補強筋３０を構成する鉄筋として、柱主筋１０および梁主筋２０と同等の鉄筋径からなるネジ鉄筋を使用するものとするが、隅角部補強筋３０を構成する材料はこれに限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。

隅角部補強筋３０を構成する縦辺３０ａおよび横辺３０ｂの長さは、コンクリートや鉄筋の強度とそれらの組み合わせによって定まるものであって、限定されるものではない。
隅角部補強筋３０は、図３（ｂ）に示すように、縦辺３０ａおよび横辺３０ｂが、それぞれ柱主筋１０および梁上端主筋２０ａに、重なり合うように配筋されて、柱主筋１０および梁上端主筋２０ａと同等のコンクリート被りを有して配筋されている。

図１および図３に示すように、本実施形態にかかる接合構造Ｊには、互いに交差するように配筋された梁上端主筋２０ａのうちの上側に配筋される梁上端主筋２０ａ（本実施形態では、図３において右から接続する梁上端主筋２０ａ）と、この梁上端主筋２０ａに沿って配置された隅角部補強筋３０の横辺３０ｂとを拘束するＵ字補強筋３２が３本配筋されている。

Ｕ字補強筋３２は、前記梁上端主筋２０ａと直交する基部３２ａと、この基部３２ａの両端から下向きに延設されて柱主筋１０と平行をなす２本の脚部３２ｂとを有し、梁上端主筋２０ａに沿って配置された４本の隅角部補強筋３０，３０，…のうち、両端の隅角部補強筋３０，３０に跨って配置されている。なお、本実施形態では、Ｕ字補強筋３２を３本配筋するものとしたが、Ｕ字補強筋３２の本数や配筋ピッチは限定されるものではなく、梁上端主筋２０ａや隅角部補強筋３０の配筋等に応じて適宜設定すればよい。

以上、本実施形態にかかる接合構造Ｊによれば、柱主筋１０と梁主筋２０の先端に定着部材３１を固定することにより直線定着しているため、柱主筋１０および梁主筋２０の折り曲げ加工に要する手間を省略することが可能となり、加工に要する費用を削減することが可能となる。
また、隅角部補強筋３０が、柱主筋１０および梁主筋２０に平行となるように配筋されていることにより、柱主筋１０および梁主筋２０と重ね継手される効果を得ることが可能となり、柱主筋１０および梁主筋２０の直線定着長を短くすることが可能となる。故に、柱１の頭部を梁２の上端から突出させる等して、柱主筋の定着長を確保する必要がない。

柱主筋１０および梁主筋２０として、直線状の鉄筋を使用するため、配筋作業が簡便になる。接合部における主筋同士の組み合わせが容易なため、柱１または梁２のプレキャスト化にも対応が容易である。さらに、折り曲げ加工が施されていないため、鉄筋の搬送や取り扱いも容易である。

梁２と反対側に配筋された柱主筋１０と上側の梁主筋２０に沿って隅角部補強筋３０が配筋されているため、Ｌ形の柱と梁の接合部が閉じる方向の地震荷重（梁２に下向き、柱１に右向きの荷重）が作用する時に卓越する斜め４５度方向のひび割れに起因する破壊を防止することが可能となる。

Ｕ字補強筋３２が、互いに交差するように配筋された梁主筋２０，２０，…のうちの上側の梁上端主筋２０ａと隅角部補強筋３０の横辺３０ｂを拘束しているため、梁上端主筋２０ａと隅角部補強筋３０の跳ね上がりが防止される。また、Ｕ字補強筋３２の脚部３２ｂは、柱１のコンクリートを拘束する補強筋としての機能も果たし、柱１と梁２の接合部におけるせん断耐力や変形能力を向上させる効果も期待できる。

柱主筋１０および梁主筋２０に折り曲げ加工が施されていないため、柱梁接合部において、配筋が混み合うことがなく作業が容易である。つまり、直線状の柱主筋１０と梁主筋２０とを、所定の順序により配置するのみで配筋した後、隅角部補強筋３０およびＵ字補強筋３２を配置するのみで配筋作業が完了するため、作業が容易である。したがって、熟練した技術を要することなく、高精度の配筋を行うことが可能であり、かつ、十分な耐力を有する柱梁接合部を構成することが可能となる。

