JP2013112999A - Opening reinforcement structure for slab - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スラブにおける開口補強構造に関する。
共同住宅等の建築物や土木構造物などのコンクリート製構造物などでは、スラブを貫通する貫通孔を形成しなければならない場合がある。例えば、共同住宅等の片持ちスラブ構造を有するバルコニーには、避難用のハッチを設けるために、片持ちスラブを貫通する貫通孔が形成される。かかる貫通孔(開口)が形成されたスラブは、開口に起因する強度の低下やひび割れなどが生じる可能性がある。とくに、スラブが、一端縁が建築物の梁などと連続した固定端となり他端縁が自由端となった片持ちスラブ構造となっている場合には、その強度低下やひび割れが発生する可能性が高くなるので、開口の補強が重要である。
本発明は、スラブに開口を形成した場合における強度低下やひび割れを防止するスラブにおける開口補強構造に関する。
The present invention relates to an opening reinforcing structure in a slab.
In a building such as a condominium or a concrete structure such as a civil engineering structure, a through hole penetrating the slab may be required. For example, in a balcony having a cantilever slab structure such as an apartment house, a through-hole penetrating the cantilever slab is formed in order to provide an escape hatch. The slab in which such a through hole (opening) is formed may cause a decrease in strength or cracking due to the opening. In particular, if the slab has a cantilevered slab structure where one end edge is a fixed end that is continuous with a building beam, and the other end edge is a free end, the strength may be reduced or cracks may occur. Therefore, it is important to reinforce the opening.
The present invention relates to an opening reinforcing structure in a slab that prevents strength reduction and cracking when an opening is formed in the slab.
図3〜図5に示すように、鉄筋コンクリート構造物における片持ちスラブCSは、主筋MBと配力筋DBを格子状に組み合わせて形成された構造配筋SBを有しており、この片持ちスラブCSに開口OPを形成する場合には構造配筋SBが切断される。このため、開口OPが形成されたことによる片持ちスラブCSの強度低下を防止するために、開口OPを設けるために切断された構造配筋SBと同量の鉄筋(補強筋RB)が開口の周囲に配筋される(非特許文献1)。
具体的には、切断された主筋MBと同量の補強筋MRBが開口OP近傍の主筋MBに取り付けられ、切断された配力筋DBと同量の補強筋DRBが開口OP近傍の配力筋DBに取り付けられる。なお、各補強筋MRB,DRBは、主筋MBおよび補強筋DBに対して、それぞれ平行に取り付けられる。
また、片持ちスラブCSに開口OPを設けた場合、開口OPの隅角部Cからひび割れCRが発生する場合があるので、このひび割れCRを抑制するために、隅角部Cの近傍には、主筋MBおよび配力筋DBに対して斜めに鉄筋(斜筋DAB)が配設される。
As shown in FIGS. 3 to 5, the cantilever slab CS in the reinforced concrete structure has a structural reinforcing bar SB formed by combining the main reinforcing bar MB and the reinforcing bar DB in a lattice shape. When the opening OP is formed in CS, the structural reinforcing bar SB is cut. For this reason, in order to prevent the strength reduction of the cantilever slab CS due to the formation of the opening OP, the same amount of reinforcing bars (reinforcing bars RB) as the structural reinforcing bars SB cut to provide the opening OP are provided. The bar is arranged around (Non-Patent Document 1).
Specifically, the reinforcing bar MRB having the same amount as the cut main muscle MB is attached to the main bar MB in the vicinity of the opening OP, and the reinforcing bar DRB having the same amount as the cut strength bar DB is the distributing muscle in the vicinity of the opening OP. It is attached to DB. Each reinforcing bar MRB, DRB is attached in parallel to the main bar MB and the reinforcing bar DB.
Further, when the opening OP is provided in the cantilever slab CS, a crack CR may be generated from the corner portion C of the opening OP. In order to suppress the crack CR, in the vicinity of the corner portion C, Reinforcing bars (oblique bars DAB) are disposed obliquely with respect to the main bars MB and the distribution bars DB.
しかるに、開口OPの周囲に上記のごとき補強筋RBや斜筋DABを配設した場合には、開口OP周辺では、本来の構造配筋SB(主筋MBおよび配力筋DB)に加えて補強筋RBや斜筋DABが配置された状態となるので、開口OP周辺は鉄筋が密集した状態となる。このため、片持ちスラブCSの配筋(構造配筋SB・補強筋RB・斜筋DAB)を設置後、コンクリートCCを打設したときに、かかる鉄筋が密集した部分では、コンクリートCCが流れ込みにくく、コンクリートCC中に空隙Vができ、コンクリートCCの充填性が低下する場合がある。コンクリートCCの充填性が低下すると、コンクリートCCの強度が低下するだけでなく、ひび割れCRが発生しやすくなる。つまり、スラブの強度低下防止およびひび割れ防止のために補強筋RBや斜筋DABを取り付けたことによって、かえってスラブの強度を低下させひび割れが生じやすくなる状況とさせる可能性がある。 However, in the case where the reinforcing bars RB and the oblique bars DAB as described above are arranged around the opening OP, the reinforcing bars are added around the opening OP in addition to the original structural reinforcing bar SB (the main reinforcing bar MB and the distributing bar DB). Since the RBs and the oblique bars DAB are arranged, the reinforcing bars are in a dense state around the opening OP. For this reason, when concrete CC is placed after placing cantilever slab CS reinforcements (structural reinforcement SB, reinforcement reinforcement RB, oblique reinforcement DAB), it is difficult for concrete CC to flow in areas where such reinforcements are densely packed. In addition, voids V are formed in the concrete CC, and the filling property of the concrete CC may be reduced. When the filling property of the concrete CC is lowered, not only the strength of the concrete CC is lowered, but also crack CR is likely to occur. That is, there is a possibility that the strength of the slab is lowered and cracks are likely to occur by attaching the reinforcing bars RB and the oblique bars DAB for preventing the strength reduction and cracking of the slab.
これまでもスラブに形成された開口を補強する技術が種々開発されている(例えば、特許文献1、2)。
特許文献1には、開口と相似形となるように鉄筋を折り曲げて補強鉄筋を形成し、この補強鉄筋が開口を囲むように配置する技術が開示されている。
また、特許文献2には、面外剪断力及び面外曲げを受けるコンクリート造のフラットスラブに形成された開口の開口縁に沿って、フラットスラブの上端筋と下端筋との間に位置する複数の平行な縦筋の外周をスパイラル筋又はフープ筋で巻いて、フラットスラブの上端筋及び下端筋と接する高さを有する剪断補強筋を設ける技術が開示されている。
Various techniques for reinforcing the opening formed in the slab have been developed so far (for example, Patent Documents 1 and 2).
Patent Document 1 discloses a technique in which a reinforcing bar is formed by bending a reinforcing bar so as to be similar to the opening, and the reinforcing bar is disposed so as to surround the opening.
Patent Document 2 discloses a plurality of flat slabs located between upper and lower bars along an opening edge of an opening formed in a concrete flat slab subjected to out-of-plane shearing force and out-of-plane bending. A technique for providing a shear reinforcement bar having a height in contact with the upper and lower bars of the flat slab by winding the outer periphery of the parallel vertical bars with spiral or hoop bars is disclosed.
しかるに、特許文献1の技術は、開口の周囲に開口と相似形の補強鉄筋を設けただけであるので、コンクリートの充填性が低下することはないが、補強鉄筋は単に開口の周囲を囲んでいるだけなので、その配置構造では、ひび割れを十分に抑制することが難しい。
また、特許文献2の技術では、開口周囲の縦筋にスパイラル筋又はフープ筋で巻いて剪断補強筋を形成しているので、特許文献1の補強鉄筋に比べて鉄筋量の不足によるスラブの強度低下を防ぐことができる可能性はある。しかし、スパイラル筋やフープ筋を配置したことによってコンクリートが流れ込みにくくなるので、コンクリートの充填性が低下する可能性がある。したがって、特許文献2の技術では、コンクリートの充填不足によるコンクリートの強度の低下に起因するスラブの強度低下やひび割れを防ぐことはできない。
However, since the technique of Patent Document 1 merely provides a reinforcing bar similar to the opening around the opening, the filling property of the concrete does not deteriorate, but the reinforcing bar simply surrounds the periphery of the opening. Therefore, it is difficult to sufficiently suppress cracks with the arrangement structure.
Moreover, in the technique of patent document 2, since the shear reinforcement is formed by winding the vertical reinforcement around the opening with the spiral reinforcement or the hoop reinforcement, the strength of the slab due to the insufficient amount of reinforcement compared to the reinforcement reinforcement of patent reference 1. There is a possibility that the decline can be prevented. However, since it becomes difficult for the concrete to flow in due to the arrangement of the spiral streaks and the hoop streaks, there is a possibility that the filling property of the concrete is lowered. Therefore, with the technique of patent document 2, the strength reduction of a slab and the crack resulting from the concrete strength fall by insufficient filling of concrete cannot be prevented.
現在のところ、片持ちスラブに限らず、スラブに開口を設けた場合において、スラブの強度低下やひび割れを効果的に防ぐことができる開口の補強構造がなく、かかる補強構造が求められている。 At present, not only cantilevered slabs, but when openings are provided in slabs, there is no opening reinforcing structure that can effectively prevent slab strength reduction and cracking, and such a reinforcing structure is required.
