JP2013119722A - Method for enhancing shear capacity of reinforced concrete beam - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は鉄筋コンクリート梁のせん断耐力を向上させるせん断補強方法に関する。 The present invention relates to a shear reinforcement method for improving the shear strength of a reinforced concrete beam.
図5は鉄筋コンクリート梁に発生するせん断ひび割れを説明する図である。
鉄筋コンクリート梁1は主鉄筋の他にせん断補強用として帯鉄筋2が用いられる。梁1の両端部を支点3で支持して梁中央部の載荷点4に荷重をかけ、荷重を大きくしていくと、支点3と載荷点4との間にほぼ45度のラインでひび割れ5が発生してせん断破壊が生ずる。
このようなせん断破壊を防止する従来の方法を図6、図7により説明する。
図6はせん断補強用の帯鉄筋を多く配置する例を示す図で、せん断応力が大きく作用する領域の帯鉄筋の配置間隔を狭くして帯鉄筋を多く配置することでせん断破壊を防止するようにしている。また、せん断補強鉄筋に高強度鋼材を用いることも行われている。
図7は梁断面を鋼板で巻く例を示す図で、せん断応力が大きく作用する領域を鋼板7で巻いてモルタルやコンクリートを詰めるなどして一体化し、せん断破壊を防止するようにしている。
FIG. 5 is a diagram for explaining a shear crack generated in a reinforced concrete beam.
In the reinforced
A conventional method for preventing such shear fracture will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a view showing an example in which a large number of reinforcing bars for shear reinforcement are arranged, and it is possible to prevent shear failure by arranging a large number of reinforcing bars by narrowing the arrangement interval of the reinforcing bars in a region where shear stress acts greatly. I have to. In addition, a high-strength steel material is also used for the shear reinforcing bar.
FIG. 7 is a view showing an example in which a beam cross section is wound with a steel plate, and a region where shear stress is greatly applied is wound with the steel plate 7 and integrated by packing mortar or concrete to prevent shear failure.
帯鉄筋を多く配置する方法では、せん断補強鉄筋の配置が密となって鉄筋組立作業が困難となり、また、せん断補強鉄筋に高強度鋼材を用いる場合は材料コストが高くなってしまう。梁断面を鋼板で巻く方法では、鋼材の材料コストおよび施工の手間がかかるという問題がある。 In the method of arranging a lot of reinforcing bars, the arrangement of the shear reinforcing reinforcing bars becomes dense and the assembling work of the reinforcing bars becomes difficult, and when a high strength steel material is used for the shear reinforcing reinforcing bars, the material cost becomes high. In the method of winding the beam cross section with a steel plate, there is a problem that the material cost of the steel material and the labor of construction are required.
本発明は上記課題を解決しようとするもので、補強材料のコストを逓減し、かつせん断耐力を向上させることを目的とする。
本発明は、鉄筋コンクリート梁のせん断力を受ける部分に、周囲より引張強度の大きい領域を形成してせん断耐力を向上させることを特徴とする。
また、本発明は、周囲より引張強度の大きい領域は、空隙の多いコンクリート領域を形成し、この領域内に接着強度および引張強度の大きい充填材を充填して形成することを特徴とする。
また、本発明は、前記空隙の多いコンクリート領域をコンクリートに複数の孔を開けることで形成し、この孔に接着強度および引張強度の大きい充填材を充填することを特徴とする。
また、本発明は、前記空隙の多いコンクリート領域の界面に差し筋を設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記空隙の多いコンクリート領域の界面に凹凸を形成したことを特徴とする。
The present invention is intended to solve the above-described problems, and aims to reduce the cost of a reinforcing material and improve the shear strength.
The present invention is characterized in that a shear strength of a reinforced concrete beam is improved by forming a region having a higher tensile strength than the surroundings in a portion receiving the shearing force of the reinforced concrete beam.
Further, the present invention is characterized in that a region having a higher tensile strength than the surroundings is formed by forming a concrete region having many voids, and filling the region with a filler having a high adhesive strength and tensile strength.
Further, the present invention is characterized in that the concrete region having a large number of voids is formed by opening a plurality of holes in the concrete, and the holes are filled with a filler having high adhesive strength and tensile strength.
Further, the present invention is characterized in that a reinforcing bar is provided at an interface of the concrete region having a large number of voids.
In addition, the present invention is characterized in that irregularities are formed at the interface of the concrete region having many voids.
本発明は、周囲よりも引っ張り強度の大きい領域をせん断力が作用する部位に設けることで、補強材料を減らし、補強材のコストを下げ、施工性を良くして鉄筋コンクリート梁のせん断耐力を向上させることが可能となる。 The present invention provides a region having a higher tensile strength than the surrounding area at a site where the shear force acts, thereby reducing the reinforcing material, reducing the cost of the reinforcing material, improving the workability, and improving the shear strength of the reinforced concrete beam. It becomes possible.
