JP2012162927A - Prestressed concrete skeleton inducing no secondary stress - Google Patents

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Masayuki Hamahara
正行 浜原
Takehiko Kato
武彦 加藤
Hideki Hamazaki
英輝 濱崎
Masayuki Nakamura
雅之 中村
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Kyokuto Kogen Concrete Shinko Co Ltd
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Kyokuto Kogen Concrete Shinko Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simplified structure of a concrete skeleton, having durability to stress.SOLUTION: A concrete skeleton (100) comprises a plurality of columns (10), a beam (20) extending between the plurality of columns, a joint member (30) which is prestressed with a PC steel (31) extending in the longitudinal direction of the beam so as to connect the column and the beam, and a placing joint (40) having a reinforced concrete structure which connects steel bars arranged in the beam, steel bars arranged in the joint member, and the PC steel.

Description

本発明は、プレストレスの導入された梁と柱で構成されたコンクリート躯体に関する。   The present invention relates to a concrete frame composed of prestressed beams and columns.

柱に架け渡された梁にプレストレスを与えたコンクリート躯体がある。具体的には、梁の一端から他端にかけてPC鋼材を配置し、PC鋼材を緊張させることにより、梁の全体にプレストレスを与えている。   There is a concrete frame that prestressed the beam that spans the pillar. Specifically, the PC steel material is arranged from one end to the other end of the beam, and the PC steel material is tensioned, thereby prestressing the entire beam.

梁にプレストレスを与えると、梁には変形が生じる。梁は、複数の柱に接合されるため、梁全長にわたってプレストレスを与えると、当該の柱および梁を含むコンクリート躯体には、この変形に起因する2次応力が発生する。このような場合、コンクリート躯体の設計等は、2次応力を考慮しなければならないため、非常に煩雑なものになる。   When prestress is applied to the beam, the beam is deformed. Since the beam is joined to a plurality of columns, when prestress is applied over the entire length of the beam, a secondary stress resulting from this deformation is generated in the concrete frame including the column and the beam. In such a case, the design of the concrete frame and the like is very complicated because secondary stress must be taken into consideration.

本発明におけるコンクリート躯体は、複数の柱と、これらの柱に架け渡された梁と、柱および梁を接合するための接合部材と、梁および接合部材を接続する打継ぎ部とを有する。接合部材には、PC鋼材を用いてプレストレスが与えられており、打継ぎ部には、プレストレスが与えられていない。打継ぎ部では、梁に配置される鉄筋と、接合部材に配置される鉄筋およびPC鋼材と、が接続されている。   The concrete frame in the present invention has a plurality of columns, beams bridged between these columns, a joining member for joining the columns and the beam, and a joint portion for connecting the beams and the joining member. The joining member is prestressed using PC steel, and the prestress is not applied to the joint. In the joining portion, the reinforcing bars arranged on the beam and the reinforcing bars arranged on the joining member and the PC steel material are connected.

ここで、柱から接合部材の端部までの距離Wは、梁の梁成Dに対して下記式(I)の関係を有することが好ましい。   Here, the distance W from the column to the end portion of the joining member preferably has a relationship of the following formula (I) with respect to the beam formation D of the beam.

1.5×D<W<3.0×D ・・・(I)   1.5 × D <W <3.0 × D (I)

式(I)を満たす位置に打継ぎ部を設けることで、許容値を超える外力がコンクリート躯体に作用したとき、梁の片端の打継ぎ部において、鉄筋を降伏させてコンクリート躯体にかかるエネルギーを吸収することができる。   By providing a joint at a position that satisfies formula (I), when an external force exceeding the allowable value is applied to the concrete frame, the reinforcement is yielded at the joint at one end of the beam to absorb the energy applied to the concrete frame. can do.

また、打継ぎ部に制震装置を組み込んで積極的にエネルギー吸収を図ることもでき、エネルギーを吸収する場所を特定できる。   In addition, it is possible to actively absorb energy by incorporating a vibration control device in the joint, and it is possible to specify a place where energy is absorbed.

