JP2023007004A - ハイブリッド梁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】施工性に優れると同時に、梁端ＲＣ部から鉄骨梁に切り替わる領域に対し、十分な補強強度を確保することが可能なハイブリッド梁構造を提供する。【解決手段】鉄骨梁３の梁端部３ａが、鉄筋コンクリート柱２から突出形成した梁端ＲＣ部４に埋設されるハイブリッド梁であって、梁端ＲＣ部に、梁端部を取り囲む配列で、鉄筋コンクリート柱から突出させて配筋される梁端主筋５と、梁端主筋の外回りから梁端部を包囲する環状に形成され、梁端ＲＣ部に、鉄筋コンクリート柱側から梁端主筋の突出側へ向けて間隔を隔てて配筋される梁端せん断補強筋とを備え、梁端ＲＣ部の、梁端主筋の突出側の先端領域Ｘでは、梁端せん断補強筋６Ｓが溶接閉鎖型で形成され、かつ、梁端ＲＣ部の梁幅方向中央に、梁端主筋の外回りから梁端部を包囲する環状の溶接閉鎖型中子筋９が配筋され、当該中子筋は、当該梁端せん断補強筋個々に対し、対をなすように重ね合わされる。【選択図】図２

Description

本発明は、施工性に優れると同時に、梁端ＲＣ部から鉄骨梁に切り替わる領域に対し、十分な補強強度を確保することが可能なハイブリッド梁構造に関する。

鉄骨梁の梁端部を、鉄筋コンクリート柱から突出形成した梁端ＲＣ部に埋設して構成されるハイブリッド梁に関する技術として、特許文献１～３が知られている。特許文献１の「端部が鉄筋コンクリート造で中央部が鉄骨造の梁」は、中央鉄骨部と端部鉄筋コンクリート部とよりなり、中央鉄骨部の鉄骨を端部鉄筋コンクリート部の一部に埋設して両者を一体化してなる梁において、前記鉄筋コンクリート部の主筋の一部を同部に埋設された鉄骨に溶接し、他の一部をねじ付き鉄筋とし、前記鉄筋コンクリート部端面における前記鉄骨部を挟む両側に定着板及びナットを介して前記ねじ付き鉄筋の端部を緊締するとともに、前記鉄筋コンクリート部に埋設された鉄骨及び前記主筋の周囲に鉄筋またはスパイラルＰＣ鋼材を囲繞し、前記鉄骨における鉄筋コンクリート部に対する埋設部の両端部には中間部より密に前記鉄筋またはスパイラルＰＣ鋼材を配設して構成されている。

特許文献１では、端部鉄筋コンクリート部の端面に定着板を設け、ねじ付き鉄筋を緊締するようにしている。

特許文献２の「プレキャストコンクリート柱と鉄骨梁との接合構法」は、ＰＣ柱の柱頭部に、鉄骨梁の端部を載置できるようにＵ字型に形成されたブラケット部と、前記鉄骨梁に連結される複数本の上端主筋及び下端主筋とを備えてなる半ＰＣ柱を設置し、次に、端部に前記ブラケット部の端部に嵌合されるバンドプレートと、前記上端主筋及び下端主筋が定着される定着プレートとが取り付けられた前記鉄骨梁の端部を前記半ＰＣ柱のブラケット部に載架し、次に、前記バンドプレートを前記ブラケット部の先端部に嵌合し、前記梁上端主筋及び下端主筋を前記定着プレートに定着し、かつ、前記ブラケット部のＵ字型内部とその上部にコンクリートを打設して、ブラケット部と鉄骨梁との接合部を構築するように構成されている。

特許文献２では、半ＰＣ柱の端面において、上端主筋及び下端主筋を定着プレートに定着し、バンドプレートを半ＰＣ柱に嵌合するようにしている。

特許文献３の「複合梁を備える建物」は、対向する柱間に架け渡された鉄骨の両端部をＲＣで覆い、鉄骨の中央部を鉄骨梁部とし、両端部をＲＣ梁部とし、ＲＣ梁部の、柱側の端部と鉄骨梁部側の端部をそれぞれ補強筋により補強したハイブリッド（複合）梁を備える建物である。ＲＣ梁部の鉄骨部側の端部を、地震時に塑性変形する塑性ヒンジがＲＣ梁部内に生じないように補強した鉄骨梁部側補強部が設けられ、鉄骨梁部の両端が、塑性ヒンジが生じる塑性ヒンジ領域となっている。

