JP2015190238A - ハイブリッド梁 - Google Patents
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Abstract
Description
ハイブリッド梁の鉄筋コンクリート梁部においては、一般的に複数の梁主筋と、それら複数の梁主筋および鉄骨の周囲を囲む複数の横補強筋とが配筋され、鉄筋コンクリート梁部全体に渡り埋設されている。この横補強筋は、鉄筋コンクリート梁部の柱側の端部及び鉄骨梁部側の端部の配筋を密にした集中補強筋も含んでいる。
ハイブリッド梁は、中央部がS造であることから梁自重が軽減され、梁せいが減少するために梁のロングスパン化を可能とした建物が得られる新しい構法として注目されている。
ハイブリッド梁の鉄筋コンクリート梁部は一般的なRC造として設計されており、一般的なRC造の梁に貫通孔を設けた場合、貫通孔の補強は、開孔補強筋(リング状のもの)や座屈補強筋(串形もの)などを用いて行われている。
そして、それら補強筋が過密となると、鉄筋コンクリート梁部にはもともと梁主筋と横補強筋が密に配筋されていることから、配筋するのに手間がかかり、施工性が悪くなる。
また、既往の研究例から一般的なRC造の梁の開孔を補強した場合、地震を経験したあとの開孔周りのせん断ひび割れが目立ち、梁の損傷度合いも顕著である。
この発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、設備用孔が貫通形成された鉄筋コンクリート梁部の補強の施工性を向上でき、また、地震の際の損傷度合を軽減する上で有利な設備用孔を有するハイブリッド梁の補強構造を提供することにある。
また、梁主筋を利用して設備用孔補強部を構成したので、鉄筋の配筋がもともと過密なハイブリッド梁の鉄筋コンクリート梁部を、開孔補強筋を用いて補強する場合に比べ、簡単に迅速に確実に補強でき、施工性が改善され、工期の短縮化、コストダウンを図る上で有利となる。
また、X形に交差する梁主筋により地震のエネルギーを吸収でき、地震の際の損傷度合を軽減する上で有利となる。
まず、図10、図11を参照して本発明が適用される一般的なハイブリッド梁10について説明すると、ハイブリット梁10は、対向する柱12間に架け渡されたI鋼やH鋼等の鉄骨Sの両端部を鉄筋コンクリートで覆う構造のものである。
鉄骨Sの中央部は鉄骨梁部10Aとされ、両端部は鉄筋コンクリート梁部10Bとされ、鉄骨Sは内法スパン(柱フェースまでの長さ)とし柱12には貫通されておらず、図1において符号11Aはスタッドボルト、符号11Bは床スラブを示している。
鉄筋コンクリート梁部10Bは、複数の梁主筋14と、それら梁主筋14を囲む複数の横補強筋16により補強され、梁主筋14の柱梁接合部への定着は、定着金物あるいは折り曲げ定着により行われる。
この梁主筋例1402は、鉄筋コンクリート梁部10Bの上部において、2つの梁主筋例1402が上下に間隔をおいて設けられた上梁主筋列1402Aおよび下梁主筋列1402Bとして設けられている。
また、この梁主筋例1402は、鉄筋コンクリート梁部10Bの下部において、2つの梁主筋例1402が上下に間隔をおいて設けられた上梁主筋列1402Cおよび下梁主筋列1402Dとして設けられている。
そして、2つの設備用孔20が貫通形成された鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所を補強する本発明の設備用孔補強部22が設けられている。
設備用孔補強部22は、各設備用孔20の周辺の箇所で鉄骨Sの両側に位置する鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所において、それぞれ側面視した場合にX形となるよう交差させて配置された2本の梁主筋14を含んで構成されている。
本実施の形態では、設備用孔補強部22は、2つの設備用孔20の間で鉄骨Sの両側に位置する鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所において、それぞれ側面視した場合にX形となるよう交差させて配置された2本の梁主筋14を含んで構成されている。
図2、図3に示すように、側面視した場合にX形となるよう交差させて配置される2本の梁主筋14は、梁主筋列1402A、1402Dを構成する梁主筋14のうち鉄筋コンクリート梁部10Bの幅方向の端部に位置する梁主筋1420、1430である。
より詳細には、側面視した場合にX形となるよう交差させて配置される2本の梁主筋14は、鉄筋コンクリート梁部10Bの上部において上梁主筋列1402Aの幅方向の端部に位置する梁主筋1420と、鉄筋コンクリート梁部10Bの下部において下梁主筋列1402Dの幅方向の端部に位置する梁主筋1430である。
また、X形となるよう交差させて配置される2本の梁主筋1420、1430は、2本の梁主筋1420、1430がX形に交差する箇所においてそれら梁主筋1420、1430どうしの当接を回避するため、鉄筋コンクリート梁部10Bの幅方向における位置をずらして配置されている。本実施の形態では、図2に示すように、上梁主筋列1402Aの幅方向の端部に位置する梁主筋1420は、下梁主筋列1402Dの幅方向の端部に位置する梁主筋1430よりも鉄筋コンクリート梁部10Bの幅方向の内側に位置している。