接合部材の構造としては、プレストレスト・鉄筋コンクリート構造を用いることができる。ここで、プレストレスを与えるためのPC鋼材は、接合部材の内部において、接合部材の上部領域および下部領域にそれぞれ配置することができる。   As the structure of the joining member, a prestressed reinforced concrete structure can be used. Here, the PC steel material for applying prestress can be respectively arranged in the upper region and the lower region of the joining member inside the joining member.

また、梁の構造としては、鉄筋コンクリート構造、プレストレストコンクリート構造又は、プレストレスト・鉄筋コンクリート構造を用いることができる。梁に、プレストレストコンクリート構造又はプレストレスト・鉄筋コンクリート構造を用いれば、この梁が取り付いている柱の間隔(梁の長手方向の長さ)を広げることができる。これにより、建物の内部における柱の数を低減でき、建物の内部スペースを有効活用することができる。   Moreover, as a structure of a beam, a reinforced concrete structure, a prestressed concrete structure, or a prestressed reinforced concrete structure can be used. If a prestressed concrete structure or a prestressed reinforced concrete structure is used for the beam, the interval between the columns to which the beam is attached (length in the longitudinal direction of the beam) can be increased. Thereby, the number of pillars in the inside of a building can be reduced, and the internal space of a building can be used effectively.

本発明によれば、接合部材は、PC鋼材を用いてプレストレスが与えられているため、接合部材の強度を向上させることができ、コンクリート躯体に作用する応力に耐えることができる。また、梁端部を含む接合部材は、鉄筋コンクリート構造の打継ぎ部によって接続されるだけであるため、コンクリート躯体全体を鉄筋コンクリート構造として扱うことができる。すなわち、従来のように、複数の柱に架け渡される梁の全体にプレストレスを与えるものではなく、梁の変形に伴う2次応力の発生を防止することができる。   According to the present invention, since the joining member is prestressed using PC steel, the strength of the joining member can be improved and the stress acting on the concrete frame can be resisted. Moreover, since the joining member including a beam end part is only connected by the joint part of a reinforced concrete structure, the whole concrete frame can be handled as a reinforced concrete structure. That is, unlike the prior art, prestress is not applied to the entire beam spanned by a plurality of columns, and generation of secondary stress due to deformation of the beam can be prevented.

実施例1であるコンクリート躯体の概略図である。It is the schematic of the concrete frame which is Example 1. FIG. 実施例1における接合部材の断面図である。2 is a cross-sectional view of a joining member in Example 1. FIG. 実施例1において、梁および接合部材の斜視図である。In Example 1, it is a perspective view of a beam and a joining member. コンクリート躯体に水平方向の荷重が作用したときの応力分布を示す図である。It is a figure which shows stress distribution when the load of a horizontal direction acts on a concrete frame. コンクリート躯体に垂直方向の荷重が作用したときの応力分布を示す図である。It is a figure which shows stress distribution when the load of a perpendicular direction acts on a concrete frame. 実施例1において、柱から接合部材の端部までの距離と、梁成との関係を説明する図である。In Example 1, it is a figure explaining the relationship from the distance from a pillar to the edge part of a joining member, and beam formation.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

本発明の実施例1であるコンクリート躯体について、図1を用いて説明する。図1は、コンクリート躯体の概略図であり、コンクリート躯体の施工途中の状態を示す。図1において、X軸およびZ軸は、互いに直交する軸であり、Z軸は、垂直方向に相当する軸である。X軸およびZ軸に直交する軸を、Y軸とする。また、X軸、Y軸およびZ軸の関係は、他の図面においても同様である。   The concrete frame which is Example 1 of this invention is demonstrated using FIG. FIG. 1 is a schematic view of a concrete frame and shows a state during construction of the concrete frame. In FIG. 1, an X axis and a Z axis are axes orthogonal to each other, and the Z axis is an axis corresponding to the vertical direction. An axis perpendicular to the X axis and the Z axis is taken as a Y axis. The relationship between the X axis, the Y axis, and the Z axis is the same in other drawings.

