JP2017222995A - 柱梁の接合部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】柱梁の接合部の斜めひび割れの発生を抑制する。【解決手段】柱梁の接合部構造は、鉄筋コンクリート製柱２０の柱主筋２２と鉄筋コンクリート製梁３０の梁主筋３２とが配筋された接合部１０と、接合部１０に設けられ、接合部１０の対角線Ｋと交差し、両端部が接合部１０の外側に定着された定着筋４０と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、柱梁の接合部構造に関する。

特許文献１に示された柱梁仕口部構造では、柱梁仕口部（柱梁接合部）に打設されるコンクリートに繊維補強材を混入してコンクリートの強度を向上させている。

特開平１０−８５５１号公報

しかし、コンクリートの強度を向上させても、柱と梁の曲げ耐力比が小さい場合、梁の曲げ降伏が早期に発生し、その後接合部内まで主筋降伏が進展し、接合部を立面視したとき接合部の隅部を対角上に結んだ対角線に沿って斜めひび割れが発生し、接合部が破壊されることがある。

本発明は上記事実を考慮して、柱梁の接合部の斜めひび割れの進行を抑制することを目的とする。

請求項１に記載の柱梁の接合部構造は、鉄筋コンクリート製柱の柱主筋と鉄筋コンクリート製梁の梁主筋とが配筋された接合部と、前記接合部に設けられ、前記接合部を立面視したとき前記接合部の隅部を対角上に結んだ対角線と交差し、両端部が前記接合部の外側に定着された定着筋と、を有する。

請求項１に記載の柱梁の接合部構造では、接合部の対角線と交差する定着筋を配置することで、接合部破壊時に接合部の対角線に沿って生じる斜めひび割れを低減することができる。また、定着筋の両端部が接合部の外側に定着されているため、定着筋の中央部が降伏するまで、接合部の斜めひび割れの進行を抑制することができる。

なお、接合部の対角線とは、接合部を立面視したときに、柱の一方の側面と梁の上面とが交差する隅部と柱の他方の側面と梁の下面とが交差する隅部とを結んだ直線のことを指す。

請求項２に記載の柱梁の接合部構造は、前記定着筋は、梁主筋又は柱主筋と平行に配置された補強鉄筋である。

請求項２に記載の柱梁の接合部構造では、梁主筋又は柱主筋を補強する補強鉄筋を配置することで、梁主筋又は柱主筋の降伏強度や鉄筋径を大きくすることなく、接合部の対角線に沿って生じる斜めひび割れを抑制できる。

請求項３に記載の柱梁の接合部構造は、前記定着筋は、前記接合部内にＸ字状に交差して配置された前記柱主筋又は前記梁主筋とされている。

請求項３に記載の柱梁の接合部構造では、柱主筋又は梁主筋が接合部内にＸ字状に交差して配置されている。このため、接合部の対角線に沿って生じる斜めひび割れと柱主筋又は梁主筋が交差し、斜めひび割れを効率よく抑制することができる。

本発明によると、柱梁の接合部の斜めひび割れの進行を抑制することができる。

（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る柱梁の接合部構造が適用された柱梁の接合部を示す断面図であり、（Ｂ）は梁主筋の端部が接合部内に配置された参考例における梁主筋の定着長さを示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る柱梁の接合部構造が適用された柱梁の接合部を示す断面図である。 （Ａ）は本発明の第３実施形態に係る柱梁の接合部構造が適用された柱梁の接合部を示す断面図であり、（Ｂ）は梁主筋の端部が接合部内に配置された参考例における梁主筋の定着長さを示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る柱梁の接合部構造が適用された柱梁の接合部を示す断面図である。 （Ａ）は本発明の第５実施形態に係る柱梁の接合部構造が適用された柱梁の接合部を示す断面図であり、（Ｂ）は梁主筋が接合部内にＸ字状に交差して配置された変形例を示す断面図である。

［第１実施形態］
（構成）
図１（Ａ）に示すように、第１実施形態に係る柱梁の接合部構造は、鉄筋コンクリート製の柱２０と鉄筋コンクリート製の梁３０との接合部（仕口部）１０に適用される。接合部１０、柱２０及び梁３０を形成するコンクリートはそれぞれ現場打ちコンクリートとされ、接合部１０には柱主筋２２及び梁主筋３２が配筋されている。

