JP2022096255A - せん断補強方法及びせん断補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ひび割れ幅の拡大を抑制するせん断補強筋を効率的に配置することができるせん断補強方法及びせん断補強構造を提供する。【解決手段】フラットスラブ２０は、上端筋２１と下端筋２２とを備えた鉄筋コンクリートで構成され水平方向に延在する。フラットスラブ２０は、上端筋２１に掛止する掛止部３１ａと、掛止部３１ａから下端筋２２の近傍まで延在する補強部３１ｂと、補強部３１ｂの下端部に設けた定着プレート３２とを備えた複数のせん断補強筋３０を備える。せん断補強筋３０の掛止部３１ａを上端筋２１に掛止させて、せん断補強筋３０を上端筋２１に吊り下げた後、せん断補強筋３０の補強部３１ｂ及び定着プレート３２を非掛止状態で、コンクリート打設を行なうことにより、フラットスラブ２０を構築する。【選択図】図１

Description

本発明は、梁等の横架材やフラットスラブ等の水平方向に延在する水平部材において生じるせん断ひび割れ幅の拡大を抑制するためのせん断補強方法及びせん断補強構造に関する。

従来、フラットスラブは、押抜きせん断（パンチングシア）破壊が生じないように設計され、長期荷重や短期荷重に対しては、せん断ひび割れが発生しても、ひび割れ幅の拡大を抑えて、過度なひび割れが生じないように設計されることが多い。

そこで、フラットスラブには、パンチングシアによるひび割れの幅を抑制するために、多数のせん断補強筋を設けている（例えば、特許文献１参照。）。この文献においては、フラットプレートに、第１所定長さ寸法で第１柱せん断補強領域を形成し、周辺のスラブ筋よりも高剛性のスラブ筋を配筋する。更に、かつ第１せん断補強領域の境界から第２所定長さ寸法で第２せん断補強領域を形成する。この場合、せん断補強領域においては、せん断補強筋の上部の平坦部を、高剛性のスラブ筋の上端筋に引っ掛け、せん断補強筋の下部のフック部を、高剛性のスラブ筋の下端筋に引っ掛ける。

図９に、従来のフラットスラブ９０に用いられるせん断補強筋の２種類の具体例を示す。図９の左側においては、上端部及び下端部を１８０°に折り曲げたせん断補強筋９５を示している。このせん断補強筋９５の上端部及び下端部を、それぞれフラットスラブ９０の上端筋９１と下端筋９２とに引っ掛ける。また、図９の右側においては、鉄筋の両側にヘッドバーが固定されたせん断補強筋９６を示している。このせん断補強筋９６の各ヘッドバーを、それぞれフラットスラブ９０の上端筋９１と下端筋９２と引っ掛ける。これにより、フラットスラブ９０にひび割れＣ９が生じた場合においても、ひび割れＣ９の拡大を抑制することができる。

特開２００８－２０８５７６号公報

しかしながら、せん断補強筋を、フラットスラブの上端筋及び下端筋に引っ掛けて配置する作業には、手間や時間が掛かるため、施工性が悪かった。

上記課題を解決するせん断補強方法は、上部に配置される上部鉄筋と下部に配置される下部鉄筋とを備えた鉄筋コンクリートで構成され水平方向に延在する水平部材を、せん断補強筋を用いて補強するせん断補強方法において、前記せん断補強筋は、前記上部鉄筋に掛止する掛止部と、前記掛止部が前記上部鉄筋に掛止した状態で前記掛止部から前記下部鉄筋の近傍まで延在する補強部とを備え、前記せん断補強筋の前記掛止部を前記上部鉄筋に掛止させて、前記補強部を吊り下げた後、前記補強部を前記下部鉄筋に非掛止状態で、コンクリート打設を行なう。ここで、水平部材とは、フラットスラブに限られず、梁や床等、水平方向に延在する部材であればよい。また、下部鉄筋の近傍まで延在とは、下部鉄筋まで届く長さであってもよいし、また届かない長さであっても、水平部材のひび割れの幅を抑制できる長さまで延在していればよい。

本発明によれば、ひび割れ幅の拡大を抑制するせん断補強筋を効率的に配置することができる。

実施形態のせん断補強構造を用いたフラットスラブの断面図。 実施形態のせん断補強構造を用いたフラットスラブの斜視図。 第１変更例におけるせん断補強構造を用いたフラットスラブの要部の断面図。 第２変更例におけるせん断補強構造を用いたフラットスラブの要部の断面図。 第３変更例におけるせん断補強構造を用いたフラットスラブの要部の断面図。 第４変更例におけるせん断補強構造を用いたフラットスラブの要部の断面図。 第５変更例におけるせん断補強構造を用いた梁の要部の断面図。 第５変更例におけるせん断補強構造を用いた梁を構成する鉄筋籠の斜視図。 従来におけるせん断補強構造を説明するフラットスラブの断面図。