本発明は上記事情に鑑み、スラブに開口を設けた場合において、スラブの強度低下やひび割れを効果的に防ぐことができるスラブにおける開口補強構造を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an opening reinforcing structure in a slab that can effectively prevent a decrease in strength and cracking of the slab when an opening is provided in the slab.
第1発明のスラブにおける開口補強構造は、鉄筋コンクリート構造物のスラブに形成された開口を補強する補強構造であって、前記開口の周縁の構造配筋に補強用鉄筋が取り付けられており、該補強用鉄筋は、前記開口の隅角部近傍に設けられた斜筋のみで構成されていることを特徴とする。
第2発明のスラブにおける開口補強構造は、第1発明において、前記斜筋は、前記構造配筋の主筋の直径が10〜13mmの場合には、その直径が該主筋と同径以上であり、前記構造配筋の主筋の直径が13mmよりも太い場合には、その直径が13mmよりも太いことを特徴とする。
The opening reinforcing structure in the slab of the first invention is a reinforcing structure that reinforces the opening formed in the slab of the reinforced concrete structure, and the reinforcing reinforcing bar is attached to the structural bar at the periphery of the opening. The reinforcing bar is composed of only oblique bars provided near the corners of the opening.
In the opening reinforcement structure in the slab of the second invention, in the first invention, when the diameter of the main reinforcement of the structural reinforcement is 10 to 13 mm, the oblique reinforcement is equal to or larger than the diameter of the main reinforcement, When the diameter of the main reinforcement of the structural reinforcement is thicker than 13 mm, the diameter is thicker than 13 mm.
第1発明によれば、補強用鉄筋として開口の隅角部近傍に斜筋が設けられているので、開口隅角部からひび割れが発生することを抑制することができる。しかも、補強用鉄筋として斜筋だけしか取り付けられていないので、開口近傍における鉄筋の密集度を低くすることができる。すると、コンクリートを打設したときに開口近傍へのコンクリートの流れ込みを良好な状態とすることができるので、補強用鉄筋を設けたことによるコンクリートの充填性の低下を防ぐことができる。したがって、コンクリートの充填性の低下に起因するスラブの強度低下も防ぐことができる。そして、補強用鉄筋が多すぎることに起因する、鉄筋とコンクリートの付着切れなどの発生も防止することができる。
第2発明によれば、構造配筋について、過度に太いものではなく、合理的かつ経済的な太さのものを配置することによってスラブのひび割れを防ぐことができ、しかも、スラブの充填性が低下することを防ぐことができる。そして、補強用鉄筋が過度に太い場合に生じる、鉄筋とコンクリートの付着切れなどの発生も防止することができる。
According to the first aspect, since the oblique reinforcing bars are provided in the vicinity of the corners of the openings as reinforcing reinforcing bars, it is possible to suppress the occurrence of cracks from the corners of the openings. Moreover, since only the oblique reinforcing bars are attached as reinforcing reinforcing bars, the density of reinforcing bars in the vicinity of the opening can be lowered. Then, when concrete is poured, the flow of concrete into the vicinity of the opening can be made good, so that it is possible to prevent deterioration of the filling property of the concrete due to the provision of reinforcing bars. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in strength of the slab caused by a decrease in the filling property of the concrete. And generation | occurrence | production of the adhesion cut | disconnection of a reinforcing bar and concrete etc. resulting from there being too many reinforcing bars can also be prevented.
According to the second aspect of the present invention, it is possible to prevent cracking of the slab by arranging a structural reinforcing bar that is not excessively thick but has a reasonable and economical thickness. It can be prevented from lowering. And it can also prevent generation | occurrence | production of the adhesion breakage of a reinforcing bar and concrete etc. which arise when a reinforcing steel bar is too thick.
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明のスラブにおける開口補強構造は、鉄筋コンクリート建築物のスラブに開口を形成した場合において、開口を形成したことに起因するスラブの強度低下やひび割れの発生を抑制することができるようにしたものであり、開口が設けられる箇所の鉄筋の配置に特徴を有するものである。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The opening reinforcing structure in the slab of the present invention is designed to suppress the reduction in the strength of the slab and the occurrence of cracks caused by forming the opening when the opening is formed in the slab of the reinforced concrete building. There is a feature in the arrangement of the reinforcing bars where the openings are provided.
まず、本発明のスラブにおける開口補強構造を説明する前に、スラブに発生するひび割れの原因について簡単に説明する。 First, before explaining the opening reinforcing structure in the slab of the present invention, the cause of cracks generated in the slab will be briefly described.
(温度ひび割れ)
コンクリートが打設された直後は、水和反応にともなうコンクリートの発熱によって、躯体の温度は上昇するが、躯体の外表面部は周辺環境に晒されていることから、躯体の内部と外部において温度差、すなわち温度勾配が発生し、それによってコンクリート中に曲げ応力(俗に,温度応力とも言う)が生じることでひび割れが生じる。かかるひび割れが温度ひび割れであり、このひび割れを抑止することは、困難である。
(Temperature cracking)
Immediately after the concrete is placed, the temperature of the frame rises due to the heat generated by the concrete due to the hydration reaction, but the outer surface of the frame is exposed to the surrounding environment. A difference, that is, a temperature gradient, causes cracking due to bending stress (commonly referred to as temperature stress) in the concrete. Such a crack is a temperature crack, and it is difficult to suppress this crack.
(乾燥収縮ひび割れ)
水和反応が終息した後も、躯体の内部と外部では、湿度の差が生じる。つまり、内部は完全には乾かず、高い湿度を有するが、外部は周辺環境と接するため、特に冬場は湿度が低下し、両者に湿度差ができる。湿度が低下する場合、コンクリートは収縮するが、躯体内部では湿度が高く収縮の程度が小さいことから、躯体外部において、やはり、無数のひび割れが生じる。かかるひび割れが乾燥収縮ひび割れであり、このひび割れもまた抑止することは困難である.
(Dry shrinkage cracks)
Even after the hydration reaction has ended, there is a difference in humidity between the inside and outside of the housing. In other words, the inside is not completely dry and has high humidity, but the outside is in contact with the surrounding environment, so that the humidity decreases particularly in winter, and there is a humidity difference between the two. When the humidity decreases, the concrete shrinks. However, since the humidity is high inside the housing and the degree of shrinkage is small, countless cracks still occur outside the housing. Such cracks are dry shrinkage cracks, and these cracks are also difficult to suppress.
上記2つのタイプのひび割れは、躯体表面に発生することから、たとえ躯体が鉄筋コンクリート構造であったとしても、鉄筋はかぶり40mmを確保した躯体中にあるため、鉄筋はこれらの発生に対して、あまり抑止力として働かない。 Since the above two types of cracks occur on the surface of the skeleton, even if the skeleton is a reinforced concrete structure, the reinforced bars are in the skeleton with a cover of 40 mm. Does not work as a deterrent.
(スラブ内応力に起因するひび割れ)
一方、スラブにおいては、上記ひび割れに加え,元端(付け根部)においては、スラブ上面で引張応力状態となり、また、下面では圧縮状態となる。圧縮状態、すなわち内部応力が圧縮状態にあれば、ひび割れは発生しないが、逆に、引張状態、すなわち内部応力が引張状態にあれば、ひび割れが発生しやすくなる。
(Crack caused by stress in slab)
On the other hand, in the slab, in addition to the above-mentioned crack, at the base end (base portion), a tensile stress state is formed on the upper surface of the slab, and a compressed state is formed on the lower surface. If the compression state, i.e., the internal stress is in the compression state, cracks do not occur. Conversely, if the tension state, i.e., the internal stress is in the tension state, cracks are likely to occur.
このような、スラブが引張応力状態となることによって発生するひび割れは、上述した2つのタイプのひび割れとは異なり、適切に鉄筋を配筋することによって回避、あるいは低減が可能である。 Unlike the above-described two types of cracks, such cracks generated when the slab enters a tensile stress state can be avoided or reduced by appropriately arranging reinforcing bars.
(スラブ内応力に起因するひび割れに与える開口の影響)
また、スラブに開口が形成されている場合には、開口周辺において、放射方向の応力が緩和される一方、円周方向の応力が高まる。しかも、開口部は、単に応力の不連続性を生み出すだけでなく、温度収縮などが起こると、円周方向では、引張応力が高まることになる。すると、開口部を形成したことによって高まる引張応力は、開口部が真円の場合には、円周方向で、力学的にはほぼ均一となるが、開口部が矩形の場合には、隅角部においてとくに引張応力が増大する傾向を有する。
(Effect of opening on crack caused by stress in slab)
In addition, when an opening is formed in the slab, the radial stress is reduced around the opening, while the circumferential stress is increased. Moreover, the opening not only creates a discontinuity of stress, but when temperature shrinkage occurs, tensile stress increases in the circumferential direction. Then, the tensile stress that increases due to the formation of the opening is substantially uniform in the circumferential direction when the opening is a perfect circle, but the corner angle when the opening is rectangular. In particular, the tensile stress tends to increase at the part.