具体的には、柱２０の柱主筋２２が接合部１０を上下方向（略鉛直方向）に貫通し、梁３０の梁主筋３２が接合部１０を左右方向（略水平方向）に貫通している。

なお、接合部１０とは柱２０における梁３０の上端面から下端面までの部分のことであり、以下の説明において柱２０における接合部１０以外の部分は柱部２０Ａと称する。

梁３０のせいＨ１は柱２０の幅Ｗ１以上とされ（Ｈ１≧Ｗ１）、梁３０と柱２０との接合部１０には梁主筋３２と平行に複数の補強鉄筋４０が埋設されている。この補強鉄筋４０の両端部には機械式定着具５０が接合されている。また、補強鉄筋４０の両端部は接合部１０から突出しており、機械式定着具５０は梁３０に埋設されている。このため、補強鉄筋４０は、接合部１０の隅部ＣＥを結んだ対角線Ｋと交差して設けられている。

機械式定着具５０は、円筒状の本体部５０Ａの軸方向端部からフランジ５０Ｂが径方向に張出した形状とされており、ねじ節鉄筋又は異形鉄筋とされた補強鉄筋４０に固定されている。機械式定着具５０と補強鉄筋４０とは、補強鉄筋４０と本体部５０Ａとの隙間に注入されたグラウト材により固定されている。なお、機械式定着具５０のフランジ５０Ｂの本体部５０Ａ側の端面を支圧面５０Ｃとする。

図１（Ｂ）の参考例に示すように、仮に梁主筋３２０の端部を接合部１０に配置し、この梁主筋３２０の端部に機械式定着具５０を固定した場合の必要定着長さ（境界面１０ＶＥから支圧面５０Ｃまでの水平投影長さ）をＬｎとすると、図１（Ａ）に示すように、柱２０の中心線ＣＬから補強鉄筋４０に固定された機械式定着具５０の支圧面５０Ｃまでの水平投影長さＬ１はＬｎ以上とされ（Ｌ１≧Ｌｎ）、補強鉄筋４０に固定された機械式定着具５０の支圧面５０Ｃ間の水平投影長さ、すなわち補強鉄筋４０の定着長さＬ２（＝２・Ｌ１）はＬｎの２倍以上（Ｌ２≧２・Ｌｎ）とされている。

柱主筋２２にはフープ筋（せん断補強筋）２４が所定のピッチで巻き付けられており、図示しない結束線で互いに固定されている。フープ筋２４は接合部１０の内部にも配設されており、接合部１０の外部（柱部２０Ａ）と同ピッチとされている。なお、接合部１０の内部と外部におけるフープ筋２４のピッチは変更してもよい。

同様に、梁主筋３２にはあばら筋（せん断補強筋）３４が所定のピッチで巻き掛けられており、図示しない結束線で互いに固定されている。

（作用・効果）
第１実施形態に係る柱梁の接合部構造によると、図１（Ａ）に示すように、接合部１０には、接合部１０から突出した両端部に機械式定着具５０が固定された補強鉄筋４０が埋設されている。また、補強鉄筋４０は接合部１０の隅部ＣＥを結んだ対角線Ｋと交差して設けられている。このため、梁３０に曲げモーメントＭが加わった際に、接合部１０の対角線Ｋに沿って発生する斜めひび割れＣＲにより、補強鉄筋４０に引張力が作用する。これにより、接合部１０における斜めひび割れＣＲの進行が抑制される。

また、補強鉄筋４０の定着長さＬ２は、梁主筋３２の必要定着長さＬｎの２倍以上とされている。このため、補強鉄筋４０とコンクリートＣの当接面に十分な付着応力度が発生し、補強鉄筋４０は降伏強度に達するまで耐力を発揮することができる。

なお、本実施形態においては補強鉄筋４０の両端部が接合部１０から突出しており、機械式定着具５０は梁３０に埋設されているものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば接合部１０の寸法が大きい場合において、接合部１０内で必要定着長さＬｎの２倍以上の定着長さを確保できる場合は、補強鉄筋４０の両端部を接合部１０から突出させず、機械式定着具５０を接合部１０に埋設してもよい。

この場合、補強鉄筋４０の両端部は、補強鉄筋４０が接合部１０の対角線Ｋと交わるように、接合部１０と梁３０との境界面１０ＶＥ寄りに配置されていればよい。補強鉄筋４０の両端部をこのように形成しても、補強鉄筋４０とコンクリートＣの境界面に十分な付着応力度が発生し、補強鉄筋４０は降伏強度に達するまで耐力を発揮することができる。

