JP2014084694A - 鉄筋コンクリート建物 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレースにより耐震性能を向上できるとともに柱の耐力低下を防止できる鉄筋コンクリート建物を提供する。
【解決手段】本発明の鉄筋コンクリート建物１は、ブレース２の端部３が取付手段４を介して梁５にのみ取付けられた。また、取付手段４は、梁５を上下から挟み込んで板面同士が向かい合うように配置された一対の板材４１；４２と、梁５を上下から挟み込んだ状態に一対の板材４１；４２を連結する第１の連結手段１０と、ブレース２の端部３と板材４１；４２とを連結する第２の連結手段２０とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブレース（斜材）が取付けられた鉄筋コンクリート建物に関する。

鉄筋コンクリート柱及び梁に取付手段を用いてブレースが取付けられた構造の鉄筋コンクリート建物が知られている（非特許文献１；２等参照）。

「２２６１４ ＲＣ造建物に鋼材系制震ダンパーを組み込んだハイブリッド架構の構造性能に関する研究（その１ 実験計画と結果の概要）」、日本建築学会大会学術講演梗概集（北海道）２００４年８月。 「２３３１７ ＲＣ構造と座屈拘束ブレースとの接合部に関する実験的研究」、日本建築学会大会学術講演梗概集（東海）２０１２年９月。

しかしながら、上述した鉄筋コンクリート建物では、ブレースの端部が柱に連結固定されているため、ブレースの端部の柱への取付部によって柱が拘束されて柱が短スパンになり、柱の変形できる部分が短くなるので、地震時等において柱が壊れやすくなる可能性があった。
本発明は、ブレースにより耐震性能を向上できるとともに柱の耐力低下を防止できる鉄筋コンクリート建物を提供する。

本発明に係る鉄筋コンクリート建物は、ブレースの端部が取付手段を介して梁にのみ取付けられたので、鉄筋コンクリート建物の柱が短スパンになってしまうことを防止できる。従って、ブレースにより耐震性能を向上できるとともに柱の耐力低下を防止できる。
前記取付手段は、梁を上下から挟み込んで板面同士が向かい合うように配置された一対の板材と、梁を上下から挟み込んだ状態に一対の板材を連結する第１の連結手段と、ブレースの端部と板材とを連結する第２の連結手段とを備えたので、ブレースにより耐震性能を向上できるとともに、柱の耐力低下を防止できる鉄筋コンクリート建物を簡単に構築できる。
前記第１の連結手段は、前記梁の上下方向に延長して梁の上面と下面とに開口するように梁に形成された第１の貫通孔と、梁を上下から挟み込むように配置された一対の板材にそれぞれ形成された第２の貫通孔と、第１の貫通孔及び第２の貫通孔に挿入された棒体と、第２の貫通孔より突出する棒体の端部に形成されたねじ部に締結される締結部材と、を備え、締結部材を締め付けることにより、一対の板材が梁を上下から挟み込むように固定されたので、締結部材を締結して締め付けることによりブレースの端部を梁に簡単に取付けることができ、施工が容易となる。
前記第１の連結手段は、梁を上下から挟み込むように配置された一対の板材にそれぞれ形成された貫通孔と、梁の外に配置されて両方の端部が各板材の貫通孔を貫通するように設けられた棒体と、貫通孔より突出する棒体の端部に形成されたねじ部に締結される締結部材と、を備え、締結部材を締め付けることにより、一対の板材が梁を上下から挟み込むように固定されたので、締結部材を締結して締め付けることによりブレースの端部を梁に簡単に取付けることができ、施工が容易となる。
前記取付手段は、梁内に埋め込まれた埋込体を備えたので、ブレースの端部と梁との連結力が強固となり、ブレースによる耐震性能を向上できる。

ブレースの端部と梁との連結部を示す鉄筋コンクリート建物の正面図。 ブレースの端部と梁との連結部を示す斜視図。 ブレースの端部と梁と取付手段とを分解した分解斜視図。 （ａ）はブレースの端部と梁との連結部を拡大して示した正面図、（ｂ）は連結部の断面図。 （ａ）はブレースの端部と梁との連結部を拡大して示した正面図、（ｂ）は連結部の断面図。 （ａ）はブレースの端部と梁との連結部を拡大して示した正面図、（ｂ）は連結部の断面図。