特許文献３では、ＲＣ梁部を、主筋とあばら筋で補強し、あばら筋の配筋に粗密を設定するようにしている。

特開平１－２６８９４７号公報 特開平６－２７２３１１号公報 特開２０１３－１７０３８６号公報

ハイブリッド梁では、鉄筋コンクリート柱から突出される梁端ＲＣ部から鉄骨梁に切り替わる領域である、梁端ＲＣ部の鉄骨梁側先端部で最大応力が発生する。

背景技術にあっても、当該先端部を補強するようにしているが、端面の定着板へのねじ付き鉄筋の定着や、端面の定着プレートへの主筋の定着及びバンドプレートの嵌合は、施工が煩雑であると共に、施工手間の割りに効果的に補強することができず、また、単なるあばら筋を採用し、その配筋密度を粗密にするだけでは、梁端ＲＣ部の鉄骨梁側先端部に対する補強強度を十分に確保することが難しいという課題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、施工性に優れると同時に、梁端ＲＣ部から鉄骨梁に切り替わる領域に対し、十分な補強強度を確保することが可能なハイブリッド梁構造を提供することを目的とする。

本発明にかかるハイブリッド梁構造は、鉄骨梁の梁端部を、鉄筋コンクリート柱から突出形成した梁端ＲＣ部に埋設して構成されるハイブリッド梁であって、上記梁端ＲＣ部に、上記梁端部を取り囲む配列で、上記鉄筋コンクリート柱から梁の長さ方向へ突出させて配筋される複数の梁端主筋と、複数の該梁端主筋の外回りから上記梁端部を包囲する環状に形成され、上記梁端ＲＣ部に、上記鉄筋コンクリート柱側から該梁端主筋の突出側へ向けて間隔を隔てて配筋される複数の梁端せん断補強筋とを備え、上記梁端ＲＣ部の、上記梁端主筋の突出側の先端領域では、上記梁端せん断補強筋が溶接閉鎖型で形成され、かつ、該梁端ＲＣ部の梁幅方向中央に、少なくともいずれかの該梁端主筋の外回りから上記梁端部を包囲する環状の溶接閉鎖型中子筋が配筋され、該溶接閉鎖型中子筋は、該溶接閉鎖型梁端せん断補強筋個々に対して、対をなすように重ね合わされていることを特徴とする。

前記梁端主筋の突出側の前記先端領域では、当該梁端主筋の他の領域の前記梁端せん断補強筋に比して、前記溶接閉鎖型梁端せん断補強筋が狭い間隔で密に配筋されていることを特徴とする。

前記鉄筋コンクリート柱に近接する前記梁端主筋の柱側の基端領域では、当該基端領域と前記先端領域との間の中間領域に比して、前記梁端せん断補強筋が狭い間隔で密に配筋されていることを特徴とする。

前記基端領域では、前記梁端部の梁幅方向両側で個別に、前記梁端せん断補強筋と対で環状をなす中子筋が配筋されていることを特徴とする。

前記中間領域では、前記梁端部の梁幅方向両側で個別に、前記梁端せん断補強筋と対で環状をなす中子筋が配筋されていることを特徴とする。

前記鉄骨梁の前記梁端部には、前記梁端主筋の突出側の先端領域及び前記鉄筋コンクリート柱に近接する該梁端主筋の柱側の基端領域で、当該梁端部を補強する補強部材が設けられることを特徴とする。

本発明にかかるハイブリッド梁構造にあっては、施工性に優れると同時に、梁端ＲＣ部から鉄骨梁に切り替わる領域に対し、十分な補強強度を確保することができる。

本発明に係るハイブリッド梁構造が適用される建物架構と、当該ハイブリッド梁構造を構成する鉄骨梁の構成の一例を説明する説明図である。 本発明に係るハイブリッド梁構造の好適な一実施形態を示す梁端ＲＣ部の側断面図である。 図２に示した梁端ＲＣ部の正面断面を説明する説明図である。 図２に示した梁端ＲＣ部の基端領域及び中間領域に配筋される鉄筋を説明する説明図であって、図４（Ａ）は中子筋、図４（Ｂ）はＵ字筋、図４（Ｃ）はキャップ筋を示す図である。 図２に示した梁端ＲＣ部の先端領域に配筋される鉄筋を説明する説明図であって、図５（Ａ）は溶接閉鎖型中子筋、図５（Ｂ）は溶接閉鎖型梁端せん断補強筋を示す図である。 図２中、Ａ部拡大図である。 図２に示した梁端ＲＣ部に設けられる定着ピースを説明する説明図である。 図２に示したハイブリッド梁構造を施工する第１工程を説明する説明図である。 図２に示したハイブリッド梁構造を施工する第２工程を説明する説明図である。 図２に示したハイブリッド梁構造を施工する第３工程を説明する説明図である。 図２に示したハイブリッド梁構造を施工する第４工程を説明する説明図である。 図２に示したハイブリッド梁構造を施工する第５工程を説明する説明図である。 図２に示したハイブリッド梁構造を施工する第６工程を説明する説明図である。