したがって、矩形の形をした開口の場合、ひび割れは、開口の隅角部周辺から発生する確率が高くなる。つまり、矩形の形をした開口では、隅角部以外でのひび割れ発生頻度が小さくなるので、この隅角部でひび割れ発生を抑止できれば、スラブとしての品質および強度を向上させることができる。 Therefore, in the case of a rectangular opening, there is a high probability that a crack will occur from around the corner of the opening. That is, since the frequency of occurrence of cracks at the corners other than the corners is reduced in the rectangular opening, the quality and strength of the slab can be improved if the cracks can be suppressed at the corners.
また、線的にではなく面的に成長しようとするひび割れに対しては、鉄筋はその成長を抑止する効果を有する。開口の隅角部周辺におけるひび割れは面的に成長するので、開口の隅角部周辺におけるひび割れの成長を抑止するには、その発生あるいは成長方向に対して直角となるような鉄筋の配筋が望ましい。そして、ひび割れは、開口部が矩形の場合、開口の対角線方向に進展することが多いので、開口の対角線に対して直交する方向に配筋すれば、開口の隅角部周辺におけるひび割れの発生および成長を効果的に抑止することが可能となる。 In addition, for a crack that tries to grow on a surface rather than a line, the reinforcing bar has the effect of inhibiting the growth. Since cracks around the corners of the opening grow in a plane, in order to suppress the growth of cracks around the corners of the opening, it is necessary to arrange reinforcing bars that are perpendicular to the direction of their occurrence or growth. desirable. And, when the opening is rectangular, cracks often develop in the diagonal direction of the opening, so if the reinforcement is arranged in a direction orthogonal to the diagonal of the opening, generation of cracks around the corner of the opening and Growth can be effectively deterred.
以上のごとく、スラブにおいてスラブ内応力に起因して発生するひび割れ、とくに開口が形成されたスラブの開口に起因して発生するひび割れは、適切に鉄筋を配筋することによって回避、あるいは低減が可能である。
本発明のスラブにおける開口補強構造は、かかるひび割れの発生を抑制することができるようにしたことに特徴を有するのであるので、以下、その開口補強構造を、図面に基づいて説明する。
As described above, cracks generated by slab stress in slabs, especially cracks generated by openings in slabs with openings, can be avoided or reduced by properly arranging reinforcing bars. It is.
Since the opening reinforcing structure in the slab of the present invention is characterized in that the occurrence of such cracks can be suppressed, the opening reinforcing structure will be described below with reference to the drawings.
(本発明のスラブにおける開口補強構造の説明)
図2に示すように、共同住宅のバルコニーなどに採用される片持ちスラブCSは、共同住宅などの壁面Wと連続した構造を有している。なお、図2では、片持ちスラブCSの構造を分り易くするために、片持ちスラブCSの部分と共同住宅の壁面W以外の部分は省略している。
(Description of the opening reinforcing structure in the slab of the present invention)
As shown in FIG. 2, the cantilever slab CS employed for a balcony or the like of the apartment house has a structure that is continuous with the wall surface W of the apartment house or the like. In FIG. 2, portions other than the cantilevered slab CS and the wall W of the apartment house are omitted for easy understanding of the structure of the cantilevered slab CS.
図2に示すように、共同住宅のバルコニーでは、避難用ハッチを設けたり避難ハシゴを設けたりするために、片持ちスラブCSの上下を貫通する貫通孔が設けられることがあり、かかる貫通孔を設けた場合、片持ちスラブCSには開口OPが形成される。
なお、居住者が火災時等に避難できる方向を2つ以上選べるように、建築基準法・消防法・特定行政条例では、共同住宅のバルコニーには、避難用ハッチまたは避難ハシゴを設けることが規定されている。
As shown in FIG. 2, in a balcony of an apartment house, in order to provide an evacuation hatch or an evacuation ladder, a through-hole penetrating up and down the cantilever slab CS may be provided. When provided, an opening OP is formed in the cantilever slab CS.
In addition, the Building Standards Act, Fire Services Act, and specific administrative regulations stipulate that residents have evacuation hatches or ladders on the balcony of the apartment so that residents can choose more than one direction to evacuate. Has been.
このような開口OPを設けた場合には、開口OPを設けるために構造配筋SBが切断されるため、片持ちスラブCSの強度低下やひび割れCRが発生する可能性が高くなる。
したがって、開口OPを補強するために、片持ちスラブCSの構造配筋SBを補強する補強用鉄筋が設けられる。
When such an opening OP is provided, the structural reinforcement SB is cut in order to provide the opening OP, so that there is a high possibility that the strength of the cantilever slab CS is reduced and a crack CR is generated.
Therefore, in order to reinforce the opening OP, a reinforcing bar that reinforces the structural reinforcement SB of the cantilever slab CS is provided.
図1に示すように、本実施形態の片持ちスラブにおける開口補強構造では、構造配筋SBにおいて開口OPが設けられた箇所の近傍に斜筋DABだけが配置される。つまり、通常、開口OPを補強するために使用される補強筋RB(図3参照)は設けられず、斜筋DABだけが補強用鉄筋として使用されるのである。 As shown in FIG. 1, in the opening reinforcing structure in the cantilever slab of the present embodiment, only the oblique line DAB is disposed in the vicinity of the location where the opening OP is provided in the structural reinforcing bar SB. That is, the reinforcing bar RB (see FIG. 3) normally used for reinforcing the opening OP is not provided, and only the oblique bar DAB is used as the reinforcing bar.
この斜筋DABは、コンクリートCCが打設されたときに、開口OPの隅角部Cとなる部分(4箇所)の近傍にそれぞれ配置される。各斜筋DABは、その軸方向が構造配筋SBの主筋MBおよび配力筋DBの軸方向と交差するように配設され、結束線などによって主筋MBおよび/または配力筋DBに取り付けられる。
各斜筋DABは、各斜筋DABが配置される隅角部Cとこの隅角部Cと対向する隅角部Cとを結ぶ開口部の対角線方向とほぼ直交に配設されればよい。例えば、図1であれば、対角線D1に対して、斜筋DAB1が直交するように配設される。
なお、斜筋DABと対角線方向とがほぼ直交とは、完全に直交な場合を基準として約±10度程度以下、好ましくは、±5度程度以下の状態を意味している。例えば、開口部が正方形断面であれば、開口部の対角線は構造配筋SBとほぼ45度に配置されるので、各斜筋DABを、構造配筋SBとなす角度が45±10度程度(好ましくは45±5度程度)となるように配置すればよい。
The oblique lines DAB are arranged in the vicinity of portions (four locations) that become the corner portions C of the opening OP when the concrete CC is placed. Each oblique muscle DAB is disposed such that its axial direction intersects with the axial direction of the main reinforcement MB and the distribution reinforcing bar DB of the structural reinforcement SB, and is attached to the main reinforcement MB and / or the distribution reinforcing DB by a binding line or the like. .
Each oblique line DAB may be disposed substantially orthogonal to the diagonal direction of the opening connecting the corner part C where each oblique line DAB is disposed and the corner part C opposed to the corner part C. For example, in FIG. 1, the oblique line DAB1 is arranged so as to be orthogonal to the diagonal line D1.
Note that the oblique line DAB and the diagonal direction being substantially orthogonal means a state of about ± 10 degrees or less, preferably about ± 5 degrees or less with reference to the case of being completely orthogonal. For example, if the opening has a square cross section, the diagonal line of the opening is arranged at approximately 45 degrees with the structural reinforcement SB, so that the angle between each oblique line DAB and the structural reinforcement SB is about 45 ± 10 degrees ( It may be arranged so as to be preferably about 45 ± 5 degrees.
このように、補強用鉄筋として開口OPの隅角部近傍に斜筋DABを設ければ、従来のように補強筋RB(図3参照)を設けた場合と同程度あるいはそれ以上に、開口OPの隅角部Cから発生するひび割れの形成および成長を抑えることができる(図1,4参照)。
しかも、補強用鉄筋として斜筋DABだけしか構造配筋SBに取り付けられていないので、従来のように補強筋RB(図3参照)を設けた場合に比べて、開口OPの近傍における鉄筋の密集度を低くすることができる。すると、コンクリートCCを打設したときに、開口OPの近傍において、鉄筋間の空間にコンクリートCCが流れ込み易くすることができるので、補強用鉄筋を設けても、鉄筋間へのコンクリートCCの充填性の低下を防ぐことができる。具体的には、コンクリートCC中に空隙V(図5および図8(A)参照)が形成されることを防ぐことができる。すると、コンクリートCCの充填性の低下に起因するコンクリートCCの強度低下を防ぐことができ、コンクリートCCの強度低下に起因する構造体としての片持ちスラブCSの強度低下も防ぐことができる。
そして、補強用鉄筋が多すぎることに起因するひび割れの発生や鉄筋とコンクリートCCの付着切れなどの発生も防止することができるので、補強用鉄筋を設けたことによるスラブの強度低下も防ぐことができる。
As described above, if the oblique bar DAB is provided near the corner of the opening OP as a reinforcing bar, the opening OP is equal to or more than the case where the reinforcing bar RB (see FIG. 3) is provided as in the prior art. It is possible to suppress the formation and growth of cracks generated from the corner portion C (see FIGS. 1 and 4).