実施形態１
図１に示すように、鉄筋コンクリート建物１は、ブレース２の端部３が取付手段４を介して梁５にのみ取付けられた構成を備える。６は柱、７はスラブである。
取付手段４は、梁５を上下から挟み込んで板面同士が向かい合うように配置された一対の板材４１；４２と、梁５を上下から挟み込んだ状態に一対の板材４１；４２を連結する第１の連結手段１０と、ブレース２の端部３と板材４１又は板材４２とを連結する第２の連結手段２０とを備えた構成である。

図３に示すように、第１の連結手段１０は、梁５の上下方向に延長して梁５の上面５１と下面５２とに開口するように梁５に形成された複数の第１の貫通孔５３と、梁５を上下から挟み込むように配置された一対の板材４１；４２にそれぞれ形成された複数の第２の貫通孔４３と、複数の第１の貫通孔５３及び第２の貫通孔４３にそれぞれ挿入された複数の棒体１１と、梁５を上下から挟み込むように配置された一対の板材４２；４２にそれぞれ形成された第２の貫通孔４３；４３より突出する棒体１１の端部１２；１３（棒体１１の両端部（図４（ａ）参照））に形成された図外のねじ部に締結される締結部材としてのナット１４とを備える。
従って、梁５の上面５１に板材４１の板面を接触させるとともに梁５の下面５２に板材４２の板面を接触させ、第１の貫通孔５３の中心軸線と第２の貫通孔４３の中心軸線とが一致するように各孔を合わせた後に、棒体１１を、板材４１の第２の貫通孔４３、梁５の第１の貫通孔５３、板材４２の第２の貫通孔４３に通し、第２の貫通孔４３；４３より突出する棒体１１の端部１２；１３の図外のねじ部にナット１４；１４を締め付けることにより、一対の板材４１；４２が当該第１の連結手段１０により連結されて、一対の板材４１；４２が梁５を上下から挟み込むように固定される（図２；図４参照）。

第２の連結手段２０は、板材４１又は板材４２の板面と図外の溶接又はボルト、ナット等の固定手段で連結されたガセットプレートと呼ばれる連結板７１（図１参照）と、当該連結板７１とブレース２の端部３とに掛け渡される継ぎ板７３と、継ぎ板７３を連結板７１とブレース２の端部３とに連結するためのボルト７４と、ボルト７４を通すために連結板７１、ブレース２の端部３、継ぎ板７３にそれぞれ形成された貫通孔７５と、貫通孔７５に通されたボルト７４の先端に形成された図外のねじ部に締結される締結部材としてのナット７６とを備える。尚、板材４１又は板材４２と連結板７１とが一体成形された一体物を用いてもよい。
連結板７１、及び、ブレース２の端部３は、それぞれ、連結部を備える。当該連結部は、例えば断面十字形状の棒状部７２に形成され、当該棒状部７２の中心軸線７７より延長して互いに９０度隔てて設けられた４つの板材には棒状部７２の中心軸線７７に沿った方向に並ぶように複数の貫通孔７５が形成されている。
継ぎ板７３は、図２に示すように、連結板７１及びブレース２の端部３の各棒状部７２の十字状の先端面同士が対向して付き合わされ、連結板７１及びブレース２の端部３の各棒状部７２の各４つの板材の板面が同一平面上に位置された状態において、連結板７１及びブレース２の端部３の各棒状部７２に跨がる長さに形成される。
従って、連結板７１及びブレース２の端部３の各棒状部７２の同一平面上に位置する一対の板材毎に、一対の板材の板面の両面にそれぞれ継ぎ板７３を当てて一対の板材を挟み込み、一対の板材に形成されている貫通孔７５と各継ぎ板７３の貫通孔７５とを合致させた状態で、これら貫通孔７５にボルト７４を通し、ボルト７４の先端側からナット７６を締結することにより、連結板７１とブレース２の端部３とが第２の連結手段２０によって連結される。

以上のように、梁５を上下から挟み込んで板面同士が向かい合うように配置された一対の板材４１と板材４２とが第１の連結手段１０によって梁５に連結固定され、さらに、板材４１又は板材４２と溶接等の固定手段で連結された連結板７１（ガセットプレート）とブレース２の端部３とが第２の連結手段２０によって連結されることよって、図１に示すように、ブレース２の端部３が梁５にのみ取付けられた鉄筋コンクリート建物１が構成される。