以下に、本発明に係るハイブリッド梁構造の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係るハイブリッド梁構造を備える建物架構と、当該ハイブリッド梁構造を構成する鉄骨梁の構成を説明する説明図である。図１（Ａ）は、建物架構の一部破断概略正面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中、鉄骨梁を示すＡ１－Ａ１矢視またはＡ２－Ａ２矢視の断面図、図１（Ｃ）は、鉄骨梁へのリブプレートの取付の一例を示す図、図１（Ｄ）は、鉄骨梁へのリブプレートの取付の他例を示す図である。

建物架構１は、左右一対の鉄筋コンクリート柱２の間にＩ型鋼製の鉄骨梁３がその長さ方向に架設されて構成される。鉄骨梁３は、Ｉ型鋼製のものに限られない。

各鉄筋コンクリート柱２には、柱梁仕口部２ａから梁の架設方向に沿って、当該鉄筋コンクリート柱２と一体的に梁端ＲＣ部４が突出形成される。

鉄筋コンクリート柱２間に架設される鉄骨梁３の左右の各梁端部３ａは、鉄筋コンクリート柱２の梁端ＲＣ部４にそれぞれ埋設される。

従って、建物架構１の梁は、梁端ＲＣ部４ではＳＲＣ造とされ、梁端ＲＣ部４間の中間部はＳ造とされる。梁端ＲＣ部４の上面が床レベルＦとされる。

本実施形態では、鉄骨梁３には、梁端部３ａを補強してその変形を抑制するために、リブプレート２０が溶接接合して設けられる。

リブプレート２０は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、後述する梁端主筋５の突出側である先端領域Ｘと、梁端主筋５の柱側である基端領域Ｙとに配置して、鉄骨梁３の梁端部３ａに設けられる。

図１（Ｃ）及び図１（Ｄ）には、リブプレート２０の梁端部３ａへの取付の仕方として、鉄骨梁３がウエブ３ｂ及び一対のフランジ３ｃを有するＩ型鋼製である場合を例にとって、２通りの方法が示されている。

図１（Ｃ）の場合は、先端領域Ｘ及び基端領域Ｙ双方に適用できる仕方であって、縦寸法ｊ１が一対のフランジ３ｃ同士間の寸法とされ、横寸法ｋ１がウエブ３ｂから一方側へ迫り出すフランジ３ｃの寸法とされた長方形状のリブプレート２０，２０を２枚用意し、これらリブプレート２０，２０を、ウエブ３ｂの両側それぞれで、当該リブプレート２０，２０の三辺をウエブ３ｂ及び一対のフランジ３ｃに対し溶接接合して、梁端部３ａに嵌め込んで取り付けるものである。

図１（Ｄ）の場合は、基端領域Ｙに適用できる仕方であって、縦寸法ｊ２がウエブ３ｂ方向の梁端部３ａの縦寸法、横寸法ｋ２がフランジ３ｃ方向の梁端部３ａの横寸法とされた長方形状の１枚のリブプレート２０を用意し、このリブプレート２０を、鉄骨梁３の長さ方向における端面に重ね合わせ、溶接接合して取り付けるものである。

図２は、鉄骨梁３の一方の梁端部３ａが埋設された梁端ＲＣ部４の側断面図であり、図３は、梁端ＲＣ部４の正面断面を示すもので、図３（Ａ）は、図２中、Ｂ－Ｂ線矢視断面図、図３（Ｂ）は、図２中、Ｃ－Ｃ線矢視断面図である。

梁端ＲＣ部４は、一般的なＲＣ梁と同様に、コンクリートＣ中に、梁主筋とせん断補強筋とが複数本埋設されて構成される。

具体的には、梁端ＲＣ部４のコンクリートＣ中には、梁端ＲＣ部４に埋設される鉄骨梁３の梁端部３ａの周りを外方から取り囲む配列で、適宜な間隔を隔てて、梁上端主筋と梁下端主筋とを含む複数の梁主筋（以下、梁端主筋５という）が配筋される。