このように、本発明における「接合部の外側」とは、接合部１０の外部のほか、接合部１０の内部において梁３０との境界面１０ＶＥ寄りの部分も含むものとする。

また、本実施形態においては梁３０のせいＨ１が柱２０の幅Ｗ１「以上」とされた梁３０と柱２０との接合部１０に、梁主筋３２と平行な補強鉄筋４０が埋設されているものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、梁３０のせいＨ１が柱２０の幅Ｗ１「以下」とされた梁３０と柱２０との接合部１０に、梁主筋３２と平行な補強鉄筋４０を埋設してもよい。

［第２実施形態］
（構成）
第１実施形態に係る柱梁の接合部構造においては梁３０のせいＨ１は柱２０の幅Ｗ１以上とされ（Ｈ１≧Ｗ１）、接合部１０には梁主筋３２と平行に補強鉄筋４０が埋設されているものとしたが、第２実施形態に係る柱梁の接合部構造においては、図２に示すように、梁３０のせいＨ２が柱２０の幅Ｗ２以下（Ｈ２≦Ｗ２）とされ、接合部１０には柱主筋２２と平行な補強鉄筋４２が埋設されている。

この補強鉄筋４２の両端部には機械式定着具５０が接合されている。また、補強鉄筋４０の両端部は接合部１０から突出しており、機械式定着具５０は柱部２０Ａに埋設されている。このため、補強鉄筋４２は、接合部１０の隅部ＣＥを結んだ対角線Ｋと交差して設けられている。

また、仮に柱主筋２２の端部を接合部１０に形成し、この梁主筋３２の端部に機械式定着具５０を固定した場合の必要定着長さをＬｍとすると、図２に示すように、梁３０の中心線ＣＬから補強鉄筋４２に固定された機械式定着具５０の支圧面５０Ｃまでの鉛直投影長さＬ３はＬｍ以上とされ（Ｌ３≧Ｌｍ）、補強鉄筋４２に固定された機械式定着具５０の支圧面５０Ｃ間の鉛直投影長さ、すなわち補強鉄筋４２の定着長さＬ４（＝２・Ｌ３）はＬｍの２倍以上（Ｌ４≧２・Ｌｍ）とされている。

（作用・効果）
このような構成によっても、柱２０に曲げモーメントＭが加わった際に、接合部１０の隅部ＣＥを結んだ対角線Ｋに沿って発生する斜めひび割れＣＲにより、補強鉄筋４０に引張力が作用するため、接合部１０における斜めひび割れＣＲの進行が抑制される。

また、補強鉄筋４２の定着長さＬ４が必要定着長さＬｍの２倍以上とされているため、補強鉄筋４２とコンクリートＣの境界面に十分な付着応力度が発生し、補強鉄筋４２は降伏強度に達するまで耐力を発揮することができる。

なお、接合部１０に柱主筋２２と平行な補強鉄筋４２を埋設した場合は、柱２０の片側のみに梁３０を設けることができる。この場合、梁主筋３２は接合部１０を貫通せず、端部に機械式定着具やフックを設けて適宜固定すればよい。

また、補強鉄筋４２は、接合部１０内で必要定着長さＬｍの２倍以上の定着長さを確保できる場合は、補強鉄筋４２が接合部１０の対角線Ｋと交わるように、補強鉄筋４２の両端部が接合部１０と柱部２０Ａとの境界面１０ＨＥ寄りに配置してもよい。補強鉄筋４２をこのように形成しても、補強鉄筋４２とコンクリートＣの当接面に十分な付着応力度が発生し、補強鉄筋４２は降伏強度に達するまで耐力を発揮することができる。

このように、本発明における「接合部の外側」とは、接合部１０の外部のほか、接合部１０の内部において柱部２０Ａとの境界面１０ＨＥ寄りの部分も含むものとする。

また、本実施形態においては梁３０のせいＨ２が柱２０の幅Ｗ２「以下」とされた梁３０と柱２０との接合部１０に、柱主筋２２と平行な補強鉄筋４２が埋設されているものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、梁３０のせいＨ２が柱２０の幅Ｗ２「以上」とされた梁３０と柱２０との接合部１０に、柱主筋２２と平行な補強鉄筋４２を埋設してもよい。

