JP2022036882A

JP2022036882A - 柱中柱組付型拘束の接合構造

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Publication number: JP2022036882A
Application number: JP2020189979A
Authority: JP
Inventors: 文財江; Wen-Tsai Chiang; 耕樟邱; Keng-Chang Chiu; 哲生陳; Che-Sheng Chen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-08-24
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2040-11-16
Also published as: US20220056694A1; CN114086719A; JP7157401B2; US11525263B2; TW202208728A; TWI758834B

Abstract

【課題】柱中柱組付型拘束の接合構造を提供することを課題とする。【解決手段】柱中柱組付型拘束の接合構造は、複数の柱主筋と、一筆書きタイプの帯筋と、複数の中子筋とを備え、複数の柱主筋は、各々配列されて内取り囲み領域及び外取り囲み領域を形成し、一筆書きタイプの帯筋は、内取り囲み領域及び外取り囲み領域に沿って一筆書き状で連続的に曲がりながら取り囲み、かつ内取り囲み領域を取り囲む一筆書きタイプの帯筋の領域内で柱コア部を形成し、各中子筋は、内取り囲み領域と外取り囲み領域の複数の柱主筋の間を連結し、かつ各中子筋が第１端部と、第２端部と、を備え、各中子筋の第１端部が筋かいのない外取り囲み領域の複数の柱主筋の１つに掛止され、各中子筋の第２端部が柱コア部内に定着され、これを介して各柱主筋を完全に拘束し、柱主筋の座屈を効果的に防止し、高軸力及び繰り返し変位作用において柱体の強度及び剛性の低下を抑え、柱体の耐震性能を向上させる。【選択図】図４Ｂ

Description

本発明は、柱中柱組付型拘束の接合構造に関し、特に、柱主筋の座屈防止、柱体の耐震性能向上に適した柱中柱組付型拘束の接合構造に関する。

建築物の主要な支持構造は、建築物の梁柱の架構に依存し、梁柱が梁、柱の内部に複数の鉄筋カゴを設置してからグラウトされることで、支持の作用を持たせる。また台湾は、環太平洋地震地帯に位置し、世界でも地震活動の活発な地域の一つであり、「建築法規」の規定によると、全ての構造は耐震設計が施される必要があり、耐震設計において建築物の梁柱の耐震強度について一定の要求がある。

また、建築物の鉄筋コンクリート柱部材の耐震強度について言うと、従来の帯筋及び中子筋の結束方法は、よく施工環境或いは施工精度によって制限され、施工品質を制御し難く、往々にして鉄筋コンクリートのコンファインド効果の不良が起き、巨大な軸力と曲げモーメントの作用において、柱主筋を座屈させることで外側に爆裂し、柱体の外周コンクリートを押しつぶして脱落し、柱外周帯筋もこれに伴い爆裂し、柱部材の強度が急激に低下することで、建築物構造の安全性を大幅に低下させていた。

図１及び図２を参照すると、各々が従来の柱主筋、帯筋に中子筋を組み合わせた構造立体図及び平面図であり、建築工事において、複数の縦方向柱主筋９１を安定するため、コンクリート９０の打設に合わせグラウト作業を行うことで、梁柱を構築する前に、当前記複数の縦方向柱主筋９１の異なる高さに各々複数層の異なる平面の帯筋構造を組み付ける必要がある。

現在、縦方向柱主筋９１に合わせてから成る格子状帯筋構造は、帯筋９２を事前に折曲してこれら縦方向柱主筋９１を外嵌し、次に図２に示すように、複数の横方向・縦方向の中子筋９３をそれぞれずらして前記帯筋９２に架設させ、かつ各中子筋９３の両端部が両側の縦方向柱主筋９１の間に掛止され、それによって平面の帯筋構造を形成し、各中子筋９３の第１端部９３１が約９０°のフックを形成し、第２端部９３２が約１３５°のフックに事前に折曲される。