Moreover, since only the oblique reinforcing bars DAB are attached to the structural reinforcing bars SB as reinforcing reinforcing bars, the reinforcing bars are more densely arranged near the opening OP than in the case where the reinforcing bars RB (see FIG. 3) are provided as in the prior art. The degree can be lowered. Then, when the concrete CC is placed, the concrete CC can easily flow into the space between the reinforcing bars in the vicinity of the opening OP. Therefore, even if reinforcing reinforcing bars are provided, the concrete CC can be filled between the reinforcing bars. Can be prevented. Specifically, it is possible to prevent the formation of the void V (see FIGS. 5 and 8A) in the concrete CC. Then, the strength reduction of concrete CC resulting from the fall of the filling property of concrete CC can be prevented, and the strength reduction of cantilever slab CS as a structure resulting from the strength reduction of concrete CC can also be prevented.
And since it can also prevent the occurrence of cracks due to too many reinforcing bars and the loss of adhesion between the reinforcing bars and concrete CC, it can also prevent the strength reduction of the slab due to the provision of reinforcing bars. it can.
なお、図1では、各斜筋DABがその両軸端間で真っ直ぐなものが記載されているが、各斜筋DABは曲っていてもよい。例えば、各斜筋DABを配置したときに、他の構造体(例えば柱など)と斜筋DABが干渉する場合には、他の構造体と干渉する部分を曲げてもよい。つまり、各斜筋DABは、隅角部C近傍の一定の範囲(40〜80mm程度)の長さが真っ直ぐになっていればよい。 In FIG. 1, each oblique line DAB is described as being straight between both axial ends, but each oblique line DAB may be bent. For example, when each oblique line DAB is arranged and another structure (for example, a column) interferes with the oblique line DAB, a portion that interferes with the other structure may be bent. That is, each oblique line DAB only needs to be straight in a certain range (about 40 to 80 mm) in the vicinity of the corner C.
(斜筋DABの詳細)
補強用鉄筋として使用される斜筋DABの直径はとくに限定されない。開口OPの隅角部Cから発生するひび割れの形成および成長を適切に抑制することができる程度の直径であればよい。具体的には、斜筋DABの直径は構造配筋SBの直径と同等以上または13mm以上であればよいが、コンクリートCCが打設されたときにおけるコンクリートCCの充填性やスラブの強度維持等を考慮すれば、太すぎないほうが好ましい。例えば、構造配筋SBの主筋MBの太さが10mmであれば、斜筋DABの直径は13〜16mmが好ましく、かかる太さとしておけば、ひび割れの形成および成長を適切に抑制でき、コンクリートCCの充填性を良好に維持できると同時に、鉄筋によるコンクリートCCの拘束力を適切に維持できるので、好ましい。
(Details of oblique line DAB)
The diameter of the oblique DAB used as the reinforcing steel bar is not particularly limited. The diameter may be such that crack formation and growth generated from the corner C of the opening OP can be appropriately suppressed. Specifically, the diameter of the oblique reinforcement DAB may be equal to or larger than the diameter of the structural reinforcement SB or 13 mm or more. However, when the concrete CC is placed, the concrete CC can be filled and the strength of the slab can be maintained. In consideration of this, it is preferable not to be too thick. For example, if the thickness of the main reinforcement MB of the structural reinforcing bar SB is 10 mm, the diameter of the oblique DAB is preferably 13 to 16 mm. With this thickness, the formation and growth of cracks can be appropriately suppressed, and the concrete CC It is preferable because the constraining force of the concrete CC by the reinforcing bars can be appropriately maintained at the same time.
各隅角部Cの近傍に斜筋DABを配設する本数はとくに限定されず、各隅角部Cについて斜筋DABは1本でもよいし、互いに平行となるように複数本の斜筋DABを配設してもよい。
例えば、構造配筋SBの主筋MBが13mmの場合であって、開口を形成した際に主筋MBが2本切断された場合には、主筋MBよりも太い16mmの鉄筋を1本だけ斜筋DABとして用いてもよい。すると、13mmの斜筋DABを2本使用するよりも配筋間の隙間を大きくできるので、コンクリートの充填性を高めることができる。
また、構造配筋SBの主筋MBが16mmの場合であって、開口を形成した際に主筋MBが2本切断された場合には、主筋MBよりも細い13mmの鉄筋を2〜3本使用して斜筋DABとして用いてもよい。この場合も、16mmの斜筋DABを使用するよりも配筋間の隙間を大きくできるので、コンクリートの充填性を高めることができる。
そして、複数本の斜筋DABを配設する場合には、コンクリートの充填性を高める上でも、隣接する斜筋DAB同士の間隔L(図1参照)が35mm以上となるように配設されていることが好ましく、40mm以上であればより好ましい。
The number of the oblique lines DAB disposed in the vicinity of each corner C is not particularly limited, and one oblique line DAB may be provided for each corner C, or a plurality of oblique lines DAB may be parallel to each other. May be provided.
For example, when the main reinforcing bar MB of the structural reinforcing bar SB is 13 mm and two main reinforcing bars MB are cut when the opening is formed, only one reinforcing bar DAB having a thickness of 16 mm thicker than the main reinforcing bar MB is provided. It may be used as Then, since the gap between the bar arrangements can be made larger than when two 13 mm oblique DABs are used, the filling property of the concrete can be improved.
If the main reinforcement MB of the structural reinforcement SB is 16 mm, and two main reinforcements MB are cut when the opening is formed, 2 to 3 13 mm reinforcing bars thinner than the main reinforcement MB are used. It may be used as the oblique line DAB. Also in this case, since the gap between the bar arrangements can be made larger than when the 16 mm oblique line DAB is used, the filling property of the concrete can be improved.
When a plurality of oblique lines DAB are arranged, the interval L (see FIG. 1) between adjacent oblique lines DAB is arranged to be 35 mm or more in order to enhance the filling property of the concrete. Preferably, it is more preferably 40 mm or more.
本発明のスラブにおける開口補強構造を採用した場合において、スラブの強度およびひび割れの発生状況に与える影響を確認した。 In the case of employing the opening reinforcing structure in the slab of the present invention, the influence on the strength of the slab and the occurrence of cracks was confirmed.
実験では、補強方法の異なった開口を有する実寸大の片持ちスラブ供試体を作成し、コンクリート打設から1年かけて、ひび割れ状況の観測と鉄筋およびコンクリートのひずみを計測した。 In the experiment, full-scale cantilever slab specimens with openings with different reinforcement methods were prepared, and the crack condition was observed and the strains of rebar and concrete were measured over the course of one year from the concrete placement.
実験で使用した供試体は、図6に示す寸法の梁付き片持ちスラブ(出寸法1.5程度)であり、開口を4か所設けたものである。 The specimen used in the experiment is a cantilever slab with a beam having a size shown in FIG. 6 (protrusion size is about 1.5), and has four openings.
この供試体は、図13の表1に示す材料を、図13の表2に示すように調合(JIS工場に規格されている一般的な27-18-20Nの調合)したコンクリートによって形成した。使用したコンクリートの物性値は図13の表3に示すとおりである。
供試体は、型枠内に後述するような配筋を行った後、型枠内に上記のコンクリートを打設し、その後、3日間スラブ上面から散水を行い、湿潤養生を行って形成した。湿潤養生後は、材齢28日までは型枠の底板及び側板を在置した状態で放置し、28日後に型枠の脱型及び片持ちスラブの支保工を解体した。
This specimen was formed from concrete prepared by mixing the materials shown in Table 1 of FIG. 13 (general 27-18-20N prepared by JIS factory) as shown in Table 2 of FIG. The physical properties of the concrete used are as shown in Table 3 in FIG.
The specimens were formed by placing the concrete in the formwork as described later, placing the concrete in the formwork, then spraying water from the upper surface of the slab for 3 days, and performing wet curing. After wet curing, the bottom plate and side plate of the mold were left standing until the age of 28 days, and after 28 days, the mold was removed and the cantilever slab support was dismantled.
供試体の形成およびこの供試体を使用した実験は全て室内で行った。室内の環境は、室内の温度及び湿度を計測して、外気温度に追従した状態に保持した。 The formation of the specimen and the experiments using this specimen were all performed indoors. The indoor environment was measured by measuring indoor temperature and humidity, and kept in a state following the outside air temperature.
スラブには、図7に示すように鉄筋を配筋した(上主筋(D13@150)、下主筋(D10@150)、上下配力筋(D10@200)、鉄筋比(主筋方向0.66%・配力筋方向:0.47%))。なお、@とは鉄筋ピッチ、つまり鉄筋を配置する間隔のことである。また、図7は、配筋構造を例示するために示したものであり、鉄筋の本数および補強筋、斜筋の本数は必ずしも実際のスラブとは一致していない。 As shown in Fig. 7, the slab was reinforced with reinforcing bars (upper main bars (D13 @ 150), lower main bars (D10 @ 150), upper and lower strength bars (D10 @ 200), reinforcing bars ratio (0.66% in the main bar direction). Alignment direction: 0.47%)). In addition, @ is a reinforcing bar pitch, that is, an interval at which reinforcing bars are arranged. Moreover, FIG. 7 is shown to illustrate the bar arrangement structure, and the number of reinforcing bars and the number of reinforcing bars and oblique bars do not necessarily match the actual slab.