また、ブレース２の端部３が取付けられた梁５の端部に地震時において塑性降伏ヒンジが生じないように、ヒンジリロケーションを用いてブレース２の端部３が取付けられた梁端部から外れた位置にヒンジ位置を形成した。即ち、図４に示すように、ブレース２の端部３が取付手段４によって取付けられた梁５の一端側から梁の他端側まで連続して延長する梁主筋３５（図４（ｂ）参照）の他に、ブレース２の端部３が取付手段４によって取付けられた梁５の一端側から梁５の他端側まで連続せずに梁５の一端側からブレース２の端部３が取付けられた一対の板材４１及び板材４２と梁５との連結部分を通過した直後の位置まで連続する梁主筋のカットオフ筋３１を設けることにより、このカットオフ筋３１の自由端３２の位置に新しい降伏ヒンジ位置を設定するようにした（図４（ａ）参照）。即ち、少なくとも複数の梁主筋３５と複数の梁主筋３５を取り囲むように一定の間隔で設けられた複数の帯筋３６とが配筋された梁５内にカットオフ筋３１を設けて梁５の端部から離れた位置に降伏ヒンジ位置を設けるようにしたことで、梁端部での曲げ降伏ヒンジの発生を抑止するようにした。

実施形態１によれば、ブレース２の端部３が梁５にのみ取付けられた鉄筋コンクリート建物１としたので、鉄筋コンクリート建物１の柱６が短スパンにならない。従って、ブレース２により耐震性能を向上できるとともに柱６の耐力低下を防止できる。
また、ナット１４やナット７６を締結して締め付けることによりブレース２の端部３を梁５に簡単に取付けることができる取付構造であるので、施工が容易となる。
また、ヒンジリロケーションを用いてブレース２の端部３が取付けられた梁端部から外れた位置にヒンジ位置を形成したので、ブレース２の端部３が取付けられた梁５の端部での曲げ降伏ヒンジの発生を抑止でき、当該梁端部のひび割れによる変形を軽減できる。

尚、実施形態１の構成では、新築施工時においては、梁施工時に型枠設置の際に、棒体１１を挿入するための梁５の貫通孔５３を形成するためのスリーブ等を設置しておいて梁５の貫通孔５３を形成すればよい。また、耐震補強施工（後施工）時においては、梁５内の鉄筋の位置を鉄筋レーダー探知等で確認して鉄筋を避けるようにドリル等で梁５に貫通孔５３を開けるようにすればよい。

実施形態２
図５に示すように、梁５を上下から挟み込んだ状態に一対の板材４１Ａ；４２Ａを連結する第１の連結手段１０として、梁５を上下から挟み込むように配置された一対の板材４１Ａ；４２Ａにそれぞれ形成された貫通孔４３Ａと、梁５の外に配置されて両方の端部１２Ａ；１３Ａが各４１Ａ；４２Ａに形成された貫通孔４３Ａを貫通するように設けられた棒体１１Ａと、貫通孔４３Ａ；４３Ａより突出する棒体１１Ａの端部１２Ａ；１３Ａに形成された図外のねじ部に締結される締結部材としてのナット１４Ａと、を備え、ナット１４Ａを締め付けることにより、一対の板材４１Ａ；４２Ａが梁５を上下から挟み込むように固定された構成としてもよい。
尚、一対の板材４１Ａ；４２Ａは梁５の外で互いに棒体１１Ａ及びナット１４で連結されるため、ナット１４Ａの締結力で一対の板材４１Ａ；４２Ａが曲がらないように、梁幅に沿った側縁より立ち上がる補強立ち上がり片４１ａ；４２ａを備えた板材４１Ａ；４２Ａを用いることが好ましい。例えば、一枚の板材の一端縁側を垂直に折曲することで補強立ち上がり片４１ａ；４２ａを備えた板材４１Ａ；４２Ａを形成すればよい。