コンクリート躯体100は、複数の柱10および複数の梁20を有する。柱10および梁20は、プレキャストコンクリート部材である。最下層に位置する柱10は、基礎200に固定されている。柱10は、鉄筋コンクリート構造(RC構造)を有しており、柱10の内部には、柱10の長手方向に延びる鉄筋(主筋)11が組み込まれている。なお、本実施例では、柱10の構造として、鉄筋コンクリート構造を用いているが、他の構造であってもよい。例えば、柱10の構造として、プレストレスト・鉄筋コンクリート構造を用いることができる。   The concrete frame 100 includes a plurality of columns 10 and a plurality of beams 20. The column 10 and the beam 20 are precast concrete members. The pillar 10 located at the lowest layer is fixed to the foundation 200. The column 10 has a reinforced concrete structure (RC structure), and a reinforcing bar (main bar) 11 extending in the longitudinal direction of the column 10 is incorporated in the column 10. In this embodiment, a reinforced concrete structure is used as the structure of the pillar 10, but another structure may be used. For example, as the structure of the pillar 10, a prestressed reinforced concrete structure can be used.

梁20は、一対の柱10に架け渡される。接合部材30は、柱10および梁20を接合するために用いられる。接合部材30は、プレキャストコンクリート部材である。   The beam 20 is bridged between the pair of pillars 10. The joining member 30 is used for joining the column 10 and the beam 20. The joining member 30 is a precast concrete member.

接合部材30は、柱10の上端に固定される。接合部材30を柱10に組み付ける前において、柱10の上端からは、鉄筋11が突出している。接合部材30は、Z方向に延びて接合部材30を貫通する複数のシース管を有している。このシース管には、柱10の鉄筋11が挿入される。シース管に挿入された鉄筋11は、接合部材30を貫通して、接合部材30の上端から突出する。シース管と鉄筋11の隙間には充填材が充填されており、シース管および鉄筋11を一体化させている。また、鉄筋11は、柱10の下側に出してもよい。   The joining member 30 is fixed to the upper end of the column 10. Before assembling the joining member 30 to the column 10, the reinforcing bar 11 protrudes from the upper end of the column 10. The joining member 30 has a plurality of sheath tubes that extend in the Z direction and penetrate the joining member 30. The reinforcing bar 11 of the column 10 is inserted into this sheath tube. The reinforcing bar 11 inserted into the sheath tube passes through the joining member 30 and protrudes from the upper end of the joining member 30. The gap between the sheath tube and the reinforcing bar 11 is filled with a filler, and the sheath tube and the reinforcing bar 11 are integrated. Further, the reinforcing bar 11 may be placed under the pillar 10.

接合部材30の上端から突出した鉄筋11には、スリーブ式鉄筋継手51が接続されている。スリーブ式鉄筋継手51は、Z方向に並んで配置される2つの柱10を接合するために用いられる。   A sleeve-type reinforcing bar joint 51 is connected to the reinforcing bar 11 protruding from the upper end of the joining member 30. The sleeve-type reinforcing bar joint 51 is used for joining two columns 10 arranged side by side in the Z direction.

スリーブ式鉄筋継手51は、筒状に形成されており、その内部には、2つの柱10に設けられた鉄筋11が挿入される。スリーブ式鉄筋継手51の内部で2つの鉄筋11の端部を突き合わせ、スリーブ式鉄筋継手51の内部に充填材を充填して固化させれば、2つの柱10を接合することができる。   The sleeve-type reinforcing bar joint 51 is formed in a cylindrical shape, and the reinforcing bars 11 provided on the two pillars 10 are inserted therein. If the end portions of the two reinforcing bars 11 are butted inside the sleeve-type reinforcing bar joint 51 and the inside of the sleeve-type reinforcing bar joint 51 is filled with a filler and solidified, the two columns 10 can be joined.

充填材は、スリーブ式鉄筋継手51および鉄筋11の間に形成されたスペースに充填される。充填材としては、例えば、モルタル等の流動性に優れた材料を用いることができる。   The filler is filled in a space formed between the sleeve-type reinforcing bar joint 51 and the reinforcing bar 11. As the filler, for example, a material having excellent fluidity such as mortar can be used.