また、スラブにおいて開口1〜3が形成される位置には、図7(A)に示すように、補強筋および斜筋による補強を行った。開口1の補強が一般的な片持ちスラブ開口の補強要領であり、開口2は開口1の補強から斜筋を除いた補強要領であり、開口3が本発明の補強要領である。なお、開口4には、補強筋等を設けた場合と比較するために、補強筋および斜筋を設けていない。
開口1、2において、補強筋は、開口を形成するために切断した鉄筋と同本数の鉄筋を、開口際の構造鉄筋の外側に配置した。つまり、開口を形成するために上下の主筋および上下の配力筋はそれぞれ2本切断されたので、上下の主筋には、開口の両側にそれぞれ各2本の鉄筋(D13)を配置し、上下の配力筋には、開口の両側にそれぞれ2本の鉄筋(D10)を配置した。
開口1、3において、斜筋は、構造鉄筋の主筋または配力筋と45度で交差するように、開口の各隅角部に、上下とも各2本の鉄筋(D13)を配置した。
Further, as shown in FIG. 7A, reinforcement with reinforcing bars and oblique bars was performed at positions where the openings 1 to 3 were formed in the slab. The reinforcement of the opening 1 is a reinforcement procedure of a general cantilever slab opening, the opening 2 is a reinforcement procedure of removing the oblique stripes from the reinforcement of the opening 1, and the opening 3 is a reinforcement procedure of the present invention. In addition, in order to compare with the case where a reinforcing bar etc. are provided in the opening 4, the reinforcing bar and the oblique line are not provided.
In the openings 1 and 2, the reinforcing bars are arranged on the outside of the structural reinforcing bars at the time of opening the same number of reinforcing bars as the reinforcing bars cut to form the openings. In other words, the upper and lower main bars and the upper and lower force bars were cut in order to form the opening, so two reinforcing bars (D13) were placed on each side of the opening in the upper and lower main bars. Two reinforcing bars (D10) were arranged on both sides of the opening.
In the openings 1 and 3, two reinforcing bars (D13) are arranged at the upper and lower corners at each corner of the opening so that the oblique bars intersect the main reinforcing bars or the distribution bars of the structural reinforcing bars at 45 degrees.
実験では、(1)X線を用いたコンクリートの可視化によるコンクリートの充填性の測定と、(2)スラブのひび割れ観測と、(3)スラブのひずみ計測と、を行って、補強状態の相違による差を確認した。 In the experiment, (1) measurement of concrete fillability by visualization of concrete using X-rays, (2) crack observation of slab, and (3) strain measurement of slab, the difference in reinforcement state The difference was confirmed.
(1)X線を用いたコンクリートの可視化
補強筋および斜筋の配設状況の相違による開口補強筋周辺のコンクリートの充填性や密実性の相違を確認するために、X線を使用した可視化観察を行った。
(1) Visualization of concrete using X-rays Visualization using X-rays in order to confirm the difference in the filling and solidity of concrete around the opening reinforcing bars due to differences in the arrangement of reinforcing bars and oblique bars Observations were made.
撮影には、X線機器は管電圧80〜200kV、管電流3mAのX線機器(理学電機社製:型番ラジオフレックス200SPS)を使用した。
撮影箇所は、各開口の元端(梁側)内側の隅角部近傍である。
For photographing, an X-ray device (tube size 80-200 kV, tube current 3 mA) (manufactured by Rigaku Corporation: Model No. Radioflex 200SPS) was used.
The photographing location is in the vicinity of the corner portion inside the base end (beam side) of each opening.
なお、X線によるコンクリート内部の可視化は、数十ミリ程度の空隙が無い限りは、加工を加えない画像上では空隙と判別し難い。このため、X線画像の特徴である写される色の濃淡に着目して、X線画像において空隙が存在する可能性がある部分について可視化画像の色のヒストグラムをそれぞれ平滑化した画像を形成し、その部分のコンクリートの密実性を判断した。 It should be noted that visualization of the inside of concrete by X-rays is difficult to identify as a void on an image that is not processed unless there is a void of about several tens of millimeters. Therefore, paying attention to the shades of colors that are characteristic of the X-ray image, images in which the histogram of the color of the visualized image is smoothed for each portion where there is a possibility of a gap in the X-ray image are formed. The solidity of the concrete of the part was judged.
結果を図8に示す。
X線撮影画像では、密度の高いものは白く、密度の低いものは黒く写る。よって、通常は、鉄筋近傍では、鉄筋の影響で白っぽく写り内部では、鉄筋から遠ざかるにつれて、より黒く写る。したがって、鉄筋近傍でその部分の内側のコンクリートよりも黒く写っている部分は、密実でないか、空隙部分である可能性がある。
The results are shown in FIG.
In an X-ray image, a high density image is white and a low density image is black. Therefore, normally, near the reinforcing bar, it appears whitish due to the influence of the reinforcing bar, and inside it appears darker as the distance from the reinforcing bar increases. Therefore, there is a possibility that the portion that is blacker than the concrete inside the portion near the reinforcing bar is not solid or is a void portion.
図8(A)に示すように、開口1の内側元端の隅角部近傍では、範囲aについて画像を拡大し平滑化すると、左上の鉄筋が交差している鉄筋近傍の部分(範囲A)が黒くなっていることが確認された。このことから、この部分に空隙が存在している可能性があると考えられる。
また、図8(B)に示すように、開口2の内側元端の隅角部近傍では、最も色ムラがあるように思われた範囲bの部分について画像を拡大し平滑化した。しかし、拡大し平滑化した画像では、鉄筋際で黒くなっているような色のムラはさほどみられず、充填性には問題がないと考えられる。
図8(C)に示すように、開口3の内側元端の隅角部近傍では、主筋・配力筋・斜筋が交差している部分でも空隙や充填性の悪いような色ムラは見られず、範囲cについて画像を拡大し平滑化しても、空隙や充填性の悪いような色ムラは見られなかった。つまり、充填性には問題がないと考えられる。
図8(D)に示すように、開口4の内側元端の隅角部近傍では、鉄筋近傍から離れるに従い、黒く写されており、密実にコンクリートが打設されていると考えられる。
As shown in FIG. 8A, in the vicinity of the corner portion of the inner base end of the opening 1, when the image is enlarged and smoothed for the range a, the portion near the reinforcing bar where the upper left reinforcing bar intersects (range A). Was confirmed to be black. From this, it is considered that there may be voids in this part.
Further, as shown in FIG. 8B, in the vicinity of the corner portion at the inner base end of the opening 2, the image was enlarged and smoothed for a portion of a range b that seemed to have the most uneven color. However, in the enlarged and smoothed image, there is not much color unevenness that is black at the edge of the reinforcing bar, and it is considered that there is no problem in the filling property.
As shown in FIG. 8C, in the vicinity of the corner portion of the inner base end of the opening 3, there is no color unevenness such as a gap or poor fillability even in a portion where the main, distribution, and oblique muscles intersect. Even if the image was enlarged and smoothed for the range c, no color unevenness such as voids or poor filling properties was observed. That is, it is considered that there is no problem in the filling property.
As shown in FIG. 8 (D), in the vicinity of the corner portion of the inner front end of the opening 4, the image is blackened as the distance from the vicinity of the reinforcing bar increases, and it is considered that concrete is densely placed.
以上のごとく、一般的な片持ちスラブ開口の補強要領である開口1の補強を行った場合には、主筋・配力筋と斜筋が混み合っている部分でコンクリートの充填性が低下する可能性があるが、本発明の開口の補強構造では、斜筋を使用してもコンクリートの充填性の低下が生じないことが確認された。 As described above, when the reinforcement of the opening 1 which is the reinforcement procedure of the general cantilever slab opening is performed, the filling property of the concrete may be deteriorated in the portion where the main reinforcement / distribution reinforcement and the oblique reinforcement are crowded. However, in the opening reinforcing structure of the present invention, it has been confirmed that the use of oblique bars does not cause deterioration in the filling property of the concrete.
(2)スラブのひび割れ観測
供試体の各開口周辺の表面ひび割れを、幅、長さを定期的に計測した。なお、図9には、ある程度の幅(0.04mm以上)を有するひび割れを表示している。
(2) Slab crack observation The width and length of the surface cracks around each opening of the specimen were measured periodically. FIG. 9 shows a crack having a certain width (0.04 mm or more).
図9(A)に示すように、開口1〜4の全てにおいて、内側の開口隅角部分に最初のひび割れが確認された。その後、開口1〜4では、隅角部分にひび割れが検出されたが、開口間において、ひび割れ発生時期およびそのひび割れの状況に大きな差は見られなかった。 As shown in FIG. 9 (A), initial cracks were confirmed at the corners of the inner opening in all of the openings 1 to 4. Thereafter, cracks were detected at the corners of the openings 1 to 4, but there was no significant difference between the openings in the crack generation time and the state of the cracks.
図9(B)に示すように、時間の経過とともに、新たなひび割れが発生したが、0.04mm以上の幅を有するひび割れはそれほど発生しなかった。一方、時間の経過とともに、初期に発生したひび割れが進展し、その長さが伸び、幅が広がった。とくに、開口1のひび割れは、長さ、幅ともに他の開口のひび割れよりも大きくなっている。しかし、開口間で、ひび割れの形成状況に大きな差はないことが確認された。 As shown in FIG. 9B, new cracks occurred over time, but cracks having a width of 0.04 mm or more did not occur so much. On the other hand, with the passage of time, the cracks that occurred in the early stage progressed, the length increased, and the width expanded. In particular, the cracks in the opening 1 are larger in both length and width than those in the other openings. However, it was confirmed that there was no significant difference in the formation of cracks between the openings.