実施形態２の場合、図５には図示していないが、スラブ７（図１参照）に棒体１１Ａを貫通させるための図外の貫通孔が必要となる。従って、実施形態２の構成では、新築施工時においては、スラブ施工時の型枠設置の際に、棒体１１Ａを挿入するためのスラブ７の貫通孔を形成するためのスリーブ等を設置しておいてスラブ７の貫通孔を形成すればよい。また、耐震補強施工（後施工）時においては、スラブ７内の鉄筋の位置を鉄筋レーダー探知等で確認して鉄筋を避けるようにドリル等でスラブ７に貫通孔を開けるようにすればよい。

実施形態２によれば、実施形態１と同じ効果が得られる他、耐震補強施工の際においては、実施形態１のように梁５に貫通孔５３を形成する場合と比べてスラブ７に貫通孔を形成することの方が容易であるので、特に耐震補強施工の場合において実施形態１と比べて施工が簡単となる。

実施形態３
図６に示すように、梁５の上面５１又は下面５２と板面が密着して一体化されるベース板４１Ｂと、ベース板４１Ｂより延長するように図外の溶接又はボルト、ナット等の固定手段によってベース板４１Ｂに連結されて梁５内に埋め込まれる埋込体４１Ｃと、ブレース２の端部３とベース板４１Ｂとを連結する連結手段２０Ａと、を備えた取付手段４Ａを用いて、ブレース２の端部３が梁５にのみ取付けられた構成の鉄筋コンクリート建物１としてもよい。
埋込体４１Ｃは、例えば、梁５の上下方向に延在する埋込板４５と、埋込板４５の板面から突出する突出体４６とを備えた構成とした。
連結手段２０Ａは、前述した第２の連結手段２０と同じ構成でよいが、この場合、ガセットプレートと呼ばれる連結板７１が図外の溶接又はボルト、ナット等の固定手段によってベース板４１Ｂの板面に固定された構造の一体物を用いる。尚、ベース板４１Ｂと連結板７１とが一体成形された一体物を用いてもよい。

実施形態３の場合、新築施工時において、梁施工時の型枠設置の際に、ベース板４１Ｂと埋込体４１Ｃと連結板７１とが一体となった一体物を型枠に設置して梁５を形成することにより、埋込体４１Ｃが梁５内に埋め込まれ、ベース板４１Ｂの板面が梁５の上面５１又は下面５２と密着して一体化される。その後、ブレース２の端部３と連結板７１とを連結手段２０Ａで連結することによって、ブレース２の端部３が梁５にのみ取付けられた構成の鉄筋コンクリート建物１を構築できる。

実施形態３によれば、実施形態１と同じ効果が得られる他、梁５内に埋め込まれた埋込体４１Ｃによってブレース２の端部３が梁５に連結されるので、ブレース２の端部３と梁５との連結力が強固となり、ブレース２による耐震性能を向上できる。
また、梁５の上面５１又は下面５２と板面が密着して一体化されたベース板４１Ｂを備えたので、梁５に対する取付容易性、及び、梁５に対する取付安定性が増す。

実施形態３においては、ベース板４１Ｂを備えずに、連結板７１（ガセットプレート）と埋込体４１Ｃとを備えた構成であってもよい。即ち、梁５内に埋め込まれた埋込体と、埋込体とブレース２の端部３とを連結する連結手段としての連結板７１とを備えた構成の取付手段４Ａとしてもよい。
また、埋込体４１Ｃの形態は特に限定されず、梁５からの引き抜き力に抵抗できる抵抗部を備えていればよい。

図５（ａ）；図６（ａ）に示すように、実施形態２；３においても、前述したヒンジリロケーションを用いてブレース２の端部３が取付けられた梁端部から外れた位置にヒンジ位置を形成することにより、ブレース２の端部３が取付けられた梁の端部での曲げ降伏ヒンジの発生を抑止でき、当該梁端部のひび割れによる変形を軽減できる。