以下、図１及び図２を用いて、せん断補強方法及びせん断補強構造を具体化した一実施形態を説明する。本実施形態では、フラットスラブのパンチングシアによるひび割れの幅を抑制するせん断補強方法及びせん断補強構造について説明する。

図１に示すように、柱１５の周囲には、水平部材としてのフラットスラブ２０が設けられている。柱１５及びフラットスラブ２０は、鉄筋コンクリートで構成される。具体的には、フラットスラブ２０は、複数の上端筋２１、下端筋２２及びせん断補強筋３０を備える。複数の上端筋２１は、フラットスラブ２０の上部に格子状に配置された上部鉄筋であり、複数の下端筋２２は、フラットスラブ２０の下部に格子状に配置された下部鉄筋である。そして、これら上端筋２１、下端筋２２及びせん断補強筋３０は、コンクリート２５に埋設されて、平面状に延在するフラットスラブ２０を構成する。

せん断補強筋３０は、中央の掛止部３１ａと、掛止部３１ａの両端に接続され下方に延在した２個の補強部３１ｂと、各補強部３１ｂの下端部にそれぞれ設けた定着プレート３２とを備える。本実施形態では、１本の鉄筋３１をＵ字形状に折り曲げて、掛止部３１ａ及び補強部３１ｂを構成する。掛止部３１ａは、上端筋２１の格子の間隔に対応した長さを有する。補強部３１ｂは、ひび割れＣ１が発生した際にひび割れが拡大しないように、上端筋２１から下端筋２２の近傍（下端筋２２の上面から数ミリ上の位置）まで延在させる。定着プレート３２は、金物等で構成され、せん断補強筋３０の鉄筋３１をコンクリート２５内に定着させる定着部である。

（フラットスラブの施工方法）
次に、上述したせん断補強構造を用いたフラットスラブ２０の施工方法について説明する。

図２に示すように柱１５の周囲にフラットスラブ２０の下端筋２２を格子状に配置し、交点を緊結する。そして、下端筋２２の上方に、下端筋２２と離間させて上端筋２１を格子状に配置し、交点を緊結する。

次に、フラットスラブ２０の上端筋２１に、複数のせん断補強筋３０を吊下する。
この場合、図１に示すように、せん断補強筋３０の掛止部３１ａを、隣接する２つの上端筋２１に引っ掛けるようにして、上から降ろす。そして、せん断補強筋３０の定着プレート３２は、下端筋２２よりも数ｍｍ程度、上方に配置される。

図２に示すように、せん断補強筋３０は、柱１５の周囲のせん断補強領域に、適切な間隔で配置される。ここで、せん断補強領域は、例えば、ひび割れＣ１（図１）が発生する可能性がある領域である。なお、せん断補強筋３０の掛止部３１ａの延在方向は任意である。
そして、上述したように、上端筋２１、下端筋２２及びせん断補強筋３０の配置後、コンクリート打設を行なう。以上により、フラットスラブ２０が完成する。

（作用）
フラットスラブ２０の上端筋２１にせん断補強筋３０を吊るして、せん断補強筋３０の下端部の定着プレート３２を非掛止状態にしてコンクリート打設を行なってフラットスラブ２０を構築する。この場合、せん断補強筋３０の補強部３１ｂを上端筋２１から下端筋２２の近傍まで配置する。これにより、せん断補強筋３０の下端部をフラットスラブ２０の下端筋２２に引っ掛けなくても、ひび割れの拡大を抑制できる。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態のせん断補強筋３０の掛止部３１ａを、フラットスラブ２０の上端筋２１に引っ掛けて、せん断補強筋３０を配置する。これにより、せん断補強筋３０の下部を、フラットスラブ２０の下端筋２２に固定しないので、せん断補強筋３０の配置の作業負担を軽減できる。

（２）本実施形態のせん断補強筋３０の各補強部３１ｂは、上端筋２１から下端筋２２の近傍まで延在する。これにより、ひび割れＣ１が生じた場合においても、ひび割れＣ１が拡大することを抑制することができる。日本機械学会ＲＣ規準における設計方法では、フラットスラブの耐力は、フラットスラブの断面厚とコンクリート強度のみで決定されており、せん断補強筋３０の下端筋２２の固定は、フラットスラブ２０の終局設計には考慮されていない。従って、せん断補強筋３０を下端筋２２に固定しなくても、フラットスラブの断面厚とコンクリート強度を担保すれば、従来と同様に、フラットスラブの耐力を維持することができる。

（３）本実施形態のせん断補強筋３０は、２つの上端筋２１に引っ掛ける掛止部３１ａを備え、掛止部３１ａは、２つの上端筋２１に対応する長さを有する。これにより、フラットスラブ２０のコンクリート打設時にも、せん断補強筋３０の揺動や配置ずれを抑制できる。