以上のように、本発明の補強構造を採用した開口3は、一般的な片持ちスラブ開口の補強要領によって補強した開口1から補強筋を除いているが、ひび割れの進展状況に差は見られないことが確認できた。 As described above, the opening 3 adopting the reinforcing structure of the present invention removes the reinforcing bar from the opening 1 reinforced by the general reinforcement procedure of the cantilever slab opening, but there is a difference in the progress of cracks. It was confirmed that there was no.
(3)スラブのひずみ計測
供試体の各開口の隅角部の鉄筋及びコンクリートにひずみゲージを取り付け、それぞれのひずみを計測した。
(3) Strain strain measurement Strain gauges were attached to the reinforcing bars and concrete at the corners of each opening of the specimen, and each strain was measured.
コンクリート表面のひずみ計測には、長さ60mm、3線式の貼付ゲージ(東京測器製、型番:TL-60-11-3L)を使用し、コンクリート内部のひずみ計測には、長さ60mm、直径4mmの埋め込みゲージ(東京測器製、型番:PMFL-60-7LT)を使用した。 To measure the strain on the concrete surface, use a 60 mm length, a 3-wire affixed gauge (manufactured by Tokyo Sokki Co., Ltd., model number: TL-60-11-3L). An embedded gauge having a diameter of 4 mm (manufactured by Tokyo Sokki, model number: PMFL-60-7LT) was used.
なお、コンクリート内部の埋め込みゲージによるひずみ計測は、コンクリートを打設した直後から計測を開始した。
また、コンクリート表面の貼り付けゲージによるひずみ計測は、上面は材齢8日目、下面は29日目にゲージを貼り付けて計測を開始した。
In addition, the strain measurement by the embedded gauge inside the concrete was started immediately after placing the concrete.
Moreover, the strain measurement by the sticking gauge on the concrete surface was started by attaching the gauge on the upper surface on the 8th day of age and on the lower surface on the 29th day.
鉄筋のひずみ計測には、長さ3mm、3線式の貼付ゲージ((株)共和電業製、型番:KFG-2-120)を使用した。 For measuring the strain of the reinforcing bars, a 3 mm long, three-wire sticking gauge (manufactured by Kyowa Denki Co., Ltd., model number: KFG-2-120) was used.
図10(A)には、コンクリートのひずみ計測を行うゲージを貼りつけた位置と、図11の凡例の解説を示している。凡例では、左から順に、開口ナンバー、貼付位置(CU:上、CC:中、CL:下)、元端or先端(f:元端、t:先端)、側面方向位置(o:外側、i:内側)が記載されている。つまり、「3CU−to」の場合であれば、ひずみ測定位置が、開口3の先端(自由端)外側の上部表面であることを意味している。
また、図10(B)には、図12に結果を示す、ひずみ計測を行った鉄筋を示す凡例の解説を示している。凡例では、左から順に、開口ナンバー、鉄筋種別(M:主筋、D:配力筋、O:斜筋)、鉄筋断面位置(U:上、C:中、L:下)、元端or先端(f:元端、t:先端)、側面方向位置(o:外側、i:内側)、隣り合う2本の補強筋位置(n:開口寄り、f:開口より外)が記載されている。つまり、「3MU−fin」の場合であれば、開口3の元端(梁側)内側の開口寄り上部に設けられている補強主筋を意味している。また、ひずみ計測を行った鉄筋が構造筋の場合には、開口ナンバーと鉄筋種別の間に、structureを表す“s”を記載している。「3sMU−fin」であれば、開口3の元端(梁側)内側の開口寄り上部に設けられている構造主筋を意味している。
図10(C)には、斜筋にゲージを貼りつけた位置を示している。
FIG. 10A shows a position where a gauge for measuring strain of concrete is pasted and an explanation of the legend of FIG. In the legend, in order from the left, the aperture number, the pasting position (CU: upper, CC: middle, CL: lower), the original end or the tip (f: the original end, t: the tip), the side direction position (o: outside, i : Inside) is described. That is, in the case of “3CU-to”, it means that the strain measurement position is the upper surface outside the tip (free end) of the opening 3.
FIG. 10B shows an explanation of a legend indicating a reinforcing bar for which strain measurement is performed, the result of which is shown in FIG. In the legend, in order from the left, the opening number, reinforcing bar type (M: main reinforcing bar, D: strength bar, O: oblique muscle), reinforcing bar cross-sectional position (U: top, C: middle, L: bottom), original end or tip (F: original end, t: front end), lateral direction position (o: outside, i: inside), and two adjacent reinforcing bar positions (n: near opening, f: outside opening) are described. That is, in the case of “3MU-fin”, it means a reinforcing main bar provided at an upper portion near the opening inside the original end (beam side) of the opening 3. Further, when the reinforcing bar for which the strain measurement is performed is a structural reinforcing bar, “s” representing a structure is described between the opening number and the reinforcing bar type. If it is “3sMU-fin”, it means the structural main reinforcement provided at the upper part near the opening inside the base end (beam side) of the opening 3.
FIG. 10C shows a position where a gauge is attached to the oblique line.
なお、鉄筋の貼付ゲージによるひずみ計測およびコンクリート内部の埋め込みゲージによるひずみ計測は、コンクリートを打設した直後から計測を開始した。
また、コンクリート表面の貼り付けゲージによるひずみ計測は、上面は材齢8日目、下面は29日目にゲージを貼り付けて計測を開始した。
In addition, the strain measurement by the sticking gauge of the reinforcing bar and the strain measurement by the embedded gauge inside the concrete were started immediately after placing the concrete.
Moreover, the strain measurement by the sticking gauge on the concrete surface was started by attaching the gauge on the upper surface on the 8th day of age and on the lower surface on the 29th day.
結果を図11および図12に示す。 The results are shown in FIG. 11 and FIG.
図12に示すように、開口4では、構造鉄筋のひずみが開口1〜3の構造鉄筋のひずみよりもやや大きくなっている。このことから、開口4では、補強筋や斜筋が設けられていないため、他の開口1〜3に比べて、構造鉄筋に加わる負荷が大きくなっていることが確認できる。
また、図11に示すように、コンクリート内部のひずみも、外側元端では、開口4のひずみが他の開口1〜3のひずみに比べて極端に大きくなっている。しかも、先端では、外側も内側も開口4のひずみが開口1〜3のひずみよりも大きくなっている。内側元端については、斜筋を設けていない開口2のひずみが最も大きく、斜筋を設けている開口1、開口3の倍以上のひずみが発生している。
一方、開口3では、構造鉄筋やコンクリートに発生するひずみの大きさが現状の設計である開口1のひずみとそれほど差がなく、また、時間経過によるひずみの変動も非常に似た傾向を示していることが確認できる。
As shown in FIG. 12, in the opening 4, the strain of the structural reinforcing bars is slightly larger than the strain of the structural reinforcing bars of the openings 1 to 3. From this, it can be confirmed that the load applied to the structural reinforcing bars is larger than that of the other openings 1 to 3 because the reinforcing bars and the oblique bars are not provided in the openings 4.
In addition, as shown in FIG. 11, the strain inside the concrete is also significantly larger at the outer base end than at the other openings 1 to 3 at the opening 4. Moreover, at the tip, the strain of the opening 4 is larger than the strain of the openings 1 to 3 both on the outside and on the inside. At the inner base end, the distortion of the opening 2 where the oblique line is not provided is the largest, and the distortion more than double that of the opening 1 and the opening 3 provided with the oblique line is generated.
On the other hand, in the opening 3, the magnitude of the strain generated in the structural rebar and concrete is not so different from the strain of the opening 1 which is the current design, and the variation of the strain with time is very similar. It can be confirmed.
また、図11に示すように、元端の上表面ひずみには開口によって大きな差が見られ、また、他の場所でも若干開口による差がある。しかし、表面のひずみは、鉄筋が存在する位置よりも40mmも離れた箇所で発生しているひび割れに影響を受けるため、ひび割れ発生箇所にひずみゲージが近ければ大きなひずみの値が測定される。つまり、局所的な変形(ひび割れ発生)の影響を受けるため、各開口で同じ場所にひずみゲージを設けても、一概に比較はできない。しかし、表面のひずみは、4つの開口1〜4において、局所的な影響を排除できる箇所を比較すれば、あまり大きな差はないと考える。 Further, as shown in FIG. 11, there is a large difference in the upper surface strain of the original end depending on the opening, and there is also a slight difference due to the opening in other places. However, since the surface strain is affected by a crack generated at a position 40 mm away from the position where the reinforcing bar exists, a large strain value is measured if the strain gauge is close to the crack generation position. In other words, since it is affected by local deformation (cracking), even if a strain gauge is provided at the same location in each opening, a general comparison cannot be made. However, the distortion of the surface is considered not to be very large if the locations where the local influence can be eliminated in the four openings 1 to 4 are compared.