尚、図１乃至図６においては、ブレース２として座屈拘束ブレースを用いた場合を図示している。当該座屈拘束ブレースは、例えば、両端部が断面十字形状に形成された長尺鋼材により構成された中心鋼材と座屈拘束材とを備えた構成である。座屈拘束材は、中心鋼材が貫通する鋼管と、当該鋼管と中心鋼材との間に充填されたモルタルとを備えた構成である。当該座屈拘束ブレースは、中心鋼材の断面十字形状の両端部が鋼管の両端より突出するように構成され、かつ、中心鋼材とモルタルとの間に緩衝材（アンボンド材）が設けられていて、中心鋼材の軸力が座屈拘束材に加わらないように構成されており、制振ダンパーとして機能する。
ブレース２はどのような構成のものであってもよいが、ブレース２として前記座屈拘束ブレースを用いた場合、地震時のエネルギーを安定的に吸収することができる。特に、ヒンジリロケーションを用いて座屈拘束ブレースの端部３が取付けられた梁端部から外れた位置にヒンジ位置が形成された場合、ブレースの端部が取付けられた梁の端部での曲げ降伏ヒンジの発生を抑止でき、当該梁の端部のひび割れによる変形を軽減できるので、当該座屈拘束ブレースにより地震時にエネルギーを安定に吸収できるようになる。尚、ブレース２として、座屈拘束ブレース以外の例えば一般的な鋼材ブレース等を用いてもよい。

実施形態１の棒体１１、及び、実施形態２の棒体１１Ａはどのような構成のものであってもよいが、これら棒体としてＰＣ鋼棒を用い、当該ＰＣ鋼棒を緊張させて貫通孔に設置することでプレストレスを導入すれば、梁５の曲げ補強効果やブレース２の取付安定性がより向上するので好ましい。尚、棒体１１；１１Ａとしては、両端にナット１４；１４Ａを締結するためのねじ部を備えた構成であれば、どのような材質や形態の棒体を用いてもよい。即ち、ナット１４；１４Ａによる締結によって、梁５を上下から挟み込むように一対の板材４１；４２，４１Ａ；４２Ａを固定できる構成であればよい。

尚、本発明の鉄筋コンクリート建物１は、ブレース２が互いに上下に隣り合う上下の梁５；５間の空間に配置され、図１に示すように、ブレース２の一方の端部３が上の梁５の端部に取付けられてブレース２の他方の端部３が下の梁５の端部に取付けられた構成としてもよいし、ブレース２の一方の端部３が上又は下の梁５の端部に取付けられてブレース２の他方の端部３が上又は下の梁５の端部以外（例えば梁の両端部の間の梁中央側）に取付けられた構成であってもよい。

１ 鉄筋コンクリート建物、２ ブレース、３ ブレースの端部、４ 取付手段、
５ 梁、１０ 第１の連結手段、１１；１１Ａ 棒体、
１４；１４Ａ ナット（締結部材）、２０ 第２の連結手段、
４１Ｃ 埋込体、４１；４２ 板材、４３ 第２の貫通孔、
４３Ａ 貫通孔、５１ 梁の上面、５２ 梁の下面、５３ 第１の貫通孔。

Claims (5)

1. ブレースの端部が取付手段を介して梁にのみ取付けられたことを特徴とする鉄筋コンクリート建物。
2. 前記取付手段は、梁を上下から挟み込んで板面同士が向かい合うように配置された一対の板材と、梁を上下から挟み込んだ状態に一対の板材を連結する第１の連結手段と、ブレースの端部と板材とを連結する第２の連結手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート建物。
3. 前記第１の連結手段は、前記梁の上下方向に延長して梁の上面と下面とに開口するように梁に形成された第１の貫通孔と、梁を上下から挟み込むように配置された一対の板材にそれぞれ形成された第２の貫通孔と、第１の貫通孔及び第２の貫通孔に挿入された棒体と、第２の貫通孔より突出する棒体の端部に形成されたねじ部に締結される締結部材と、を備え、
   締結部材を締め付けることにより、一対の板材が梁を上下から挟み込むように固定されたことを特徴とする請求項２に記載の鉄筋コンクリート建物。
4. 前記第１の連結手段は、梁を上下から挟み込むように配置された一対の板材にそれぞれ形成された貫通孔と、梁の外に配置されて両方の端部が各板材の貫通孔を貫通するように設けられた棒体と、貫通孔より突出する棒体の端部に形成されたねじ部に締結される締結部材と、を備え、
   締結部材を締め付けることにより、一対の板材が梁を上下から挟み込むように固定されたことを特徴とする請求項２に記載の鉄筋コンクリート建物。
5. 前記取付手段は、梁内に埋め込まれた埋込体を備えたことを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート建物。
   

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