また、第１、第２実施形態において、補強鉄筋４０及び補強鉄筋４２は複数設けられているが、これらの本数は特に限定されるものではなく、求められる補強強度に応じて適宜設定可能であり、例えば１本でもよい。

［第３実施形態］
（構成）
第３実施形態に係る柱梁の接合部構造では図３（Ａ）に示すように、第１実施形態に係る柱梁の接合部構造における補強鉄筋４０（図１（Ａ）参照）に代えて、補強鉄筋６０が用いられている。

この補強鉄筋６０の両端部にはフック部６０Ａが設けられており、フック部６０Ａは接合部１０から突出して、梁３０に埋設されている。このため、補強鉄筋６０は、接合部１０の隅部を結んだ対角線Ｋと交差して設けられている。

図３（Ｂ）の参考例に示すように、仮に梁主筋３２２の端部を接合部１０に配置し、この梁主筋３２２の端部にフック部３２２Ｆを設けた場合の必要定着長さ（境界面１０ＶＥからフック部３２Ｆの端部までの水平投影長さ）をＬａとすると、図３（Ａ）に示すように、柱２０の中心線ＣＬから補強鉄筋６０のフック部６０Ａの端部までの水平投影長さＬ５はＬａ以上とされ（Ｌ５≧Ｌａ）、補強鉄筋６０のフック部６０Ａの端部間の水平投影長さ、すなわち補強鉄筋６０の定着長さＬ６（＝２・Ｌ５）はＬａの２倍以上（Ｌ６≧２・Ｌａ）とされている。

その他の構成は図１（Ａ）に示した第１実施形態に係る柱梁の接合部構造と等しく、説明は省略する。

（作用・効果）
第３実施形態に係る柱梁の接合部構造によると、図３（Ａ）に示すように、接合部１０には、両端にフック部６０Ａが形成された補強鉄筋６０が埋設されている。また、補強鉄筋６０は接合部１０の隅部ＣＥを結んだ対角線Ｋと交差して設けられている。このため、梁３０に曲げモーメントＭが加わった際に、接合部１０の対角線Ｋに沿って発生する斜めひび割れＣＲにより、補強鉄筋６０に引張力が作用する。これにより、接合部１０における斜めひび割れＣＲの進行が抑制される。

また、補強鉄筋６０の定着長さＬ６は、必要定着長さＬａの２倍以上とされている。このため、補強鉄筋６０とコンクリートＣの当接面に十分な付着応力度が発生し、補強鉄筋６０は降伏強度に達するまで耐力を発揮することができる。

［第４実施形態］
（構成）
第３実施形態に係る柱梁の接合部構造では、接合部１０に梁主筋３２と平行に補強鉄筋６０が埋設されているものとしたが、第４実施形態に係る柱梁の接合部構造では、図４に示すように、接合部１０には柱主筋２２と平行に補強鉄筋６２が埋設されている。

この補強鉄筋６２の両端部にはフック部６２Ａが形成されている。フック部６２Ａは接合部１０から突出して、柱部２０Ａに埋設されている。このため、補強鉄筋６２は、接合部１０の隅部ＣＥを結んだ対角線Ｋと交差して設けられている。

また、仮に柱主筋２２の端部を接合部１０に配置し、柱主筋２２の端部に機械式定着具５０を固定した場合の必要定着長さをＬｂとすると、図４に示すように、梁３０の中心線ＣＬから補強鉄筋６２のフック部６２Ａの端部までの鉛直投影長さＬ７はＬｂ以上とされ（Ｌ７≧Ｌｂ）、補強鉄筋６２のフック部６２Ａ間の鉛直投影長さ、すなわち補強鉄筋６２の定着長さＬ８（＝２・Ｌ７）はＬｂの２倍以上（Ｌ８≧２・Ｌｂ）とされている。

（効果）
このような構成によっても、柱２０に曲げモーメントＭが加わった際に、接合部１０の対角線Ｋに沿って発生する斜めひび割れＣＲにより、補強鉄筋６２に引張力が作用する。これにより、斜めひび割れＣＲの進行が抑制される。

また、補強鉄筋６２の定着長さＬ８が必要定着長さＬｂの２倍以上とされているため、補強鉄筋６２とコンクリートＣの境界面に十分な付着応力度が発生し、補強鉄筋６２は降伏強度に達するまで耐力を発揮することができる。