これら複数の梁端主筋５は、柱梁仕口部２ａから梁の架設方向に沿って、鉄筋コンクリート柱２から鉄骨梁３の長さ方向へ突出させて梁端ＲＣ部４に配筋される。

梁端ＲＣ部４のコンクリートＣ中に埋設される複数のせん断補強筋（以下、梁端せん断補強筋６Ｒ，６Ｓという）は、複数の梁端主筋５の外回りから鉄骨梁３の梁端部３ａを包囲する環状に形成される。本実施形態では、梁端せん断補強筋６Ｒ，６Ｓは、２種類用いられる。

これら複数の梁端せん断補強筋６Ｒ，６Ｓは、柱梁仕口部２ａから梁の架設方向に沿って、鉄筋コンクリート柱２側から梁端主筋５の突出側へ向けて互いに間隔を隔てて梁端ＲＣ部４に配筋される。

鉄骨梁３を建て込む際、鉄骨梁３は梁端ＲＣ部４へ上方から吊り降ろされるため、鉄骨梁３の吊り込みを妨げないように、梁端せん断補強筋６Ｒ，６Ｓのうち、鉄筋コンクリート柱２に近い側に配筋される一方の梁端せん断補強筋６Ｒは、図４中の（Ｂ）及び（Ｃ）にも示すように、吊り降ろされる鉄骨梁３の受け入れができるように、上方が開いた形態のＵ字筋７と、鉄骨梁３の吊り降ろしを終えた後に梁端部３ａの上方に配設されるキャップ筋８とから構成され、鉄骨梁３の設置後にキャップ筋８をＵ字筋７に番線で結束することで、環状形態に形成されるようになっている。

また、Ｕ字筋７及びキャップ筋８は、それらの端部に形成された折り返し部７ａ，８ａを上端の梁端主筋５に掛けることで、環状形態の梁端せん断補強筋６Ｒとして、当該梁端主筋５に対し組み付けられる。複数の梁端主筋５個々と、梁端せん断補強筋６Ｒそれぞれも、番線で互いに固定される。

梁端せん断補強筋６Ｒ，６Ｓのうち、鉄筋コンクリート柱２から遠い側に配筋される他方の梁端せん断補強筋６Ｓは、溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋であって、図５（Ｂ）に示すように、一本の鉄筋を四角形状に折り曲げ、向かい合う両端部を突き合わせたりもしくは重ね合わせたりして溶接接合ｗすることで、途切れのない無端環状に形成される。

溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓは、鉄骨梁３を梁端ＲＣ部４へ設置する作業段階では、鉄骨梁３に掛けて預けられるようになっている。

梁端ＲＣ部４にはさらに、複数の梁端せん断補強筋６Ｒ，６Ｓ個々に対し、対で、図４及び図５の（Ａ）にも示した中子筋９，１０が配筋される。

梁端ＲＣ部４には、梁端せん断補強筋６Ｒ，６Ｓ及び中子筋９，１０の配筋に関し、図２に示すように、鉄筋コンクリート柱２から鉄骨梁３の長さ方向（梁の架設方向）に沿う梁端主筋５の突出側へ向けて、梁端主筋５の突出側の先端領域Ｘと、鉄筋コンクリート柱２に近接する梁端主筋５の柱側の基端領域Ｙと、基端領域Ｙと先端領域Ｘとの間の中間領域Ｚの３つの領域が設定される。中間領域Ｚには、梁端せん断補強筋６Ｒが配筋される。

梁端ＲＣ部４の先端領域Ｘでは、溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓが用いられ、基端領域Ｙ及び中間領域Ｚに配筋される梁端せん断補強筋６Ｒに比して、溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓが狭い間隔（狭いピッチ）で密に配筋される。

基端領域Ｙでは、梁端せん断補強筋６Ｒが用いられ、中間領域Ｚでの梁端せん断補強筋６Ｒの配筋に比して、梁端せん断補強筋６Ｒが狭い間隔（狭いピッチ）で密に配筋される。基端領域Ｙでは、梁端せん断補強筋６Ｒは、先端領域Ｘと同程度の間隔で配筋してもよい。

最大曲げ応力が発生する梁端ＲＣ部４から鉄骨梁３に切り替わる先端領域Ｘの鉄筋量を増やすように配筋密度が高く設定され、これにより、梁端ＲＣ部４を効果的に補強するようにしている。