以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、前記実施形態では、１本の柱１に対して、２方向から梁２が接合する場合について説明したが、図４（ａ）および（ｂ）に示す接合構造Ｊ２のように、１本の柱１に対して１方向からのみ梁２が接合する等、本発明の接合構造Ｊの適用可能な構造は、前記の構造に限定されるものではない。この場合においても、梁上端主筋２０ａと、この梁上端主筋２０ａに沿って配置された隅角部補強筋３０の横辺３０ｂとを拘束するように、Ｕ字補強筋３２を梁上端主筋２０ａと直交するように配筋すれば、梁主筋２０と隅角部補強筋３０の跳ね上がりが防止されるため、好適である。

また、前記実施形態では、隅角部補強筋３０として、く字状の鉄筋を使用するものとしたが、縦辺３０ａおよび横辺３０ｂが直線定着では柱梁接合部（柱１の断面）内において所定の定着長を確保することができない場合には、図５に示す接合構造Ｊ３のように、隅角部補強筋３０の縦辺３０ａおよび横辺３０ｂの先端に、それぞれフック３０ｃ，３０ｃを形成してもよい。この場合において、フック３０ｃの形状は限定されるものではなく、９０°フック、１３５°フック、１８０°フック等をそれぞれ状況に応じて採用すればよい。

また、前記実施形態では、Ｕ字補強筋３２として、上側の梁主筋２０，２０，…と、この梁主筋２０，２０，…に沿って配置された４本の隅角部補強筋３０，３０，…の全てを拘束するように、両端の隅角部補強筋３０，３０に跨って配置される形状に形成されたものを使用するものとしたが、図６に示す接合構造Ｊ４のように、Ｕ字補強筋３２を分割して、それぞれ上側の梁主筋２０，２０，…と隅角部補強筋３０，３０，…の一部を拘束する構成としてもよい。つまり、隣接する梁上端主筋２０と隅角部補強筋３０の２本のみを拘束するＵ字補強筋３２’や、梁上端主筋２０と隅角部補強筋３０を２本ずつ拘束するＵ字補強筋３２”等を利用してもよい。

また、前記実施形態では、柱主筋１０と梁主筋２０の全てに定着部材３１を固定するものとしたが、柱主筋１０と梁主筋２０と隅角部補強筋３０との組み合わせにより、柱主筋１０と梁主筋２０の直線定着に必要な定着長が確保できる場合には、定着部材３１を省略してもよい。

また、Ｕ字補強筋３２は、必要に応じて配置すればよく、梁主筋２０および隅角部補強筋３０が跳ね上がる虞がないような場合には省略してもよい。

また、前記実施形態では、隅角部補強筋３０を柱主筋１０と梁主筋２０に、同等のコンクリート被りを有して水平方向に重なり合うように配置するものとしたが、隅角部補強筋３０の配置方法は限定されるものではなく、例えば、縦辺３０ａが柱主筋１０の内側、横辺３０ｂが梁主筋２０の下側となるように重なり合わせてもよい。

本発明の好適な実施形態に係る柱と梁との接合構造の概略を示す斜視図である。本発明の好適な実施形態に係る柱と梁との接合構造を採用した鉄筋コンクリート造建物を示す立面図である。（ａ）は本発明の好適な実施形態に係る柱と梁との接合構造の平面図であり、（ｂ）は同側面図である。本発明の好適な実施形態に係る柱と梁との接合構造の変形例を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本発明の好適な実施形態に係る柱と梁との接合構造の他の変形例を示す側面図である。本発明の好適な実施形態に係る柱と梁との接合構造のその他の変形例を示す平面図である。従来の接合構造を示す側面図である。従来の接合構造を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。従来の接合構造を示す側面図である。

符号の説明

１柱
１０柱主筋
２梁
２０梁主筋
３０隅角部補強筋
３０ｃフック
３１定着部材
３１ａ定着板
３２Ｕ字補強筋
３２ａ基部
３２ｂ脚部

Claims

鉄筋コンクリート造建物の柱梁接合部における接合構造であって、
直線状の鉄筋からなる複数の柱主筋と、
直線状の鉄筋からなる複数の梁主筋と、
一辺が前記柱主筋に沿い、他辺が前記梁主筋に沿うように配筋されたく字状の隅角部補強筋と、を備えることを特徴とする、
接合構造。
前記柱主筋および前記梁主筋には、先端に前記鉄筋の鉄筋径よりも大きな幅を有した定着部がそれぞれ形成されていることを特徴とする、
請求項１に記載の接合構造。
前記梁主筋と直交する基部と前記基部の両端から下向きに延設されて前記柱主筋と平行をなす２本の脚部とを有し、前記梁主筋と前記隅角部補強筋の他辺とを拘束するＵ字補強筋を備えることを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載の接合構造。
前記隅角部補強筋の先端に、フックが形成されていることを特徴とする、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の接合構造。