施工時、施工者は、先に中子筋９３の第２端部９３２を斜めに配置して縦方向柱主筋９１の１つを挟持してから対向側の縦方向柱主筋９１に掛止する。これにより、これらの中子筋９３の第１端部９３１及び第２端部９３２を両側の対応する縦方向柱主筋９１に固結し；さらに前述の施工ステップを繰り返し、対応して設置された他の２つの縦方向柱主筋９１を繰り返して固定することで、このうちの１つの平面の帯筋構造の固定作業を完成させる。

１つの平面の帯筋構造の固定作業を完成させてから前述の施工ステップを繰り返し、前記複数の縦方向柱主筋９１の他の異なる高さに帯筋構造を組み付けてから、帯筋構造全体の固定作業が完了し、そしてコンクリート９０のグラウト動作と協調することができる。

各建築工事に必要な構造、強度、長さ、直径或いは規格が異なるため、帯筋構造を事前に標準化して量産させることができず、かつ帯筋構造の完成には、帯筋９２、複数の縦方向及び横向中子筋９３を含み、金属線で仮固定し、千鳥状又は田の字形の帯筋構造を完成させる。当然、加工時に長さや形状の異なる中子筋９３の切断、折曲成形及び結合部の固定は手間がかかるため、準備、一時保管及び部材数量のバランスなどの煩雑な問題が派生しやすくなり、最も重要なことは工事品質が心配になる。

図３を参照すると、別の従来のダブルコア耐震柱鉄筋の接合構造の柱主筋、帯筋と中子筋の接合の構造平面図であり、その図面が特許文献１の創作であり、複数の縦方向柱主筋８１を各々配列して内取り囲み領域８２及び内取り囲み領域８２を取り囲む外取り囲み領域８３を形成する。また帯筋８４は、内取り囲み領域８２及び外取り囲み領域８３に沿って一筆書き状で連続的に曲がって取り囲むことで、内取り囲み領域８２及び外取り囲み領域８３を取り囲む構造を形成し、帯筋８４の開始部位８４１及び終了部位８４２は各々定着部位を有する。さらに外取り囲み領域８３の複数の縦方向柱主筋８１を連結する複数の中子筋８５も設けられ；この方法は、従来の帯筋枠と中子筋の結合の結束方法と比較して、より良好なコンファインド効果を有するだけでなく、柱体全体の支持能力をアップさせて柱体が巨大な応力を受けて柱体の帯筋外周コンクリートが脱落されることによる強度損失の不足部分を補うことができる。ただし上記図３のダブルコア柱中柱の一筆書き帯筋８４は、柱内の全部の柱主筋をコンファインドすることはなく、言い換えると、外取り囲み領域８３にやはり複数の柱主筋８１が無コンファインド状態にあり、高軸力及び繰り返し変位の作用において、コンファインドのない柱主筋は、非常に容易に座屈することで、柱体の強度及び剛性が急速に低下してしまう。

これ以外に、ダブルコア柱中柱に組み合わせる従来の耐震中子筋は、一端に拘束フック（１３５°又は１８０°フック）を使用し、他端に普通フック（９０°フック）を使用し、外取り囲み領域の保護層が脱落された後、耐震中子筋の９０°フックは外側に突き出ることになり、柱主筋への拘束力が失われるため、コンファインド効果も失ってしまう。また、ダブルコア柱中柱と従来柱に組み合わせる従来の耐震中子筋は、施工において中子筋が一定の長さで折曲され、柱主筋が施工環境により位置ずれの問題が発生するため、建設工事の実務において、耐震中子筋は通常柱主筋の１００％を引っ掛けることができる一端しかないが、他端が柱主筋の100％を引っ掛けることが難しく、コンファインド効果が予測通りにならないことになる。さらに、最新の研究によると、柱体の圧縮応力がコンクリートの抗圧縮強度の３０％を超える場合、全ての柱主筋が拘束フックで拘束しなければならず、この時従来の耐震中子筋はこのニーズを満たすことができない。