以下、本実施形態について説明する。
図1は本実施形態を説明する図である。
鉄筋コンクリート梁1の支点3と載荷点4との間のせん断力が大きく作用する領域の少なくとも一部に、周囲より引っ張り強度が大きい領域10を形成する。引っ張り強度が大きい領域10は、例えば、この領域のコンクリートにバイブレータ等で振動を与えてセメントペーストを除去して粗骨材、細骨材が多く空隙の多い状況をつくり、この領域に接着強度および引張強度の大きいエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の有機系樹脂、或いはポリマーセメント等の接着強度および引張強度が大きい無機系材料等の充填材を充填して形成する。せん断力が大きく作用するところでは、圧縮に対して直交する方向に引っ張り力が作用してせん断破壊を起こすので、このような領域の少なくとも一部に引っ張り強度が大きい領域10を形成することで帯鉄筋の量を増やさず、高強度鋼材を使用せずにせん断耐力を向上させることができる。
なお、コンクリートの一部領域を空隙の多い状態とする方法としては、その領域のセメントペーストを除去する方法以外にも、ある領域のコンクリートに複数の孔を開けることで形成し、その孔に接着強度および引張強度の高い充填材を充填することで引っ張り強度が大きい領域を形成するようにしてもよい。
Hereinafter, this embodiment will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating this embodiment.
A
In addition to the method of removing the cement paste in that area, a method for making a part of concrete in a state with a lot of voids is formed by making a plurality of holes in concrete in a certain area and bonding to that hole. A region having high tensile strength may be formed by filling a filler having high strength and high tensile strength.
図2は図1に示した引っ張り強度が大きい領域を形成した鉄筋コンクリートのせん断耐力向上を説明する図である。
載荷点4への荷重を大きくしていったときに発生するせん断ひび割れ15は、引っ張り強度が大きい領域10を迂回し、領域10の下側を経て支点3に達していることが確認された。左側の領域10に着目すると、支点3が領域10の右端の載荷点4に近い位置3’(間接支点)へ移動したことになる。したがって、コンリート梁の高さをd、間接支点3’と載荷点4との間の長さa(せん断スパン)の比a/dが小さくなり、せん断耐力が向上していることが分かる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the improvement of the shear strength of the reinforced concrete in which the region having a high tensile strength shown in FIG. 1 is formed.
It was confirmed that the
図3は本発明の他の実施形態を説明する図である。
引っ張り強度が大きい領域10は接着強度の大きい樹脂を充填しているが、樹脂の界面は強度が弱くひび割れが発生し易い。そこで、この例では領域10の下側界面に複数の差し筋20を入れてひび割れの発生を防止してせん断耐力を向上させるようにしている。また、差し筋20は領域10の上側界面にも設けるようにしてもよい。また、差し筋を設けることに代えて、界面に凹凸を設けるようにしてもよく、この凹凸がひび割れた界面のかみ合わせにきいてくるので強度を増してせん断耐力を向上させることができる。もちろん、界面に凹凸を形成し、さらに差し筋を設けるようにしてもよい。
FIG. 3 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention.
The
図4は引っ張り力が大きい材料の形成範囲の例を説明する図で、図4(a)は正面図、図4(b)は側断面図である。
前述したように、せん断力が大きく作用するところは、圧縮に対して直交する方向に引っ張り力が作用してせん断破壊を起こすので、図4(a)に示すように、梁高をHとしたとき、引っ張り強度が大きい領域10は支点3から2H程度の範囲に形成するのが望ましい。なお、必ずしも2Hの全範囲である必要はなく適宜状況によってより狭い範囲に形成するようにしてもよく、また、支点3から多少離れた位置から2H程度の範囲としてその範囲内で適宜選択するようにしてもよい。
図4(b)の側断面図において、梁高をH、梁の幅をBとしたとき、引っ張り強度が大きい領域10の梁断面の奥域方向は幅B/3以上あることが望ましく、幅Bの全域に形成してもよい。また、高さ方向は、上部は圧縮力が大きく作用するので、この領域を外した3H/4の範囲内とするのが望ましいが、適宜状況によってより狭い範囲に形成するようにしてもよい。
4A and 4B are diagrams for explaining an example of the formation range of a material having a high tensile force. FIG. 4A is a front view and FIG. 4B is a side sectional view.
As described above, where the shearing force acts greatly, the tensile force acts in the direction orthogonal to the compression to cause the shear fracture, so the beam height is set to H as shown in FIG. In some cases, it is desirable to form the
In the side cross-sectional view of FIG. 4B, when the beam height is H and the beam width is B, the depth direction of the beam cross section of the
1…鉄筋コンクリート梁、2…帯鉄筋、3…支点、4…載荷点、10…引っ張り強度が大きい領域
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