JP2017014864A

JP2017014864A - 鉄筋コンクリート構造物の隅角部構造

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Publication number: JP2017014864A
Application number: JP2015135364A
Authority: JP
Inventors: 裕志村田; Hiroshi Murata; 武田　均; Hitoshi Takeda; 均武田; 剛丸屋; Takeshi Maruya
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2015-07-06
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2035-07-06
Also published as: JP6564636B2

Abstract

【課題】隅角部の内部において鉄筋の過密配置を回避しつつ、隅角部の耐力を確保すること。
【解決手段】鉄筋コンクリート構造物における隅角部の構造であって、前記隅角部を、鋼繊維補強コンクリート、より好ましくは該隅角部に隣接する構成部材で用いるコンクリートよりも引張軟化特性に優れる鋼繊維補強コンクリートで構築したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄筋コンクリート構造物における隅角部の構造に関し、より詳しくは、前記隅角部の内部において鉄筋の過密配置を回避するための構造に関する。

鉄筋コンクリート構造物における従来の隅角部構造では、耐力を確保するために、主筋の他に、隅角部の内部に補強筋（隅角部補強筋）を配置することが一般的である。

この隅角部補強筋の一例について、図４を参照しながら説明する。
図４（ａ）は、道路系カルバートでの配筋態様を示しており、主筋ａと直交する方向に、複数の隅角部補強筋ｃを設けている。
図４（ｂ）は、鉄道系カルバートでの配筋態様を示しており、ハンチ筋ｂと直交する方向に複数の隅角部補強筋ｃを設けている。

その他、隅角部での隅角部補強筋の配置例として、以下の特許文献１に記載の発明がある。
特許文献１は、鉄筋コンクリート造建物の柱梁接合部における接合構造に係る発明であり、隅角部に、一辺が柱主筋に沿い、他辺が梁主筋に沿うように配筋された隅角部補強筋を設けている。

特開２００８−２４０３２９号公報

上記した従来技術には、以下の問題がある。
＜１＞隅角部内部の配筋量が増えるため、配筋の取り回し作業が煩雑となったり、コンクリートの充填作業が難しくなったりするなど、施工性に悪影響を与える。また、コンクリートの充填不足が起こると、隅角部の耐力も不足してしまう。
＜２＞コンクリート構造物が地下構造物の場合、隅角部の地山側は補修が困難な位置にある。この状況下で隅角部の地山側が耐力不足によって損傷してしまうと、補修作業に多大な労力を要する。

上記の課題を解決すべくなされた本願の第１発明は、鉄筋コンクリート構造物における隅角部の構造であって、前記隅角部を、鋼繊維補強コンクリートで構築したことを特徴とする。
また、本願の第２発明は、前記第１発明において、前記隅角部を、該隅角部に隣接する構成部材で用いるコンクリートよりも引張軟化特性に優れる鋼繊維補強コンクリートで構築したことを特徴とする。
また、本願の第３発明は、前記第１または第２発明において、前記隅角部をプレキャストブロックで構成したことを特徴とする。
また、本願の第４発明は、前記第３発明において、前記隅角部に隣接する構成部材を現場打設のコンクリートで構成したことを特徴とする。

本発明によれば、以下に記載する効果を奏する。
＜１＞隅角部の施工性向上と品質確保が可能となる。
隅角部を、鋼繊維補強コンクリートで構築することで、一般的なコンクリートで構築する際に必要な隅角部補強筋の量を減らすことができる。
その結果、隅角部内部の鉄筋間の空きも広くなるため、コンクリートの充填不足が無くなり、隅角部の施工性の向上と品質の確保につながる。
＜２＞地震などによる隅角部の損傷を避けることができる。
隅角部を、該隅角部に隣接する構成部材で用いるコンクリートよりも引張軟化特性に優れる鋼繊維補強コンクリートで構築することで、地震などが発生した際に、隅角部の損傷を避けて、該隅角部に隣接する構成部材が損傷するように誘導することができる。
これは、地下構造物であるコンクリート構造物の隅角部に本発明を適用した場合に、特に有効である。地下構造物での隅角部周辺は、前記隅角部に隣接する構成部材（梁、柱、床版、壁等）よりも、補修作業が困難であるからである。
＜３＞施工期間の短縮化に寄与する。
隅角部を構成する部分をプレキャスト製とすることにより、現場での構築工程を短縮化することができる。

従来技術および本発明に係る隅角部構造の対比図従来技術に係る各隅角部構造での載荷試験後の写真本発明に係る各隅角部構造での載荷試験後の写真鋼繊維補強コンクリート（ＳＦＲＣ）の組成を変えた実験結果を示す図従来の隅角部構造を示す図

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。

＜１＞全体構成
図１に、本発明に係る隅角部構造を示す。
隅角部Ａは、カルバートなどの鉄筋コンクリート構造物を構成する部材（構成部材Ｘ）同士の接合部にあたる、Ｌ字型の箇所である。
構成部材Ｘは、梁、柱、床版、壁、頂版またはその他の部材が含まれる。
構成部材Ｘを構成するコンクリートＹは公知のコンクリートを用いる。

＜２＞隅角部の構成
図１（ａ）は従来の配筋態様であり、図１（ｂ）は本発明の配筋態様である。
図１（ａ）に示す従来の配筋態様では、隅角部を構成する鉄筋は、主筋ａとハンチ筋ｂのほかに、主筋ａと直交するように配置する多数の隅角部補強筋ｃを含む。
隅角部、および該隅角部を構成する各構成部材は、何れも同一のコンクリートｄで製作されている。
一方、図１（ｂ）に示す本発明では、隅角部Ａの内部は、必要に応じて主筋１０やハンチ筋２０を配筋するに留め、隅角部Ａと構成部材Ｘとの接合部付近のみ隅角部補強筋３０を配置している。これは、当該接合部付近が塑性ヒンジ部近傍であるためである。
この隅角部補強筋３０には、図４（ａ）（ｂ）で示す隅角部補強筋や、その他のせん断補強筋が含まれる。