なお、Z方向に並んで配置される2つの柱10を接合する技術は、本実施例で説明した技術に限るものではなく、公知の技術を適宜適用することができる。   The technique for joining two columns 10 arranged side by side in the Z direction is not limited to the technique described in this embodiment, and a known technique can be applied as appropriate.

接合部材30は、柱10と直交する方向(X方向)に延びており、X方向における接合部材30の先端部には、打継ぎ部40が設けられている。   The joining member 30 extends in a direction (X direction) orthogonal to the column 10, and a joint portion 40 is provided at the tip of the joining member 30 in the X direction.

梁20は、2つの接合部材30に挟まれた位置にあり、打継ぎ部40を介して、接合部材30とつながっている。梁20には、床スラブ50が設けられている。床スラブ50は、床構造を形成し、床面に垂直な荷重を支えるために用いられる。   The beam 20 is located between the two joining members 30 and is connected to the joining member 30 through the joint 40. The beam 20 is provided with a floor slab 50. The floor slab 50 forms a floor structure and is used to support a load perpendicular to the floor surface.

図1は、コンクリート躯体が施工途中にあるときの状態を示しているため、梁20は、支保工201によって支えられている。梁20を接合部材30に固定した後は、支保工201は、取り除かれる。   Since FIG. 1 shows a state when the concrete frame is in the middle of construction, the beam 20 is supported by a support work 201. After fixing the beam 20 to the joining member 30, the support work 201 is removed.

梁20は、プレストレスト・鉄筋コンクリート構造(PRC構造)であり、梁20の内部には、梁20の長手方向に延びる鉄筋およびPC鋼材21が配置されている。PC鋼材21は、梁20にプレストレスを与えるために用いられる。PC鋼材21は、アンボンドタイプであってもよいし、ボンドタイプであってもよい。また、PC鋼材の代わりに高強度の鉄筋を用いてプレストレスを与えてもよい。   The beam 20 has a prestressed reinforced concrete structure (PRC structure), and a reinforcing bar and a PC steel material 21 extending in the longitudinal direction of the beam 20 are disposed inside the beam 20. The PC steel material 21 is used for prestressing the beam 20. The PC steel material 21 may be an unbonded type or a bonded type. Moreover, you may give prestress using a high intensity | strength reinforcing bar instead of PC steel materials.

梁20にプレストレスを与えるためには、梁20の内部にシース管を配置し、シース管の内部に、PC鋼材21を挿入する。シース管の両端から突出したPC鋼材21の両端は、定着具によって梁20に固定される。また、シース管の内部には、PC鋼材を緊張した後、グラウトが充填される。PC鋼材21は、緊張された状態において、定着具によって固定されるため、梁20のコンクリートに対して、プレストレスを与えることができ、梁20の強度を向上させることができる。また、梁20を工場で製作する場合、プレテンション方式でプレストレスを与えてもよい。   In order to prestress the beam 20, a sheath tube is disposed inside the beam 20, and the PC steel material 21 is inserted into the sheath tube. Both ends of the PC steel material 21 protruding from both ends of the sheath tube are fixed to the beam 20 by a fixing tool. Further, the inside of the sheath tube is filled with grout after tensioning the PC steel material. Since the PC steel material 21 is fixed by the fixing tool in a tensioned state, prestress can be applied to the concrete of the beam 20 and the strength of the beam 20 can be improved. Moreover, when manufacturing the beam 20 in a factory, you may give a prestress by a pretension system.

PC鋼材21は、梁20の内部において、梁20の下面側に配置されている。梁20は、上部から荷重を受けるため、本実施例のように、PC鋼材21を配置することにより、上部からの荷重に耐えることができる。なお、PC鋼材21の数は、適宜設定することができる。梁20の端部に位置するPC鋼材21の一部分を、梁20の中央部に位置するPC鋼材21の一部分よりも上方に配置することができる。   The PC steel material 21 is disposed on the lower surface side of the beam 20 inside the beam 20. Since the beam 20 receives a load from the upper part, it can endure the load from the upper part by arrange | positioning the PC steel material 21 like a present Example. The number of PC steel materials 21 can be set as appropriate. A part of the PC steel material 21 positioned at the end of the beam 20 can be disposed above a part of the PC steel material 21 positioned at the center of the beam 20.