そこで本発明者は、上述した従来技術の欠陥に鑑み、極的な発明と創造の精神に基づいて上記課題を解決できる「柱中柱組付型拘束の接合構造」を見出し、鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達した。

台湾実用新案公告第Ｍ４５８４２５号「ダブルコア耐震柱鉄筋の接合構造」

本発明の主な目的は、高い軸方向の引張力、圧縮力に耐える特性を持つコア柱体で、かつ柱主筋を完全に拘束し、柱主筋の座屈を効果的に防止し、高軸力及び繰り返し変位作用において柱体の強度及び剛性の低下を抑え、柱体の耐震性能を向上させることができる柱中柱組付型拘束の接合構造を提供することである。

本発明の別の目的は、重なる方法又は重ならない方法で柱中柱内に配置されるか、或いは様々な方向や角度で柱中柱内に配置されることができ、施工が容易であるだけでなく、配置も柔軟であり、建設現場の柱主筋の位置ずれに影響されることはない柱中柱組付型拘束の接合構造を提供することである。

本発明の別の目的は、従来の特許文献内の耐震中子筋の第２端部が９０°の普通フックであるため、効果的にコンファインドできないことで、柱主筋への拘束力を失い、ダブルコア柱中柱と従来柱に組み合わせる従来の耐震中子筋は、施工において中子筋が一定の長さで折曲され、柱主筋が施工環境により位置ずれの問題が発生するため、建設工事の実務において、耐震中子筋は通常柱主筋の１００％を引っ掛けることができる一端しかないが、他端が柱主筋の100％を引っ掛けることが難しく、コンファインド効果が予測通りにならないことになるといった欠陥を改善することである。

上記目的を達成するため、本発明の柱中柱組付型拘束の接合構造は、複数の柱主筋と、一筆書きタイプの帯筋と、複数の中子筋と、を備える。前記複数の柱主筋は、各々配列されて内取り囲み領域及び前記内取り囲み領域を取り囲む外取り囲み領域を形成し；前記一筆書きタイプの帯筋は、内取り囲み領域及び外取り囲み領域に沿って一筆書き状で連続的に曲がりながら取り囲み、かつ前記内取り囲み領域を取り囲む前記一筆書きタイプの帯筋の領域内で柱コア部を形成し；前記各中子筋は、内取り囲み領域と外取り囲み領域の複数の柱主筋の間を連結し、かつ各中子筋が第１端部と、第２端部と、を備え、各中子筋の第１端部が筋かいのない外取り囲み領域の複数の柱主筋の１つに掛止され、各中子筋の第２端部が柱コア部内に定着される。

外取り囲み領域に掛止される上記各中子筋の第１端部は、１３５°を超えるフックを形成することができる。また柱コア部内に定着された上記各中子筋の第２端部は、任意の角度のフック又はフックのない直線状を形成できる。

柱コア部内に定着された上記各中子筋の第２端部は、前記内取り囲み領域の一筆書きタイプの帯筋上又は前記内取り囲み領域内に定着される。

上記一筆書きタイプの帯筋が、内取り囲み領域及び外取り囲み領域の柱主筋を取り囲む時、各柱主筋を取り囲む場合もあれば、各柱主筋を取り囲まない場合もある。

上記複数の中子筋のうちの２つの中子筋の第１端部は、２つの対向側の前記複数の柱主筋のうちの２つの柱主筋及び前記一筆書きタイプの帯筋に連結するよう掛止され、前記柱コア部内に定着された前記２つの中子筋の前記２つの第２端部は重なる方法で配置することも、重ならない方法で配置することもでき、任意の角度のフック或いはフックのない直線状とすることができる。

外取り囲み領域に掛止された上記各中子筋の第１端部は、巻き付け方法で前記複数の柱主筋の１つに掛止される。

上記複数の中子筋の第２端部は、平面において前記一筆書きタイプの帯筋に垂直ではない方法で前記柱コア部内に定着される。また、前記複数の中子筋のうちの２つの中子筋の第２端部は、立面の傾斜方向で前記柱コア部内に定着される。