以上の結果から、開口2および開口4は、現状の設計である開口1に比べて、鉄筋やコンクリートに大きな負荷が加わっているが、開口3では、構造鉄筋やコンクリートに加わる負荷が現状の設計である開口1のひずみとそれほど差がない。このことから、開口3は、開口2および開口4よりも開口を補強できており、少なくとも開口1と同程度の補強がなされていると考える。 From the above results, the opening 2 and the opening 4 have a larger load on the reinforcing bars and concrete than the opening 1 which is the current design, but the opening 3 has a load applied to the structural reinforcing bars and concrete. There is not much difference from the distortion of the opening 1. From this, it is considered that the opening 3 can reinforce the opening more than the opening 2 and the opening 4, and at least the same degree of reinforcement as the opening 1 is made.
ひび割れについては、開口2および開口4に比べて、開口1や開口3ではひび割れの進展が顕著であるが、これは、内部で鉄筋が密に配置されているので、乾燥収縮を妨げる効果が少なからず存在していることに起因すると考える。つまり、鉄筋から拘束を受けると、コンクリートが自由に縮めないので、ひび割れが発生してしまうからである。 As for cracks, the progress of cracks is remarkable in the openings 1 and 3 compared to the openings 2 and 4, but this is because the reinforcing bars are densely arranged inside, so that the effect of preventing drying shrinkage is small. I think that this is due to the existence. In other words, if restrained by the reinforcing bars, the concrete cannot be shrunk freely and cracks will occur.
本実験では、ひび割れの発生よりも、ひび割れの進展において鉄筋の影響が顕著に現れて、開口1においてひび割れがもっとも成長している。これは、開口1の鉄筋量が最も多く鉄筋が密に入りすぎていたため、コンクリートが縮むことができず、ひび割れが入りやすくなったと考える。 In this experiment, the influence of the reinforcing bar appears more remarkably in the progress of the crack than in the occurrence of the crack, and the crack grows most in the opening 1. This is because the amount of reinforcing bars in the opening 1 was the largest and the reinforcing bars were so dense that the concrete could not be shrunk and cracks were easily formed.
また、開口3では、開口1に次いで、ひび割れの進展に対する鉄筋の影響が顕著に現れているが、これは、鉄筋がコンクリートの乾燥収縮に抵抗した証拠といえる。かかる鉄筋の抵抗によるひび割れの進展は、コンクリート構造物の施工初期の段階では弊害と考えられるが、逆に、開口3の周辺がしっかりと鉄筋で補強されている証拠であるといえる。 Moreover, in the opening 3, the influence of the reinforcing bar on the progress of the crack appears after the opening 1, and this can be said to be evidence that the reinforcing bar resisted the drying shrinkage of the concrete. The progress of cracking due to the resistance of the reinforcing bars is considered to be harmful at the initial stage of construction of the concrete structure, but conversely, it can be said that it is evidence that the periphery of the opening 3 is firmly reinforced with reinforcing bars.
したがって、開口1では鉄筋は密すぎて品質として(出来上がりとして)問題を残すレベルにひび割れが進展したといえるが、開口3ではそこまでのひび割れの進展は生じなかったといえる。 Accordingly, it can be said that cracks have progressed to a level where the rebar is too dense in the opening 1 to leave a problem (as a result), but it can be said that the cracks have not progressed so far in the opening 3.
一方、開口2と開口4は、本実験では開口1および開口3に比べてひび割れの進展は少なかったが、これは、鉄筋がコンクリートを拘束する効果を有していなかったためと考えられる。すると、コンクリートのクリープ挙動(長期的変形挙動)、あるいは地震などによって、より大きなひび割れを発生する可能性があるといえ、本実験においてひび割れが顕著ではないから安全というわけではない。 On the other hand, although the opening 2 and the opening 4 were less cracked than the opening 1 and the opening 3 in this experiment, it is considered that the reinforcing bars did not have an effect of restraining the concrete. Then, it can be said that there is a possibility that larger cracks may occur due to the creep behavior of concrete (long-term deformation behavior), or earthquakes. However, in this experiment, the cracks are not significant, so it is not safe.
以上の結果を総合的に判断すると、開口2および開口4は、現状の設計である開口1に対して初期のひび割れの進展に対しては優れていたものの、将来的な安全性の点では問題があると考えられる。
一方、開口3は、現状の設計である開口1と同程度に開口を補強できており、しかも、開口1よりもひび割れの進展を抑えることができていると考える。
したがって、開口の補強およびひび割れの進展防止という観点から、開口3の補強構造、つまり、本発明のスラブにおける開口補強構造が、現状の補強構造等と比べて優れていると判断する。
Judging from the above results comprehensively, the opening 2 and the opening 4 were superior to the initial design of the opening 1 in terms of the initial crack growth, but there was a problem in terms of future safety. It is thought that there is.
On the other hand, it is considered that the opening 3 can reinforce the opening to the same extent as the opening 1 which is the current design, and can further suppress the development of cracks than the opening 1.
Therefore, from the viewpoint of reinforcing the opening and preventing the progress of cracks, it is determined that the reinforcing structure of the opening 3, that is, the opening reinforcing structure in the slab of the present invention is superior to the current reinforcing structure and the like.
(コンクリートの乾燥収縮に与える鉄筋の影響の確認)
なお、上述したように、鉄筋はコンクリートの乾燥収縮を妨げる効果を有していると考えられるので、コンクリートの乾燥収縮に与える鉄筋の影響も調べた。その結果を以下に説明する。
(Confirmation of the effect of reinforcing bars on drying shrinkage of concrete)
In addition, as mentioned above, since it is thought that the reinforcing bar has the effect which prevents the drying shrinkage | contraction of concrete, the influence of the reinforcing bar on the drying shrinkage | contraction of concrete was also investigated. The results will be described below.
図14(A)に示すように、この試験で使用した試験体は、直径100mm、高さ400mmの円柱および、直径100mm、高さ1000mmの円柱であり、コンクリート表面からの水分拡散および収縮が極力均一となるよう形成した。
供試体は、D10、D13、D16の異形鉄筋の3種を埋設した試験体(各3本)と、長さ400mmの試験体については、D10を2本設置した試験体(各3本)と、基準となる自由に収縮することが可能な試験体、つまり、鉄筋が埋設されていない試験体(3本)を作製して、鉄筋密度(鉄筋の直径および本数)の相違がコンクリートの乾燥収縮に与える影響を確認した。
なお、図14(B)および図15に示す試験体記号は、Lの後の数字が供試体の高さであり、4が400mm、10が1000mmを示しており、Dの後の数字が鉄筋の直径を示している。つまり、L4D10は、直径10mmの鉄筋を埋設した高さ400mmの供試体を意味している。なお、L4D10×2は、直径10mmの鉄筋を2本埋設している供試体を表している。
As shown in FIG. 14 (A), the specimen used in this test is a cylinder with a diameter of 100 mm and a height of 400 mm and a cylinder with a diameter of 100 mm and a height of 1000 mm, and water diffusion and shrinkage from the concrete surface is as much as possible. It formed so that it might become uniform.
The test specimens were test specimens (three each) in which three types of deformed reinforcing bars D10, D13, and D16 were embedded, and the test specimens having two D10s (three each) for the 400 mm long test specimens. The test specimens that can freely shrink as a reference, that is, test specimens with no reinforcing bars embedded (three pieces), and the difference in the reinforcing bar density (rebar diameter and number) are the dry shrinkage of concrete. We confirmed the effect on
In FIG. 14B and FIG. 15, in the specimen symbol, the number after L is the height of the specimen, 4 is 400 mm, 10 is 1000 mm, and the number after D is the reinforcing bar. The diameter is shown. That is, L4D10 means a specimen having a height of 400 mm in which a reinforcing bar having a diameter of 10 mm is embedded. L4D10 × 2 represents a specimen in which two rebars with a diameter of 10 mm are embedded.
試験体の作製には、上述した実験と同様に、図13の表1に示す材料を、図13の表2に示すように調合(JIS工場に規格されている一般的な27-18-20Nの調合)したコンクリートを使用した。使用したコンクリートの物性値は、スランプ以外は図13の表3に示すものと同じ値であった。なお、この実験で使用したコンクリートのスランプは16.0mmであった。 For the preparation of the test body, the materials shown in Table 1 of FIG. 13 were mixed as shown in Table 2 of FIG. 13 (general 27-18-20N standardized by JIS factories) as in the above-described experiment. Concrete) was used. The physical properties of the concrete used were the same as those shown in Table 3 in FIG. 13 except for the slump. The concrete slump used in this experiment was 16.0 mm.
上記コンクリートを使用して、上述した試験体は以下の方法で作製した。
まず、型枠には、塩ビ製のパイプを使用した、このパイプを立てた状態で、パイプの上端からコンクリートを縦方向(パイプ軸方向)に打設した。打設直後、パイプの上端(つまり、コンクリートを投入した開口)にキャップをして養生を行い、材齢1日で脱型した。脱型後、7日間標準水中で養生した後、恒温恒湿室で乾慢させた。
また、乾燥を促進させるため、恒温恒湿室内の環境設定を温度20℃±1℃、湿度40%±5%RHとし、隣接する試験体間で湿度が変化しないように送風ファンにて微風を与えた。
Using the above concrete, the above-described specimen was prepared by the following method.