本実施例では、梁20がプレストレスト・鉄筋コンクリート構造であるが、これに限るものではない。具体的には、梁20の構造として、PC鋼材21を省略した鉄筋コンクリート構造や、PC鋼材21だけを用いたプレストレスト・コンクリート構造(PC構造)を採用することができる。   In this embodiment, the beam 20 has a prestressed reinforced concrete structure, but is not limited thereto. Specifically, a reinforced concrete structure in which the PC steel material 21 is omitted or a prestressed concrete structure (PC structure) using only the PC steel material 21 can be adopted as the structure of the beam 20.

ここで、梁20の構造として、プレストレスト・鉄筋コンクリート構造又はプレストレスト・コンクリート構造を用いれば、2つの柱10の間隔(スパン)Sを広げやすくなる。スパンSを広げれば、建物の内部における柱10の数を減らすことができ、建物の内部スペースを有効活用することができる。また、梁20の構造として、鉄筋コンクリート構造を用いれば、PC鋼材21を省略することができ、コスト等を低減することができる。   Here, if a prestressed reinforced concrete structure or a prestressed concrete structure is used as the structure of the beam 20, the interval (span) S between the two columns 10 can be easily increased. If the span S is expanded, the number of pillars 10 in the building can be reduced, and the internal space of the building can be effectively used. Further, if a reinforced concrete structure is used as the structure of the beam 20, the PC steel material 21 can be omitted, and the cost and the like can be reduced.

一方、接合部材30は、プレストレスト・鉄筋コンクリート構造を有する。図2は、接合部材30の長手方向と直交する面で切断したときの断面図(図1のA−A断面図)である。接合部材30は、PC鋼材31、鉄筋(主筋)32および、鉄筋(あばら筋)33を有する。PC鋼材31および鉄筋32は、接合部材30の長手方向(X方向)に延びている。   On the other hand, the joining member 30 has a prestressed reinforced concrete structure. FIG. 2 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1) when cut along a plane orthogonal to the longitudinal direction of the bonding member 30. The joining member 30 includes a PC steel material 31, a reinforcing bar (main reinforcing bar) 32, and a reinforcing bar (separated bar) 33. The PC steel material 31 and the reinforcing bar 32 extend in the longitudinal direction (X direction) of the joining member 30.

PC鋼材31は、接合部材30にプレストレスを与えるために用いられる。接合部材30にプレストレスを与えるためには、接合部材30の内部にシース管を配置し、シース管の内部に、PC鋼材31を挿入する。シース管の両端から突出したPC鋼材31の両端は、定着具によって接合部材30に固定される。また、シース管の内部には、グラウトが充填される。PC鋼材31は、緊張された状態において、定着具によって固定されるため、接合部材30のコンクリートに対して、プレストレスを与えることができ、接合部材30の強度を向上させることができる。PC鋼材は、アンボンドでもボンドタイプでもよい。   The PC steel material 31 is used for prestressing the joining member 30. In order to apply prestress to the joining member 30, a sheath tube is disposed inside the joining member 30, and the PC steel material 31 is inserted into the sheath tube. Both ends of the PC steel material 31 protruding from both ends of the sheath tube are fixed to the joining member 30 by a fixing tool. The inside of the sheath tube is filled with grout. Since the PC steel material 31 is fixed by the fixing tool in a tensioned state, prestress can be applied to the concrete of the joining member 30 and the strength of the joining member 30 can be improved. The PC steel material may be unbonded or bonded.

図3は、接合部材30の外観図を示す。図3に示すように、接合部材30は、X方向だけでなく、Y方向にも延びており、X方向およびY方向に関して、鉄筋32およびPC鋼材31が配置されている。ここで、接合部材30の形状は、接合部材30が配置される位置に応じて異なる。   FIG. 3 shows an external view of the joining member 30. As shown in FIG. 3, the joining member 30 extends not only in the X direction but also in the Y direction, and the reinforcing bars 32 and the PC steel material 31 are arranged in the X direction and the Y direction. Here, the shape of the joining member 30 differs depending on the position where the joining member 30 is disposed.