上記の概要及び以下の詳細な説明は、すべて例示的なものであり、本発明の特許請求の範囲をさらに説明するためのものである。本発明の他の目的及び利点は、以下の説明及び図面に描写される。

従来の柱主筋、帯筋に中子筋を組み合わせた構造立体図である。図１の従来の柱主筋、帯筋に中子筋を組み合わせた構造平面図である。別の従来のダブルコア耐震柱の鉄筋接合構造の柱主筋、帯筋を中子筋で繋いだ構造平面図である。本発明の第１の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造立体図である。本発明の第１の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造平面図である。本発明の第２の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造立体図である。本発明の第３の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造平面図である。本発明の第４の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造平面図である。本発明の第５の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造平面図である。本発明の第６の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造平面図である。本発明の第７の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造平面図である。本発明の第７の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造断面図である。

［実施例１］
図４Ａと４Ｂを参照すると、各々本発明の第１の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造立体図及び平面図であり、本実施例の柱中柱組付型拘束の接合構造は、複数の柱主筋１と、一筆書きタイプの帯筋４と、複数の中子筋５１と、を備える。前記複数の柱主筋１は、各々配列されて内取り囲み領域２及び前記内取り囲み領域２を取り囲む外取り囲み領域３を形成し；前記一筆書きタイプの帯筋４は、内取り囲み領域２及び外取り囲み領域３に沿って一筆書き状で連続的に曲がりながら取り囲み、かつ前記一筆書きタイプの帯筋４が各柱主筋１を取り囲み、前記内取り囲み領域２を取り囲む前記一筆書きタイプの帯筋４の領域内で柱コア部を形成し；前記一筆書きタイプの帯筋４と複数の柱主筋１は、複数の針金で巻いて固定される。複数の中子筋５１の各中子筋５１は、内取り囲み領域２と外取り囲み領域３の複数の柱主筋１の間を連結し、かつ各中子筋５１が第１端部５１１と、第２端部５１２と、を備え、前記第１端部５１１が筋かいのない外取り囲み領域３の複数の柱主筋１の１つに掛止され、前記第２端部が柱コア部内に定着される。ここで柱コア部とは、前記内取り囲み領域２を取り囲む前記一筆書きタイプの帯筋４によって形成された領域の範囲を意味する。

本実施例において、外取り囲み領域３の柱主筋１に掛止された中子筋５１の第１端部５１１は、約１８０°のフックを形成し、内取り囲み領域２に定着された中子筋５１の第２端部５１２が約９０°のフックを形成し、かつ内取り囲み領域２に定着された２つの中子筋５１が重なる方法で配置される。また本実施例の内取り囲み領域２及び外取り囲み領域３は、両方とも正方形であるか、または両方とも矩形であるか、または一方が正方形であり、他方が矩形である。

［実施例２］
図５を参照すると、本発明の第２の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造立体図であり、図４Ａ及び図７を一緒に参照されたい。本実施例は、実施例１の構造とほぼ同じであり、唯一の相違点として本実施例の外取り囲み領域３の前記中子筋５２の第１端部５２１が外取り囲み領域３の複数の柱主筋１の１つ及び一筆書きタイプの帯筋４に同時に掛止され、実施例１が外取り囲み領域３の複数の柱主筋１の１つに直接水平に掛止されることである。本実施例の内取り囲み領域２に定着された中子筋５２の第２端部５２２は約９０°のフックを形成し、内取り囲み領域２に定着された２つの中子筋５２が重なる方法で配置され、これは実施例１と同じである。