また、梁構造の接合固定端であると共に、鉄骨梁３の梁端部３ａの先端が埋設されることから、大きなせん断応力が生じる鉄筋コンクリート柱２側の基端領域Ｙに対しても、鉄筋量を増やすように配筋密度が高く設定され、梁端ＲＣ部４を十分に補強するようにしている。

溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓに対で配筋される中子筋９について説明すると、先端領域Ｘにおいて、梁端ＲＣ部４の梁幅方向中央に、少なくともいずれかの梁端主筋５の外回りから梁端部３ａを包囲する環状の溶接閉鎖型中子筋９が複数配筋される。

溶接閉鎖型中子筋９は図５（Ａ）に示すように、一本の鉄筋を四角形状に折り曲げ、向かい合う両端部を突き合わせたりもしくは重ね合わせたりして溶接接合ｗすることで、途切れのない無端環状に形成される。

溶接閉鎖型中子筋９は、図３（Ｂ）に示すように、梁端部３ａを取り囲みつつ、梁幅方向中央の上下に位置している梁端主筋５に、それらの外回りから掛け回すようにして設けられる。

複数の溶接閉鎖型中子筋９は、梁端主筋５の突出側先端５ａから鉄筋コンクリート柱２側へ送り込むように挿入されて、梁端主筋５に対する配筋が行われる。

溶接閉鎖型中子筋９は複数設けられ、それぞれ、先端領域Ｘに配筋される溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓ個々に対して、重ね合わせて配筋される。

すなわち、これら溶接閉鎖型の中子筋９と梁端せん断補強筋６Ｓの鉄筋同士が、梁端主筋５の長さ方向で、互いに当接する状態で配筋される。

対をなす溶接閉鎖型の中子筋９と梁端せん断補強筋６Ｓとは、番線で結束され、結束されたこれら鉄筋６，９がさらに、各梁端主筋５それぞれに対し番線で結束されて相互に固定される。

先端領域Ｘでは、溶接接合で形成された複数の溶接閉鎖型中子筋９は、鉄骨梁３に発生する曲げによって梁端部３ａのフランジ３ｃに、梁端ＲＣ部４のコンクリートＣを外部へ押し出そうとする力が働くとき、当該力で同じ方向へ動こうとする梁端主筋５を外側から抑え込み、梁端主筋５に生じる応力を負担するようになっている。

また、先端領域Ｘにおいて、鉄骨梁３のリブプレート２０は、対をなすいずれかの溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９と近接させて配置される。

これにより、リブプレート２０による梁端部３ａの変形阻止と、溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９によるコンクリートＣの拘束とにより、鉄骨梁３に切り替わる側で梁端ＲＣ部４の強度を増強することができる。

先端領域Ｘにはさらに、図２及び図６に示すように、各梁端主筋５の突出側先端５ａに被せて個別に定着ピース１１が設けられる。

図６は、図２中、Ａ部拡大図である。図７は、定着ピース１１を説明する説明図であって、図７（Ａ）は側面図、図７（Ｂ）は正面図である。

定着ピース１１は、梁端主筋５のねじ部にねじ嵌合されるナット部１１ａと、ナット部１１ａ外方へ広がる外形寸法を有してナット部１１ａの一端に一体的に設けられ、梁端ＲＣ部４のコンクリートＣに定着されて応力を負担する板部１１ｂとから構成される。

先端領域Ｘに配筋される溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９の複数対の少なくともいずれか、図示例では、梁端ＲＣ部４から露出する鉄骨梁３に最も近い位置の一本の溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓと一本の溶接閉鎖型中子筋９の対が、梁端主筋５に対し、それらの定着ピース１１のナット部１１ａの外回りに掛けて配筋される。

定着ピース１１が設けられた梁端主筋５の突出側先端５ａは、梁端主筋５自体の径に比し、大径となる。

従って、定着ピース１１に掛けられる溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９だけは、先端領域Ｘの他の溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９よりも一回り大きな外形寸法で形成される。

これにより、梁端主筋５の突出側先端５ａでは、定着ピース１１のコンクリートＣに対する定着と、溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９による定着ピース１１の抱え込みより、鉄骨梁３から大きな曲げ応力を受ける先端領域Ｘが強固に補強されるようになっている。

また、定着ピース１１に対する溶接閉鎖型の中子筋９及び梁端せん断補強筋６Ｓの配筋は、溶接閉鎖型中子筋９が溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓよりも、梁端主筋５の長さ方向で梁端ＲＣ部４の内方位置に配筋される。