（４）本実施形態のせん断補強筋３０はＵ字形状を有する。これにより、１回の作業で、２つの補強部３１ｂを効率的に配置することができる。
（５）本実施形態のせん断補強筋３０は、掛止部３１ａ及び補強部３１ｂを１本の鉄筋で構成するので、簡単な構成でせん断補強筋３０を実現できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、フラットスラブ２０の上端筋２１にせん断補強筋３０を吊下させた場合に、定着プレート３２が下端筋２２よりも数ミリ上に位置するように、せん断補強筋３０の補強部３１ｂの長さを決定した。せん断補強筋３０の補強部３１ｂの長さは、水平部材のひび割れの幅を抑制できる長さであれば、これに限定されない。

例えば、図３に示すように、フラットスラブ４０の下端筋２２まで、補強部３６ｂが延在するせん断補強筋３５を用いてもよい。このせん断補強筋３５は、中央部の掛止部３６ａと、掛止部３６ａの両端部に接続された補強部３６ｂと、補強部３６ｂの下端部に設けた定着プレート３２とを備える。掛止部３６ａ及び２個の補強部３６ｂは１本の鉄筋３６で構成される。更に、せん断補強筋３５は、２つの補強部３６ｂの間隔が下になるに従って広がる形状を有してもよい。これにより、せん断補強筋３５の配置を効率的に行なうことができる。
更に、せん断補強筋の補強部は、下部鉄筋に対して非掛止状態であればよく、例えば、コンクリート打設時に他の部材に仮止めされた状態であってもよい。

・上記実施形態では、せん断補強筋３０の掛止部３１ａは、隣接する２つの上端筋２１に掛止させた。せん断補強筋の掛止部は、上端筋２１に引っ掛けることができれば、隣接する２つの上端筋に引っ掛ける構造に限られない。

例えば、図４に示すように、フラットスラブ４１に埋設されるせん断補強筋３７の掛止部３８ａの長さを、３つの上端筋２１に渡る長さとする。そして、掛止部３８ａを３個の上端筋２１に当接させた後、掛止部３８ａに接続する補強部３８ｂが下方に延在する構成のせん断補強筋３７としてもよい。ここで、掛止部３８ａとこれに接続する２個の補強部３８ｂは、１本の鉄筋３８で構成される。

・上記実施形態のせん断補強筋３０は、２本の補強部３１ｂを有する。せん断補強筋３０の補強部の数は２個に限定されない。
例えば、図５に示すように、１個の補強部５１ｂのみを備えるせん断補強筋５０を用いたフラットスラブ４２でもよい。このせん断補強筋５０は、略平坦な掛止部５１ａの一方の端部にのみ接続する補強部５１ｂを備える。せん断補強筋の掛止部５１ａ及び１個の補強部５１ｂを、１本の鉄筋５１で構成する。更に、せん断補強筋は、補強部５１ｂの下端部に定着プレート５２を設ける。

・上記実施形態のせん断補強筋３０は、２個の補強部３１ｂの下端部のそれぞれに定着プレート３２を設けている。せん断補強筋の補強部を定着させる定着部は、補強部の下端部において設けられていれば、定着プレートに限られない。

例えば、図６に示すように、定着プレートの代わりに、折り曲げた定着長さ以上の鉄筋で定着部を構成してもよい。この場合、フラットスラブ４３に、１本の鉄筋によって構成されたせん断補強筋５５を用いることもできる。このせん断補強筋５５は、中央の掛止部５５ａ、掛止部５５ａの両側に接続される補強部５５ｂ、各補強部５５ｂに接続される定着部５５ｃを備える。補強部５５ｂは、補強部３１ｂと同様に、上端筋２１から下端筋２２までの距離に応じて、掛止部５５ａが上端筋２１に掛止した場合に、上端筋２１から下端筋２２の近傍まで延在する長さを有する。定着部５５ｃは、フラットスラブ４３の面の延在方向に、定着長さ以上の長さで延在させる。更に、補強部がコンクリートから抜けにくい構造の場合には、定着部を省略してもよい。

・上記実施形態のせん断補強筋３０の掛止部３１ａ及び補強部３１ｂは、中央が平坦のＵ字形状とした。せん断補強筋の掛止部及び補強部は、この形状に限られず、例えば、フラットスラブ４３のコンクリート２５に埋設可能であれば、円弧形状の掛止部を備えたせん断補強筋であってもよい。また、せん断補強筋３０の掛止部３１ａ及び補強部３１ｂは、１本の鉄筋で構成したが、異なる部材で構成してもよい。