それら2本の梁主筋1420、1430のうちの一本の梁主筋1420は、図5(A)に示すように、柱12寄りの鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所において2つの直線部1410A、1410Bのうちの一方の直線部1410Aが鉄筋コンクリート梁部10Bの上部に位置すると共に柱梁接合部に挿通され、2つの設備用孔20の間の鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所に傾斜直線部1410Cが位置し、鉄骨梁部10A寄りの鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所において2つの直線部1410A、1410Bのうちの他方の直線部1410Bが鉄筋コンクリート梁部10Bの下部に位置している。
また、X形となるよう交差させて配置される2本の梁主筋1420、1430のうちの残りの一本の梁主筋1430は、図5(B)に示すように、柱12寄りの鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所において2つの直線部1410A、1410Bのうちの他方の直線部1410Aが鉄筋コンクリート梁部10Bの下部に位置すると共に柱梁接合部に挿通され、2つの設備用孔20の間の鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所に傾斜直線部1410Cが位置し、鉄骨梁部10A寄りの鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所において2つの直線部1410A、1410Bのうちの他方の直線部1410Bが鉄筋コンクリート梁部10Bの上部に位置している。
そして、2本の梁主筋1420、1430の各傾斜直線部1410Cが側面視した場合にX形となる。
また、横補強筋16は、2つ設備用孔20の間の鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所では、すなわち、傾斜直線部1410Cが位置する箇所では、図3に示すように、上梁主筋列1402Aと下梁主筋列1402Dの全ての梁主筋14を囲むように配置されると共に、各梁主筋列1402の幅方向内側の2本の梁主筋14を囲むように配置されている。
さらに、横補強筋16は、設備用孔20の上下に位置する鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所では、図4に示すように、上梁主筋列1402Aと下梁主筋列1402Bの全ての梁主筋14を囲むと共に、上梁主筋列1402Cと下梁主筋列1402Dの全ての梁主筋14を囲むように配置され、設備用孔20の上下に位置する鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所を補強している。このように横補強筋16を配筋することによって、設備用孔20の上部と下部のせん断ひび割れや損傷の度合いが改善される。
また、鉄筋コンクリート梁部10Bの柱12側の端部と鉄骨梁10A側の端部に相当する部分においては、特に横補強筋16の配筋を密に配した集中補強筋16Aとしている。このように鉄筋コンクリート梁部10Bの柱12側の端部と鉄骨梁10A側の端部に相当する部分に集中補強筋16Aを設けることで、鉄筋から鉄筋コンクリート梁部10Bへの応力の伝達が図られている。
効果A:X形に交差する梁主筋14により梁主筋14の長さが大きく確保される。すなわち、鉄筋コンクリート梁部10Bの幅方向両側において、傾斜直線部1410Cにより長さが大きく確保された2本の梁主筋14により設備用孔20の周辺を含む鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所を補強するので、設備用孔20周りの鉄筋コンクリート梁部10Bのせん断ひび割れや損傷度合いが改善される。
効果B:梁主筋14を利用して設備用孔補強部22を構成したので、鉄筋の配筋がもともと過密なハイブリッド梁10の鉄筋コンクリート梁部10Bを、開孔補強筋を用いて補強する場合に比べ、簡単に迅速に確実に補強でき、施工性が改善され、工期の短縮化、コストダウンを図る上で有利となる。
効果C:2本の梁主筋14の各傾斜直線部1410Cで地震のエネルギーを吸収でき、地震の際の損傷度合を軽減する上で有利となる。
また、本実施の形態では、X形となるよう交差させて配置される2本の梁主筋14を、鉄筋コンクリート梁部10Bの上部において上梁主筋列1402Aを構成する梁主筋14と、鉄筋コンクリート梁部10Bの下部において下梁主筋列1402Dを構成する梁主筋14としたので、傾斜直線部1410Cの長さをより大きく確保する上で有利となり、前記効果A〜Cを発揮させる上でより有利となる。
変形例では、側面視した場合にX形となるよう交差させて配置される2本の梁主筋1420,1430は、鉄筋コンクリート梁部10Bの幅方向における位置が同一の箇所に配置されている。
そして、2本の梁主筋1420,1430の傾斜直線部1410CがX形に交差する箇所において、2本の梁主筋1420,1430の少なくとも一方の梁主筋の傾斜直線部1410Cに、本変形例では梁主筋1430の傾斜直線部1410Cにそれら梁主筋1420,1430どうしの当接を回避するため、鉄筋コンクリート梁部10Bの幅方向に湾曲した湾曲部1440が設けられている。
湾曲部1440は、鉄筋コンクリート梁部10Bの長手方向において隣り合う横補強筋16の間に位置している。