［実施例３］
図６を参照すると、本発明の第３の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造平面図であり、図４Ｂも参照されたい。本実施例は、実施例１の構造とほぼ同じであり、唯一の相違点として本実施例の内取り囲み領域２に定着された中子筋５３の第２端部５３２はフックのない直線状を形成し、実施例１の内取り囲み領域２に定着された中子筋５１の第２端部５１２が約９０°のフックを形成することである。本実施例の内取り囲み領域２に定着された中子筋５３の第１端部５３１が約１８０°のフックを形成し、これは実施例１と同じである。

［実施例４］
図７を参照すると、本発明の第４の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造平面図であり、図４Ｂも参照されたい。本実施例は、実施例１の構造とほぼ同じであり、唯一の相違点として本実施例の内取り囲み領域２に定着された２つの中子筋５４は重ならず、実施例１の内取り囲み領域２に定着された中子筋５１が重なる方法で配置されることである。本実施例の外取り囲み領域３の柱主筋１に掛止された中子筋５４の第１端部５４１は約１８０°のフックを形成し、内取り囲み領域２に定着された中子筋５４の第２端部５４２が約９０°のフックを形成し、これは実施例１と同じである。

［実施例５］
図８を参照すると、本発明の第５の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造平面図であり、図４Ｂも参照されたい。本実施例は、実施例１の構造とほぼ同じであり、唯一の相違点として本実施例の外取り囲み領域３の柱主筋１に掛止された中子筋５６の第１端部５６１と外取り囲み領域３の対向側の柱主筋１に掛止された中子筋５６の第１端部５６１とは異なる方向に配置され、すなわち２つの中子筋５６の２つの第１端部５６１の１８０°のフックは一方が左を向き、他方が右を向いており、実施例１の外取り囲み領域３の柱主筋１に掛止された中子筋５１の第１端部５１１と外取り囲み領域３の対向側の柱主筋１に掛止された中子筋５１の第１端部５１１とは同じ方向に配置されることである。本実施例の内取り囲み領域２に定着された中子筋５６の第２端部５６２は約９０°のフックを形成し、内取り囲み領域２に定着された２つの中子筋５６が重なる方法で配置され、これは実施例１と同じである。

［実施例６］
図９を参照すると、本発明の第６の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造平面図であり、図４Ｂも参照されたい。本実施例は、実施例４の構造とほぼ同じであり、唯一の相違点として本実施例の外取り囲み領域３の前記複数の柱主筋１に掛止された中子筋５７は一筆書きタイプの帯筋４に垂直ではない方法で配置され、実施例４の外取り囲み領域３の柱主筋１に掛止された中子筋５４が一筆書きタイプの帯筋４に垂直である。本実施例の外取り囲み領域３の柱主筋１に掛止された中子筋５７の第１端部５７１は約１８０°のフックを形成し、内取り囲み領域２に定着された中子筋５７の第２端部５７２が約９０°のフックを形成し、これは実施例４と同じである。

［実施例７］
図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、各々本発明の第７の好ましい実施例に係る柱中柱組付型拘束の接合構造平面図及び断面図であり、図４Ｂも参照されたい。本実施例は、実施例１の構造とほぼ同じであり、唯一の相違点として本実施例の中子筋５８の第２端部５８２は内取り囲み領域２の一筆書きタイプの帯筋４に定着され、実施例１の中子筋５１の第２端部５１２が内取り囲み領域２のコアに定着され；かつ本実施例の中子筋５８の第１端部５８１は、外取り囲み領域３の複数の柱主筋１の１つ及び一筆書きタイプの帯筋４に同時に掛止され、実施例１が外取り囲み領域３の複数の柱主筋１の１つに直接水平に掛止されることである。本実施例の中子筋５８の第１端部５８１は、約１８０°のフックを形成し、第２端部５８２が約９０°のフックを形成し、これは実施例１と同じである。