なお、第３、第４実施形態において補強鉄筋６０、６２のフック部６０Ａ、６２Ａはそれぞれ梁３０、柱部２０Ａに埋設されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。補強鉄筋６０、６２がそれぞれ接合部１０内で必要定着長さＬａ、Ｌｂの２倍以上の定着長さを確保できる場合は、フック部６０Ａ、６２Ａは、接合部１０内の境界面１０ＶＥ、１０ＨＥ寄りに埋設してもよい。フック部６０Ａ、６２Ａをこのように形成しても、補強鉄筋６０、６２とコンクリートＣの当接面に十分な付着応力度が発生し、補強鉄筋４２は降伏強度に達するまで耐力を発揮することができる。

［第５実施形態］
（構成）
第１〜第４実施形態に係る柱梁の接合部構造では、柱主筋２２及び梁主筋３２は接合部１０の内部において直線状に配置されているが、第５実施形態に係る柱梁の接合部構造では、図５（Ａ）に示すように、柱２０の一方の側面寄りの柱主筋２２Ａと他方の側面寄りの柱主筋２２Ｂとが、接合部１０の内部においてＸ字状に交差している。また、補強鉄筋６０が梁主筋３２と平行に設けられている。

（効果）
このような構成にすることで、例えば梁３０に曲げモーメントＭが加わり、梁主筋３２に引張力Ｎが作用した際に、接合部１０の隅部ＣＥの対角線Ｋに沿って発生しようとする斜めひび割れＣＲの方向に対して、柱主筋２２Ｂが交差する。このため、斜めひび割れＣＲの発生を抑制することができる。

あるいは、図５（Ｂ）に示すように、補強鉄筋６２が柱主筋２２と平行に設けられている場合は、梁３０の上面寄りの梁主筋３２Ａと下面寄りの梁主筋３２Ｂとを接合部１０の内部においてＸ字状に交差させてもよい。

このような構成にすることで、例えば柱主筋２２に引張力Ｎが作用した際に、接合部１０の隅部ＣＥの対角線Ｋに沿って発生しようとする斜めひび割れＣＲの方向に対して、梁主筋３２Ａが交差する。このため、斜めひび割れＣＲの発生を抑制することができる。

なお、このように柱主筋２２Ａ、２２Ｂ又は梁主筋３２Ａ、３２ＢをＸ字状に交差させる構成は、第１〜第４実施形態に係る柱梁の接合部構造に適用してもよい。

さらに、柱主筋２２Ａ、２２Ｂ又は梁主筋３２Ａ、３２ＢをＸ字状に交差させることにより斜めひび割れＣＲの発生を抑制することができるので、第１、第２実施形態における補強鉄筋４０、４２及び第３、第４、第５実施形態における補強鉄筋６０、６２を設けない構成とすることもできる。補強鉄筋４０、４２、６０、６２を設けない場合の柱主筋２２Ａ、２２Ｂ又は梁主筋３２Ａ、３２Ｂは、本発明における定着筋の一例であり、柱主筋２２Ａ、２２Ｂ又は梁主筋３２Ａ、３２Ｂの端部は、それぞれ柱部２０Ａ又は梁３０の内部に定着される。このように、本発明における第１〜第５実施形態に示した構成は、適宜組み合わせて用いることができる。

１０ 接合部
２０ 柱（鉄筋コンクリート製柱）
２２ 柱主筋
２２Ａ、２２Ｂ 柱主筋（定着筋）
２０ 梁（鉄筋コンクリート製梁）
３２ 梁主筋
３２Ａ、３２Ｂ 梁主筋（定着筋）
４０、４２ 補強鉄筋
６０、６２ 補強鉄筋
ＣＥ 隅部
Ｋ 対角線

Claims (3)

1. 鉄筋コンクリート製柱の柱主筋と鉄筋コンクリート製梁の梁主筋とが配筋された接合部と、
   前記接合部に設けられ、前記接合部を立面視したとき前記接合部の隅部を対角上に結んだ対角線と交差し、両端部が前記接合部の外側に定着された定着筋と、
   を有する柱梁の接合部構造。
2. 前記定着筋は、梁主筋又は柱主筋と平行に配置された補強鉄筋である請求項１に記載の柱梁の接合部構造。
3. 前記定着筋は、前記接合部内にＸ字状に交差して配置された前記柱主筋又は前記梁主筋とされた、請求項１に記載の柱梁の接合部構造。
   

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