図6、図7に示す変形例では、湾曲部1440は、鉄筋コンクリート梁部10Bの幅方向外側に凸状に設けられ、図8、図9に示す変形例では、湾曲部1440は、鉄筋コンクリート梁部10Bの幅方向内側に凸状に設けられている。
このような変形例によれば、前記実施の形態と同様な効果を確保しつつ鉄筋コンクリート梁部10Bの幅を小さくすることができ、建物躯体の軽量化を図る上で有利となる
10A……鉄骨梁部
10B……鉄筋コンクリート梁部
14……梁主筋
1402……梁主筋列
1402A、1402C……上梁主筋列
1402B、1402D……下梁主筋列
1410A、1410B……直線部
1410C……傾斜直線部
1440……湾曲部
16……横補強筋
20……設備用孔
22……設備用孔補強部
Claims (7)
- 対向する柱間に架け渡された鉄骨の両端部を鉄筋コンクリートで覆い、前記鉄骨の中央部を鉄骨梁部とし、両端部を鉄筋コンクリート梁部とし、前記鉄筋コンクリート梁部は複数の梁主筋とそれら梁主筋を囲む複数の横補強筋とを備えるハイブリッド梁であって、
前記鉄筋コンクリート梁部に、前記鉄筋コンクリート梁部の両側面を貫通する設備用孔が形成され、
前記設備用孔の周辺の前記鉄筋コンクリート梁部の箇所を補強する設備用孔補強部が設けられ、
前記設備用孔補強部は、前記設備用孔の周辺の箇所で前記鉄骨の両側に位置する前記鉄筋コンクリート梁部の箇所において、それぞれ側面視した場合にX形となるよう交差させて配置された2本の前記梁主筋を含んで構成されている、
ことを特徴とする設備用孔を有するハイブリッド梁の補強構造。 - 前記鉄筋コンクリート梁部の上部と下部において、前記梁主筋は、それぞれ前記鉄筋コンクリート梁部の幅方向に間隔をおいて複数並べられた梁主筋列として設けられ、
前記側面視した場合にX形となるよう交差させて配置される2本の梁主筋は、前記鉄筋コンクリート梁部の上部に設けられた前記梁主筋列を構成する梁主筋のうち前記鉄筋コンクリート梁部の幅方向の端部に位置する梁主筋と、前記鉄筋コンクリート梁部の下部に設けられた前記梁主筋列を構成する梁主筋のうち前記鉄筋コンクリート梁部の幅方向の端部に位置する梁主筋である、
ことを特徴とする請求項1記載の設備用孔を有するハイブリッド梁の補強構造。 - 前記梁主筋例は、前記鉄筋コンクリート梁部の上部と下部において、それぞれ2つの前記梁主筋例が上下に間隔をおいて設けられた上梁主筋列および下梁主筋列として設けられ、
前記側面視した場合にX形となるよう交差させて配置される2本の梁主筋は、前記鉄筋コンクリート梁部の上部において上梁主筋列を構成する梁主筋と、前記鉄筋コンクリート梁部の下部において前記下梁主筋列を構成する梁主筋である、
ことを特徴とする請求項2記載の設備用孔を有するハイブリッド梁の補強構造。 - 側面視した場合にX形となるよう交差させて配置される2本の梁主筋は、前記鉄筋コンクリート梁部の幅方向における位置をずらして配置されている、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載のハイブリット梁。 - 側面視した場合にX形となるよう交差させて配置される2本の梁主筋は、前記鉄筋コンクリート梁部の幅方向における位置が同一の箇所に配置され、
前記2本の梁主筋がX形となるよう交差する箇所において、前記2本の梁主筋の少なくとも一方の梁主筋に、それら梁主筋どうしの当接を回避するための前記鉄筋コンクリート梁部の幅方向に湾曲した湾曲部が設けられている、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載のハイブリット梁。 - 側面視した場合にX形となるよう交差させて配置される2本の梁主筋は、それぞれ互いに平行する2つの直線部と、それら2つの直線部を接続する傾斜直線部とを有し、
側面視した場合にX形となるよう交差させて配置される2本の梁主筋のうちの一本は、前記柱寄りの鉄筋コンクリート梁部の箇所において2つの前記直線部のうちの一方の直線部が前記鉄筋コンクリート梁部の上部に位置し、前記設備用孔の周辺の前記鉄筋コンクリートの梁部の箇所に前記傾斜直線部が位置し、前記鉄骨梁部寄りの前記鉄筋コンクリート梁部の箇所において2つの直線部のうちの他方の直線部が前記鉄筋コンクリート梁部の下部に位置し、
側面視した場合にX形となるよう交差させて配置される2本の梁主筋のうちの残りの一本は、前記柱寄りの鉄筋コンクリート梁部の箇所において2つの前記直線部のうちの一方の直線部が前記鉄筋コンクリート梁部の下部に位置し、前記設備用孔の周辺の前記鉄筋コンクリートの梁部の箇所に前記傾斜直線部が位置し、前記鉄骨梁部寄りの前記鉄筋コンクリート梁部の箇所において2つの直線部のうちの他方の直線部が前記鉄筋コンクリート梁部の上部に位置し、
前記2本の梁主筋の各傾斜直線部が側面視した場合にX形となる、
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載の設備用孔を有するハイブリッド梁の補強構造。 - 前記設備用孔は前記鉄筋コンクリート梁部の長手方向に間隔をおいて2つ設けられ、
前記2本の梁主筋の側面視した場合に前記X形に交差する部分は、前記2つの設備用孔の間に位置している、
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項記載の設備用孔を有するハイブリッド梁の補強構造。
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