具体的には、コンクリート躯体100の端部に配置される接合部材30と、コンクリート躯体100の中央に配置される接合部材30とは、外観形状が互いに異なる。図3に示す接合部材30は、コンクリート躯体100の内部に配置される。接合部材30の外観形状が異なっていても、接合部材30は、プレストレスト・鉄筋コンクリート構造であればよい。   Specifically, the joining member 30 disposed at the end of the concrete housing 100 and the joining member 30 disposed in the center of the concrete housing 100 have different external shapes. The joining member 30 shown in FIG. 3 is disposed inside the concrete housing 100. Even if the appearance shape of the joining member 30 is different, the joining member 30 may be a prestressed reinforced concrete structure.

本実施例では、図2に示すように、接合部材30の上部領域および下部領域に、PC鋼材31および鉄筋32が配置されている。PC鋼材31および鉄筋32の配置は、接合部材30の上部領域および下部領域において、対称となっている。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, a PC steel material 31 and a reinforcing bar 32 are arranged in the upper region and the lower region of the joining member 30. The arrangement of the PC steel material 31 and the reinforcing bar 32 is symmetrical in the upper region and the lower region of the joining member 30.

ここで、PC鋼材31が配置された箇所は、鉄筋32を配置できる箇所である。すなわち、本実施例では、PC鋼材31を用いない構造において、鉄筋32が配置される位置に、鉄筋32の代わりにPC鋼材31を配置している。このように鉄筋32およびPC鋼材31を置き換えるようにすれば、接合部材30の設計が容易になる。   Here, the place where the PC steel material 31 is arranged is a place where the reinforcing bar 32 can be arranged. That is, in the present embodiment, in a structure in which the PC steel material 31 is not used, the PC steel material 31 is disposed instead of the steel bar 32 at a position where the steel bar 32 is disposed. Thus, if the reinforcing bar 32 and the PC steel material 31 are replaced, the design of the joining member 30 is facilitated.

本実施例では、図2に示すように、PC鋼材31および鉄筋32を配置しているが、これに限るものではない。すなわち、PC鋼材31および鉄筋32の数や、PC鋼材31および鉄筋32を設ける位置は、適宜設定することができる。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, the PC steel material 31 and the reinforcing bar 32 are arranged, but the present invention is not limited to this. That is, the number of the PC steel materials 31 and the reinforcing bars 32 and the positions where the PC steel materials 31 and the reinforcing bars 32 are provided can be set as appropriate.

本実施例のように、接合部材30の下部領域と上部領域にPC鋼材31を配置することにより、垂直方向に作用する荷重に対応することができる。   By arranging the PC steel material 31 in the lower region and the upper region of the joining member 30 as in this embodiment, it is possible to cope with a load acting in the vertical direction.

一方、接合部材30に作用する応力に応じて、PC鋼材31および鉄筋32の比率を適宜設定することができる。ここでいう比率とは、PC鋼材31および鉄筋32の総数に対して、PC鋼材31および鉄筋32のそれぞれの数の比である。具体的には、接合部材30に作用する応力が大きくなるほど、PC鋼材31の比率を高めることができる。   On the other hand, according to the stress acting on the joining member 30, the ratio of the PC steel material 31 and the reinforcing bar 32 can be set as appropriate. The ratio here is the ratio of the number of PC steel materials 31 and rebars 32 to the total number of PC steel materials 31 and rebars 32. Specifically, the ratio of the PC steel material 31 can be increased as the stress acting on the joining member 30 increases.

打継ぎ部40は、鉄筋コンクリート構造である。ここで、梁20の鉄筋とPC鋼材21および、接合部材30の鉄筋とPC鋼材31は、継手金物を用いて接続されている。打継ぎ部40では、プレストレスを導入せず鋼材を繋いでいるだけなので、鉄筋コンクリート構造になる。打継ぎ部40の応力によっては、鉄筋だけを繋いでもよい。   The joint portion 40 has a reinforced concrete structure. Here, the reinforcing bar of the beam 20 and the PC steel material 21 and the reinforcing bar of the joining member 30 and the PC steel material 31 are connected using a joint metal fitting. The joint 40 has a reinforced concrete structure because it only connects steel materials without introducing prestress. Depending on the stress of the joint 40, only the reinforcing bars may be connected.

