JP2015190239A - ハイブリッド梁 - Google Patents

Abstract

【課題】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ハイブリッド梁を提供すること。【解決手段】設備用孔２０が貫通形成された鉄筋コンクリート梁部１０Ｂの箇所を補強するため、鉄筋コンクリート梁部１０Ｂに用いるコンクリートに繊維補強コンクリート２４を用いている。繊維補強コンクリート２４は、コンクリートに補強繊維を複合したものであり、このような補強繊維として、設備用孔２０周辺の鉄筋コンクリート梁部１０Ｂの箇所を補強し、設備用孔２０周辺の鉄筋コンクリート梁部１０Ｂの箇所に作用するせん断力を繊維補強コンクリート２４が負担できるものであればよく、例えば、鋼繊維や炭素繊維、アラミド繊維など従来公知の様々な繊維が採用可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、端部が鉄筋コンクリート造で中央が鉄骨造のハイブリッド梁（複合梁）に関する。

近年、建物の一部または全部を大スパン化する建物の梁躯体として、鉄筋コンクリート（ＲＣ）と鉄骨（Ｓ）造とで構成された複合構造の梁（以下、複合梁またはハイブリッド梁とも称する）が採用されてきている。このような構造の梁は、両端部をＲＣで覆った鉄骨が、ＲＣ造等の柱間に架け渡されて接合されたものである。以下、ハイブリッド梁のうち、Ｓ造である中央部を鉄骨梁部、ＲＣで覆われた両端部を鉄筋コンクリート梁部（ＲＣ梁部）と称する。
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。

一方、ハイブリッド梁において、従来、鉄筋コンクリート梁部に設備用貫通孔を設けた例はない。
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。

特開２００９−２４４６２

しかしながら、ハイブリッド梁の鉄筋コンクリート梁部を、開孔補強筋（リング状のもの）や座屈補強筋（串形もの）などを用いて補強する場合、開孔補強筋や座屈補強筋などの補強筋が過密となる。
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ハイブリッド梁を提供することにある。

上述した目的を達成するため本発明は、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たハイブリッド梁であって、前記鉄筋コンクリート梁部に設備用孔が貫通形成され、前記鉄筋コンクリート梁部を構成するコンクリートは繊維補強コンクリートであることを特徴とする。

本発明によれば、設備用孔周辺の鉄筋コンクリート梁部に作用するせん断力を、鉄筋、鉄骨で補強されたコンクリートと同等またはそれ以上の性能を有する繊維補強コンクリートが負担する。したがって設備用孔周りの鉄筋コンクリート梁部のせん断ひび割れや損傷度合いが改善される。
また、繊維補強コンクリートが設備用孔の周辺を補強するため、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、繊維補強コンクリートで地震のエネルギーを吸収し、地震の際の損傷度合を軽減する上で有利となる。
また、設備用孔周辺の鉄筋コンクリート梁部の箇所に作用するせん断力を、鉄筋、鉄骨で補強されたコンクリートと同等またはそれ以上の性能を有する繊維補強コンクリートが負担するので、横補強筋の本数を削減可能であり、場合によっては省略することも可能となる。

鉄筋コンクリート梁部の正面図である。 設備用孔部分の鉄筋コンクリート梁部の断面図である。 ハイブリッド梁の概略図である。 ハイブリッド梁の鉄筋コンクリート梁部付近における詳細な図である。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
まず、図３、図４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、あらかじめ工場で製作したプレキャストコンクリート製でもよく、現場打ちコンクリートで製作されてもよい。あるいはハーフプレキャストコンクリート製でもよく、この場合には、コンクリートを現場で後打ちする。
鉄筋コンクリート梁部１０Ｂは、複数の梁主筋１４、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。
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。

図１、図２に示すように、設備用孔２０は、柱梁接合部寄りの鉄筋コンクリート梁部１０Ｂに設けられ、鉄骨Ｓを貫通して鉄筋コンクリート梁部１０Ｂを水平に貫通している。
そして、設備用孔２０が貫通形成された鉄筋コンクリート梁部１０Ｂの箇所を補強するため、鉄筋コンクリート梁部１０Ｂに用いるコンクリートに繊維補強コンクリート２４を用いている。
繊維補強コンクリート２４は、コンクリートに補強繊維を複合したものであり、このような補強繊維として、設備用孔２０周辺の鉄筋コンクリート梁部１０Ｂの箇所を補強し、設備用孔２０周辺の鉄筋コンクリート梁部１０Ｂの箇所に作用するせん断力を負担できるものであればよく、例えば、鋼繊維や炭素繊維、アラミド繊維など従来公知の様々な繊維が採用可能である。補強繊維の使用量は、適用されるハイブリット梁１０に作用する荷重や、設備用孔２０の大きさなどに応じて適宜決定される。

本実施の形態によれば、次の効果Ａ〜Ｄが発揮される。
効果Ａ：鉄筋コンクリート梁部１０Ｂを構成する繊維補強コンクリート２４自体が設備用孔２０周辺の鉄筋コンクリート梁部１０Ｂの箇所を補強するため、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：鉄筋コンクリート梁部１０Ｂに用いるコンクリートを利用して設備用孔２０周辺の鉄筋コンクリート梁部１０Ｂの箇所を補強するため、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：鉄筋コンクリート梁部１０Ｂを構成する繊維補強コンクリート２４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。
効果Ｄ：設備用孔２０周辺の鉄筋コンクリート梁部１０Ｂの箇所に作用するせん断力を繊維補強コンクリート２４で負担できるので、横補強筋１６の本数を削減可能であり、場合によっては省略することも可能となる。

１０……ハイブリッド梁
１０Ａ……鉄骨梁部
１０Ｂ……鉄筋コンクリート梁部
１４……梁主筋
１６……横補強筋
２０……設備用孔
２４……繊維補強コンクリート

Claims (1)

1. 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たハイブリッド梁であって、
   前記鉄筋コンクリート梁部に設備用孔が貫通形成され、
   前記鉄筋コンクリート梁部を構成するコンクリートは繊維補強コンクリートである、
   ことを特徴とするハイブリッド梁。

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