・上記実施形態では、フラットスラブ２０にせん断補強筋３０を設けた。本願発明のせん断補強筋の構造は、フラットスラブに限らず、水平方向に延在する水平部材であればよく、例えば、通常の床や梁にも適用することができる。

図７は、梁７０の縦断面を示し、図８は、梁７０のコンクリート７５に埋設される鉄筋群の構造を示している。
図７に示すように、水平部材としての梁７０は、鉄筋籠７１をコンクリート７５に埋設して構成される。

図８に示すように、鉄筋籠７１は、離間して平行に配置された複数の主筋７２と複数の帯筋７３とを備える。帯筋７３は、主筋７２の外周を環状に囲む。そして、鉄筋籠７１において上部に配置される主筋７２に、複数のせん断補強筋８０を配置する。せん断補強筋８０は、掛止部８１ａと、掛止部８１ａの両側に設けられた補強部８１ｂと、各補強部８１ｂの下端部にそれぞれ設けられた定着プレート８２とを備える。掛止部８１ａ及び２つの補強部８１ｂは、１本の鉄筋８１で略Ｕ字形状に構成される。補強部８１ｂは、上下方向の主筋７２の間隔に応じて、上部の主筋７２に掛止部８１ａが掛止した場合に、上部に配置された主筋７２から下部に配置された主筋７２の近傍まで延在する長さを有する。そして、鉄筋籠７１を配置する際に、鉄筋籠７１の上部の主筋７２に、上からせん断補強筋８０を降ろして、せん断補強筋８０の掛止部８１ａを、隣接する２本の主筋７２に引っ掛けて、吊下させる。その後、鉄筋籠７１にせん断補強筋８０を配置した鉄筋群をコンクリート打設して梁７０を構築する。
この場合、せん断補強筋８０を、鉄筋籠７１の上部に配置される主筋７２に引っ掛けたが、梁７０のコンクリート７５のかぶり厚を増加させる必要がない場合には、鉄筋籠７１の帯筋７３に引っ掛けてせん断補強筋８０を配置してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
（ａ）前記せん断補強筋の前記掛止部は、２つの前記上部鉄筋に掛止したことを特徴とする請求項２に記載のせん断補強構造。
（ｂ）前記せん断補強筋は、前記掛止部の両側に連結された２つの補強部を備え、
１本の鉄筋を曲げて、前記２つの補強部及び掛止部を構成したことを特徴とする前記（ａ）に記載のせん断補強構造。
（ｃ）前記水平部材は、フラットスラブであり、
前記掛止部は、前記フラットスラブの上端筋の格子の間隔に対応した長さを有することを特徴とする請求項２、前記（ａ）又は前記（ｂ）に記載のせん断補強構造。

１５…柱、２０，４０，４１，４２，４３…水平部材としてのフラットスラブ、２１…上部鉄筋としての上端筋、２２…下部鉄筋としての下端筋、２５，７５…コンクリート、３０，３５，３７，５０，５５，８０…せん断補強筋、３１，３６，３８，５１，８１…鉄筋、３１ａ，３６ａ，３８ａ，５１ａ，５５ａ，８１ａ…掛止部、３１ｂ，３６ｂ，３８ｂ，５１ｂ，５５ｂ，８１ｂ…補強部、３２，５２，８２…定着部としての定着プレート、５５ｃ…定着部、７０…梁、７１…鉄筋籠、７２…主筋、７３…帯筋。

Claims (2)

1. 上部に配置される上部鉄筋と下部に配置される下部鉄筋とを備えた鉄筋コンクリートで構成され水平方向に延在する水平部材を、せん断補強筋を用いて補強するせん断補強方法において、
   前記せん断補強筋は、前記上部鉄筋に掛止する掛止部と、前記掛止部が前記上部鉄筋に掛止した状態で前記掛止部から前記下部鉄筋の近傍まで延在する補強部とを備え、
   前記せん断補強筋の前記掛止部を前記上部鉄筋に掛止させて、前記補強部を吊り下げた後、
   前記補強部を前記下部鉄筋に非掛止状態で、コンクリート打設を行なうことを特徴とするせん断補強方法。
2. 上部に配置される上部鉄筋と下部に配置される下部鉄筋とを備えた鉄筋コンクリートで構成され水平方向に延在する水平部材を、せん断補強筋を用いて補強したせん断補強構造において、
   前記せん断補強筋は、前記上部鉄筋に掛止する掛止部と、前記掛止部が前記上部鉄筋に掛止した状態で前記掛止部から前記下部鉄筋の近傍まで延在する補強部とを備え、
   前記せん断補強筋の前記掛止部を前記上部鉄筋に掛止させることにより前記補強部を吊り下げた状態で、かつ前記補強部を前記下部鉄筋に非掛止状態で、前記せん断補強筋をコンクリートに埋設させたことを特徴とするせん断補強構造。

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