First, a PVC pipe was used as a mold, and concrete was placed in the vertical direction (pipe axial direction) from the upper end of the pipe with the pipe standing. Immediately after placement, the upper end of the pipe (that is, the opening into which the concrete was poured) was capped and cured, and demolded at a material age of 1 day. After demolding, it was cured in standard water for 7 days, and then dried in a constant temperature and humidity room.
In order to promote drying, the environment setting in the constant temperature and humidity room is set to 20 ° C ± 1 ° C and humidity is 40% ± 5% RH, and a gentle air is blown by a blower fan so that the humidity does not change between adjacent specimens. Gave.
そして、材齢7日より鉄筋のひずみ測定およびコンクリート表面の長さ変化の測定を行った。
図14(A)に示すように、鉄筋のひずみ測定には、長さ5mm、貼付ゲージ(株式会社共和電業製、型番:KFG-5-120-C1)を使用した。
コンクリートのひずみ計測は、試験体表面にコンタクトチップ(株式会社丸東製作所、型番:MSG-10)を貼り付け、JIS法(コンタクトゲージ法)で測定した。
なお、貼付ゲージおよびコンタクトチップは、図14(A)に示すように貼り付けた。
And the strain measurement of the reinforcing bar and the measurement of the length change of the concrete surface were performed from the age of 7 days.
As shown in FIG. 14 (A), the strain of the reinforcing bars was 5 mm in length and a sticking gauge (manufactured by Kyowa Denki Co., Ltd., model number: KFG-5-120-C1) was used.
For measuring the strain of the concrete, a contact tip (Maruto Seisakusho Co., Ltd., model number: MSG-10) was attached to the surface of the specimen, and the measurement was performed by the JIS method (contact gauge method).
The affixing gauge and contact tip were affixed as shown in FIG.
結果を図15および図16に示す。
図15(A)に示すように、コンクリートの長さ変化率は、時間の経過とともに大きくなっており、鉄筋断面比が大きくなるほど、長さ変化率が小さくなっていることが確認できる。また、材齢56日目まではどの試験体も長さ変化率が大きく、コンクリートの大きな収縮が生じていると判断できるが、材齢56日目以降は長さ変化率が緩やかになっており、その傾向は鉄筋の径が大きいほど長さ変化率が小さくなる傾向を示している。そして、直径10mmの鉄筋を2本入れた試験体では、鉄筋断面比が近い直径13mmの試験体と同等の長さ変化率を示している。つまり、鉄筋の径が太いほどまたは鉄筋の本数が多いほど、鉄筋によるコンクリートを拘束する力が大きく、コンクリートが乾燥収縮しにくいことが確認できる。
The results are shown in FIG. 15 and FIG.
As shown in FIG. 15 (A), the rate of change in the length of concrete increases with time, and it can be confirmed that the rate of change in length decreases as the cross-section ratio of the reinforcing bar increases. In addition, it can be judged that the length change rate of all the specimens is large until the 56th day of age, and that the concrete has undergone large shrinkage, but the length change rate is moderate after the 56th day of age. The tendency shows that the length change rate tends to decrease as the diameter of the reinforcing bar increases. And in the test body in which two rebars with a diameter of 10 mm are put, the length change rate equivalent to the test body with a diameter of 13 mm with a close cross-section ratio is shown. That is, it can be confirmed that the greater the diameter of the reinforcing bars or the greater the number of reinforcing bars, the greater the force that restrains the concrete by the reinforcing bars, and the concrete is less likely to dry and shrink.
かかる効果は、図16に示すように、試験終了後の試験体(長さ400mm)の表面からも確認できる。
図16に示すように、鉄筋が埋設されていない試験体では試験体の表面にひび割れが発生していないが、鉄筋が埋設されている試験体ではひび割れが発生している。しかも、鉄筋の密度が高まるにしたがって、試験体に発生する水平方向(試験体の軸と直交する方向)のひび割れが多くなっていることも確認できる。
以上のように、試験体の表面の状況からも、試験体のコンクリートが軸方向に収縮しようとしているのを鉄筋が抑止しており、この抑止力の影響で試験体の表面にひび割れが発生していることが確認できる。
As shown in FIG. 16, this effect can be confirmed from the surface of the test specimen (length 400 mm) after the test is completed.
As shown in FIG. 16, in the test body in which the reinforcing bars are not embedded, cracks are not generated on the surface of the test body, but in the test body in which the reinforcing bars are embedded, cracks are generated. Moreover, it can also be confirmed that as the density of the reinforcing bars increases, cracks in the horizontal direction (in the direction perpendicular to the axis of the test body) generated in the test body increase.
As described above, from the surface condition of the test specimen, the reinforcing bar prevents the concrete of the test specimen from contracting in the axial direction, and cracks occur on the surface of the test specimen due to this deterrent force. Can be confirmed.
一方、図15(B)に示すように、鉄筋のひずみも、時間の経過とともに大きくなっていく傾向をしめしている。しかし、材齢28日目以降は、直径10mmの鉄筋を1本埋設している試験体ではひずみがほぼ一定となっており、それ以外の試験体ではひずみが小さくなる傾向を示している。
図15(A)の結果では、コンクリートには、材齢56日目まで大きな収縮が生じていることから、鉄筋とコンクリートとの付着が切れている、つまり、鉄筋によってコンクリートの変形を低減させる能力が低下している可能性があることが確認できる。とくに、埋設されている鉄筋の径が太い試験体ほど能力の低下が著しいことが確認できる。
On the other hand, as shown in FIG. 15B, the strain of the reinforcing bars also tends to increase with time. However, after the 28th day of material age, the strain in which one rebar having a diameter of 10 mm is embedded has a substantially constant strain, and the strain in other specimens tends to be small.
In the result of FIG. 15 (A), since the large shrinkage has occurred in the concrete until the age of 56 days, the adhesion between the reinforcing bar and the concrete is broken, that is, the ability to reduce the deformation of the concrete by the reinforcing bar. It can be confirmed that there is a possibility that the In particular, it can be confirmed that the test specimen having a larger diameter of the embedded reinforcing bar has a more significant decrease in ability.
以上の結果より、鉄筋の密度(径,本数)が増加するにしたがって、鉄筋がコンクリートの変形を拘束する力が強くなり、その結果,コンクリートの乾燥収縮量は低下することが確認された。
一方、鉄筋によるコンクリートの変形を拘束する力が増加することによって、ある程度乾燥収縮が進んだ状態では、鉄筋の付着切れやコンクリートにひび割れなどが生じ、本来期待される鉄筋によるコンクリートの変形を拘束する力が失われることも確認された。
From the above results, it was confirmed that as the density (diameter, number) of the reinforcing bars increased, the force of the reinforcing bars restraining the deformation of the concrete increased, and as a result, the drying shrinkage of the concrete decreased.
On the other hand, by increasing the force that restrains the deformation of the concrete by the reinforcing bars, in the state where the drying shrinkage has progressed to some extent, the reinforcing bars are cracked and the concrete is cracked, which restrains the deformation of the concrete due to the originally expected reinforcing bars. It was also confirmed that power was lost.
この結果からも、開口の補強およびひび割れの進展防止という観点では、現状の補強構造(開口1の補虚構造)よりも、開口3の補強構造、つまり、本発明のスラブにおける開口補強構造が優れていると判断できる。 Also from this result, the reinforcement structure of the opening 3, that is, the opening reinforcement structure in the slab of the present invention, is superior to the current reinforcement structure (compensation structure of the opening 1) from the viewpoint of reinforcing the opening and preventing the progress of cracks. Can be judged.
本発明のスラブにおける開口補強構造は、バルコニーなどの片持ちスラブ構造に開口を設ける場合の開口補強に適している。 The opening reinforcement structure in the slab of the present invention is suitable for opening reinforcement when an opening is provided in a cantilever slab structure such as a balcony.
CS 片持ちスラブ
OP 開口
C 隅角部
SB 構造配筋
MB 主筋
DB 配力筋
DAB 斜筋
CC コンクリート
V 空隙
CS Cantilever slab OP Opening C Corner corner SB Structural reinforcement MB Main reinforcement DB Strengthening reinforcement DAB Oblique reinforcement CC Concrete V Gap
Claims (2)
前記開口の周縁の構造配筋に補強用鉄筋が取り付けられており、
該補強用鉄筋は、
前記開口の隅角部近傍に設けられた斜筋のみで構成されている
ことを特徴とするスラブにおける開口補強構造。 A reinforcing structure for reinforcing an opening formed in a slab of a reinforced concrete structure,
Reinforcing bars are attached to the structural bar at the periphery of the opening,
The reinforcing bar is
An opening reinforcing structure in a slab, comprising only oblique lines provided in the vicinity of a corner portion of the opening.
前記構造配筋の主筋の直径が10〜13mmの場合には、その直径が該主筋と同径以上であり、
前記構造配筋の主筋の直径が13mmよりも太い場合には、その直径が13mmよりも太い
ことを特徴とする請求項1記載のスラブにおける開口補強構造。 The oblique muscle is
When the diameter of the main reinforcement of the structural reinforcement is 10 to 13 mm, the diameter is equal to or greater than that of the main reinforcement,
2. The opening reinforcing structure in a slab according to claim 1, wherein, when the diameter of the main reinforcing bar of the structural reinforcement is larger than 13 mm, the diameter is larger than 13 mm.
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