これを通じて、上記の全ての実施例は、柱体コアの軸方向引張力、圧縮強度を効果的に向上できるだけでなく、外側帯筋の爆裂を防止でき、かつ各柱主筋を完全に拘束し、柱主筋の座屈を効果的に防止し、高軸力及び繰り返し変位作用において柱体の強度及び剛性の低下を抑え、柱体の耐震性能を向上させることができる。さらに上記の全ての実施例の中子筋は、重なる方法又は重ならない方法で柱中柱内に配置されるか、或いは様々な方向や角度で柱中柱内に配置されることができ、施工が容易であるだけでなく、配置も柔軟であり、建設現場の柱主筋の位置ずれに影響されることはない。

上記の実施例は、説明の便宜のための単なる例であり、本発明において主張される権利の範囲は、上記の実施例に限定されるのではなく、特許請求の範囲に定義するものを基準とする。

１柱主筋
２内取り囲み領域
３外取り囲み領域
４一筆書きタイプの帯筋
５１，５２，５３，５４，５６，５７，５８中子筋
５１１，５２１，５３１，５４１，５６１，５７１，５８１第１端部
５１２，５２２，５３２，５４２，５６２，５７２，５８２第２端部
８１柱主筋
８２内取り囲み領域
８３外取り囲み領域
８４帯筋
８４１開始部位
８４２終了部位
８５中子筋
９０コンクリート
９１柱主筋
９２帯筋
９３中子筋
９３１第１端部
９３２第２端部

Claims

各々配列されて内取り囲み領域及び前記内取り囲み領域を取り囲む外取り囲み領域を形成する複数の柱主筋と、
前記内取り囲み領域及び前記外取り囲み領域に沿って一筆書き状で連続的に曲がりながら取り囲み、前記内取り囲み領域を取り囲む一筆書きタイプの帯筋の領域内で柱コア部を形成する一筆書きタイプの帯筋と、
前記内取り囲み領域と前記外取り囲み領域の複数の柱主筋の間を各々連結し、かつ第１端部と、第２端部と、を各々備え、前記第１端部が前記外取り囲み領域の複数の柱主筋の１つに掛止され、前記第２端部が前記柱コア部内に定着される複数の中子筋と、
を備える柱中柱組付型拘束の接合構造。
前記外取り囲み領域に掛止される前記各中子筋の前記第１端部は、１３５°を超えるフックを形成する、請求項１に記載の柱中柱組付型拘束の接合構造。
前記柱コア部内に定着された前記各中子筋の前記第２端部は、任意の角度のフック又はフックのない直線状を形成する、請求項１に記載の柱中柱組付型拘束の接合構造。
前記柱コア部内に定着された前記各中子筋の前記第２端部は、前記一筆書きタイプの帯筋上に定着される、請求項１に記載の柱中柱組付型拘束の接合構造。
前記一筆書きタイプの帯筋が、前記各柱主筋を取り囲む、請求項１に記載の柱中柱組付型拘束の接合構造。
前記外取り囲み領域に掛止された前記各中子筋の前記第１端部は、前記複数の柱主筋の１つ及び前記一筆書きタイプの帯筋を巻き付けて掛止される、請求項１に記載の柱中柱組付型拘束の接合構造。
前記複数の中子筋のうちの２つの中子筋の前記２つの第１端部は、２つの対向側の前記複数の柱主筋のうちの２つの柱主筋に連結され、前記柱コア部内に定着された前記２つの中子筋の前記２つの第２端部が重なる方法で配置することも、重ならない方法で配置する、請求項１に記載の柱中柱組付型拘束の接合構造。
前記柱コア部内に定着された前記２つの中子筋の前記２つの第２端部は、任意の角度のフック或いはフックのない直線状とすることができる、請求項７に記載の柱中柱組付型拘束の接合構造。
前記複数の中子筋は、平面において前記一筆書きタイプの帯筋に垂直ではない方法で前記柱コア部内に定着される、請求項１に記載の柱中柱組付型拘束の接合構造。
前記複数の中子筋のうちの２つの中子筋の前記第２端部は、立面の傾斜方向で前記柱コア部内に定着される、請求項１に記載の柱中柱組付型拘束の接合構造。