＜２．１＞隅角部補強筋の削減割合
隅角部補強筋３０の削減割合は、各種鉄筋間の最小間隔が、後述するＳＦＲＣ４０に含まれる粗骨材が十分に入り込むことが可能な程度の態様（例えば、粗骨材の最大寸法の４／３倍以上）とすることが望ましい。
当該態様によれば、隅角部Ａ全体にＳＦＲＣ４０を確実に充填できる点で有益である。

＜２．２＞隅角部補強筋の全部省略
なお、図示しないが、本発明は、隅角部Ａに隅角部補強筋３０を全く配置しない態様としても良い。

＜３＞鋼繊維補強コンクリート（ＳＦＲＣ）
隅角部Ａ内部での隅角部補強筋３０の一部または全部を配置しない代わりに、隅角部Ａを構成するコンクリートには、鋼繊維補強コンクリート（以下、「ＳＦＲＣ」という）を使用することで、隅角部Ａの耐力を確保する。
隅角部ＡにＳＦＲＣ４０を用いる利点として、以下の点がある。
（１）損傷箇所がひび割れ分散となるため、大きなコンクリート塊として落下する危険性が少ない。
（２）外力が断面内の主筋方向に働く場合、押し引き（圧縮と引っ張り）が交互に発生するが、鋼繊維はコンクリート内部に均一に分散配置されているのでその発生断面力を効率的に負担することができる。

ＳＦＲＣ４０の耐荷性能は、鋼繊維の混入量やベースコンクリートの強度によって制御することができる。
また、鋼繊維の長さは、前記した各種鉄筋間の最小間隔よりも短いものとすることが好ましい。
ＳＦＲＣ４０に使用する鋼繊維には、ＤＲＡＭＩＸ（登録商標）の名称で販売されている製品などを用いることができる。
鋼繊維の一例を以下に示す。
・降伏強度：２０００Ｎ／ｍｍ２以上
・形状：ダブルフック
・径：φ０．９０ｍｍ
・長さ：６０ｍｍ
・使用量：０．４％

また、ＳＦＲＣ４０は、該ＳＦＲＣ４０を用いる隅角部に隣接する構成部材で用いるコンクリートよりも優れた引張軟化特性を有するものとしてもよい。

なお、柱と梁の接合部分に繊維補強コンクリートを打設する技術として、特開２００４−９２０５１号公報に記載の発明がある。
しかしこの発明は、繊維補強コンクリートでもって鉄筋の付着性能を改善することで、当該接合部分における主筋の定着長を短くすることを目的とするもので、従来、隅角部のせん断強度確保のために配置する前記隅角部補強筋の一部または全部を省略できる本願発明とは、課題や目的を異にするものである。

＜４＞比較写真
図２Ａおよび図２Ｂに、隅角部に対し、同一条件での載荷実験を行った後の写真を示す。
図２Ａは、図１（ａ）に示す従来の配筋態様による隅角部であり、図２Ｂは、図１（ｂ）に示す本発明による隅角部である。
図２Ｂからも明らかなように、本発明によれば、隅角部補強筋３０の配筋量を減らしても、隅角部Ａの耐力を確保・向上させることができる。
なお、本実施例では、隅角部Ａにおいて、鉄筋の最小間隔を７４ｍｍから１１２ｍｍへと拡げることができ、さらに鉄筋量を２６７ｋｇ／ｍ^３から１７５ｋｇ／ｍ^３まで低減することができたため、コンクリートの充填不足は生じなかった。

＜５＞実験例
図３に、ＳＦＲＣを構成する鋼繊維の種類や使用量を変えて測定した引張軟化曲線を示す。凡例内の数字は、破壊エネルギー（N/mm）の値を示している。
各実験例に用いたＳＦＲＣの条件は以下の通りである。
［表１］各実験例の条件
図３を参照すると、ひび割れ開口幅が２．０ｍｍに達するまでの破壊エネルギーを比較した場合、実験例４がその他の実験例よりも良好な結果を得られることがわかる。

本実施例は、隅角部Ａを現場打設ではなくプレキャスト製とした例である。この時、構成部材Ｘはプレキャスト製としても良いし、現場打設によるコンクリート製としても良い。
本実施例によれば、現場にて主筋１０を接合するだけでよく、施工期間の短縮に寄与する。

Ａ隅角部
１０主筋
２０ハンチ筋
３０隅角部補強筋
４０ＳＦＲＣ
Ｘ構成部材
Ｙコンクリート
ａ主筋
ｂハンチ筋
ｃ隅角部補強筋
ｄコンクリート

Claims

鉄筋コンクリート構造物における隅角部の構造であって、
前記隅角部を、鋼繊維補強コンクリートで構築したことを特徴とする、
鉄筋コンクリート構造物の隅角部構造。
前記隅角部を、該隅角部に隣接する構成部材で用いるコンクリートよりも引張軟化特性に優れる鋼繊維補強コンクリートで構築し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構造物の隅角部構造。
前記隅角部をプレキャストブロックで構成したことを特徴とする、
請求項１または２に記載の鉄筋コンクリート構造物の隅角部構造。
前記隅角部に隣接する構成部材を現場打設のコンクリートで構成したことを特徴とする、
請求項３に記載の鉄筋コンクリート構造物の隅角部構造。