本実施例によれば、接合部材30がプレストレスト・鉄筋コンクリート構造を有しているため、コンクリート躯体100に働く応力に耐えることができる。図4および図5には、コンクリート躯体100に働く応力分布を示す。図4は、地震などの水平方向の荷重を受けたときの応力分布を示し、図5は、垂直方向の荷重を受けたときの応力分布を示している。図5に示す荷重としては、コンクリート躯体100の自重や、積載荷重がある。   According to this embodiment, since the joining member 30 has a prestressed reinforced concrete structure, it can withstand the stress acting on the concrete frame 100. 4 and 5 show the stress distribution acting on the concrete frame 100. FIG. 4 shows the stress distribution when receiving a horizontal load such as an earthquake, and FIG. 5 shows the stress distribution when receiving a vertical load. The load shown in FIG. 5 includes the weight of the concrete frame 100 and the load.

図4および図5に示すように、接合部材30が配置される位置では、応力が大きくなりやすい。このため、接合部材30の構造として、プレストレスト・鉄筋コンクリート構造を用いることにより、接合部材30の強度を向上させ、応力に耐えることができる。   As shown in FIGS. 4 and 5, the stress tends to increase at the position where the joining member 30 is disposed. For this reason, by using a prestressed reinforced concrete structure as the structure of the joining member 30, the strength of the joining member 30 can be improved and the stress can be resisted.

本実施例では、図2で説明したように、接合部材30の上部領域および下部領域に、PC鋼材31を配置している。ここで、接合部材30の上部領域にPC鋼材31を配置することにより、図5に示す応力に対応することができる。また、接合部材30の上部領域だけでなく、上部領域と対称な下部領域にも、PC鋼材31を配置することにより、図4に示す応力に対応することができる。   In the present embodiment, as described with reference to FIG. 2, the PC steel material 31 is disposed in the upper region and the lower region of the joining member 30. Here, the stress shown in FIG. 5 can be dealt with by arranging the PC steel material 31 in the upper region of the joining member 30. Moreover, the stress shown in FIG. 4 can be dealt with by arranging the PC steel material 31 not only in the upper region of the joining member 30 but also in the lower region symmetrical to the upper region.

ここで、図6に示すように、柱10に対する接合部材30の突出量、言い換えれば、柱10から接合部材30の先端部までの距離Wは、梁20の梁成Dに対して、下記式(1)の関係を有することが好ましい。   Here, as shown in FIG. 6, the protruding amount of the joining member 30 with respect to the column 10, in other words, the distance W from the pillar 10 to the distal end portion of the joining member 30 is expressed by the following equation with respect to the beam formation D of the beam 20. It is preferable to have the relationship (1).

1.5×D<W<3.0×D ・・・(1)   1.5 × D <W <3.0 × D (1)

式(1)を満たす位置に打継ぎ部40を設けることにより、許容値を超える外力がコンクリート躯体に作用したとき、梁20の片端の打継ぎ部40において、鉄筋を降伏させてコンクリート躯体100にかかるエネルギーを吸収することができる。   By providing the joint 40 at a position satisfying the expression (1), when an external force exceeding the allowable value is applied to the concrete frame, the reinforcing bar is yielded at the joint 40 at one end of the beam 20 to form the concrete frame 100. Such energy can be absorbed.

また、打継ぎ部40に制震装置を組み込んで積極的にエネルギー吸収を図ることもでき、エネルギーを吸収する場所を特定できる。   In addition, a vibration control device can be incorporated into the joint 40 to actively absorb energy, and a location where energy is absorbed can be specified.

距離Wが式(1)の条件を満たすことにより、コンクリート躯体100に発生する応力に耐えながら、接合部材30のサイズを最適化することができる。距離Wが式(1)の下限値(1.5×D)よりも小さいと、接合部材30の鉄筋とPC鋼材31の付着長さが十分に取れず発生応力に対応しきれない。また、距離Wが式(1)の上限値(3.0×D)よりも大きいと、接合部材30が必要以上に大型化してしまう。   When the distance W satisfies the condition of the formula (1), the size of the joining member 30 can be optimized while withstanding the stress generated in the concrete frame 100. When the distance W is smaller than the lower limit value (1.5 × D) of the formula (1), the adhesion length between the reinforcing bar of the joining member 30 and the PC steel material 31 cannot be taken sufficiently to cope with the generated stress. Moreover, when the distance W is larger than the upper limit (3.0 × D) of the expression (1), the joining member 30 is unnecessarily large.

本実施例のように、接合部材30をプレストレスト・鉄筋コンクリート構造とし、接合部材30の強度を確保することにより、梁20の両端に配置される2つの接合部材30を離して配置することもできる。2つの接合部材30の距離を広げれば、柱10の間隔(スパン)Sを広げることができる。これにより、コンクリート躯体100のX−Y平面内において、柱10の数を減らすことができ、コンクリート躯体100を備えた建物の内部におけるスペースを効率良く利用することができる。   As in this embodiment, the joining member 30 has a prestressed reinforced concrete structure, and by securing the strength of the joining member 30, the two joining members 30 disposed at both ends of the beam 20 can be disposed separately. If the distance between the two joining members 30 is increased, the interval (span) S between the columns 10 can be increased. Thereby, in the XY plane of the concrete frame 100, the number of the pillars 10 can be reduced and the space in the building provided with the concrete frame 100 can be utilized efficiently.

100:コンクリート躯体
200:基礎
201:支保工
10:柱
20:梁
21:PC鋼材
22:鉄筋
30:接合部材
31:PC鋼材
40:打継ぎ部
50:床スラブ
51:スリーブ式鉄筋継手
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Concrete frame 200: Foundation 201: Supporting work 10: Column 20: Beam 21: PC steel material 22: Reinforcement 30: Joining member 31: PC steel material 40: Joint part 50: Floor slab 51: Sleeve type rebar joint

Claims (5)

複数の柱と、
前記複数の柱に架け渡される梁と、
前記梁の長手方向に延びるPC鋼材を用いてプレストレスが与えられ、前記柱および前記梁を接合するための接合部材と、
前記梁に配置される鉄筋と、前記接合部材に配置される鉄筋および前記PC鋼材とを接続し、鉄筋コンクリート構造である打継ぎ部と、
を有することを特徴とするコンクリート躯体。
Multiple pillars,
A beam spanning the plurality of pillars;
Prestress is applied using a PC steel material extending in the longitudinal direction of the beam, and a joining member for joining the column and the beam;
Connecting the reinforcing bar arranged in the beam, the reinforcing bar arranged in the joining member and the PC steel material, and a joint part having a reinforced concrete structure;
A concrete frame characterized by comprising:
前記柱から前記接合部材の端部までの距離Wは、前記梁の梁成Dに対して下記式(I)の関係を有する、
1.5×D<W<3.0×D ・・・(I)
ことを特徴とする請求項1に記載のコンクリート躯体。
The distance W from the column to the end of the joining member has a relationship of the following formula (I) with respect to the beam formation D of the beam.
1.5 × D <W <3.0 × D (I)
The concrete frame according to claim 1, wherein:
前記接合部材は、プレストレスト・鉄筋コンクリート構造であることを特徴とする請求項1又は2に記載のコンクリート躯体。   The concrete frame according to claim 1 or 2, wherein the joining member has a prestressed reinforced concrete structure. 前記PC鋼材は、前記接合部材の内部において、前記接合部材の上部領域および下部領域にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項3に記載のコンクリート躯体。   4. The concrete frame according to claim 3, wherein the PC steel material is arranged in an upper region and a lower region of the joining member inside the joining member. 前記梁は、鉄筋コンクリート構造、プレストレスト・コンクリート構造又は、プレストレスト・鉄筋コンクリート構造であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載のコンクリート躯体。
The concrete frame according to any one of claims 1 to 4, wherein the beam is a reinforced concrete structure, a prestressed concrete structure, or a prestressed reinforced concrete structure.
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