すなわち、梁端ＲＣ部４の先端領域Ｘが鉄骨梁３に切り替わる境界において、柱側に溶接閉鎖型中子筋９を、柱側とは反対側に溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓを配筋することにより、定着ピース１１に掛けられるこれら中子筋９と梁端せん断補強筋６Ｓとを逆に配筋する場合に比し、溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓによって、当該境界の梁端ＲＣ部４が全周にわたって適切に補強される。

中間領域Ｚ及び基端領域Ｙには、図２及び図３（Ａ）に示すように、鉄骨梁３の梁端部３ａの梁幅方向両側で個別に、梁端せん断補強筋６Ｒと対で環状をなす中子筋１０が複数配筋される。中子筋１０は、鉄骨梁３の梁端部３ａの梁幅方向両側に、当該梁端部３ａを両側から挟むように配設される。

中子筋１０は、図４（Ａ）に示すように、上端及び下端の梁端主筋５に掛けられる折り返し部１０ａを有して縦向きに配筋される鉄筋であって、梁端せん断補強筋６Ｒを構成するＵ字筋７（図４（Ｂ）参照）の梁せい方向に延びる縦向き部７ｂと向かい合わせて配筋される。

そして、中子筋１０は、図３（Ａ）に示すように、梁端部３ａの梁幅方向一方側（図中、右側）で、梁端せん断補強筋６Ｒ（Ｕ字筋７とキャップ筋８）と組み合わされて環状形態を呈して、梁端部３ａの当該一方側に位置している梁端主筋５のみを包囲し、また、梁幅方向他方側（図中、左側）でも、梁端せん断補強筋６Ｒ（Ｕ字筋７とキャップ筋８）と組み合わされて環状形態を呈して、梁端部３ａの当該他方側に位置している梁端主筋５のみを包囲する。

中子筋１０は、鉄骨梁３の梁端部３ａの梁幅方向両側に、当該梁端部３ａを両側から挟むように配設される。中子筋１０は、対をなす梁端せん断補強筋６Ｒのキャップ筋８及びＵ字筋７、そしてまた梁端主筋５に対し、番線で結束されて固定される。

中子筋１０が梁端せん断補強筋６Ｒに対し、対で設けられることにより、梁端部３ａの両側でコンクリートＣを包囲する環状の補強構造を確保すると共に、鉄筋量を増やすようになっている。

また、基端領域Ｙにおいて、鉄骨梁３のリブプレート２０は、対をなすいずれかの梁端せん断補強筋６Ｒ及び中子筋１０と近接させて配置される。

これにより、鉄筋コンクリート柱２側で、リブプレート２０による梁端部３ａの変形阻止と、梁端せん断補強筋６Ｒ及び中子筋１０によるコンクリートＣの拘束とにより、梁端ＲＣ部４の強度を増強することができる。

次に、ハイブリッド梁の施工方法を、図８～図１３を用いて詳細に説明する。図８は、第１工程を説明する説明図であって、図８（Ａ）は側面図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）中、Ｄ－Ｄ線矢視図である。

第１工程では、梁端ＲＣ部４の構築位置に、鉄筋コンクリート柱２から梁の長さ方向へ突出させて、複数の梁端主筋５が配筋される。

梁端主筋５は、突出側先端５ａに対し、長さ方向の他端５ｂが鉄筋コンクリート柱２の柱梁仕口部２ａ内に位置される。

梁端主筋５は、全数のうち、梁端部３ａ上に配筋される上端の梁端主筋５を除いて、吊り降ろされる鉄骨梁３の梁端部３ａの吊り降ろしスペースＳを避ける配列で配筋される。

図９は、第２工程を説明する説明図であって、図９（Ａ）は側面図、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）中、Ｅ－Ｅ線矢視図である。

第２工程では、複数のＵ字筋７の配筋と、複数の中子筋１０の配筋が行われる。複数の梁端主筋５を下方から包囲するＵ字筋７は、基端領域Ｙ及び中間領域Ｚに対し、鉄筋コンクリート柱２側から梁端主筋５の突出側へ向けて間隔を隔てて配筋される。

また、中間領域Ｚ及び基端領域ＹのＵ字筋７個々に対し、吊り降ろしスペースＳの梁幅方向両側で個別に、中子筋１０を配筋する。

図１０は、第３工程を説明する説明図であって、図１０（Ａ）は側面図、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）中、Ｇ－Ｇ線矢視図である。

第３工程では、鉄骨梁３を吊り降ろして、鉄骨梁３の梁端部３ａを吊り降ろしスペースＳに設置する。

鉄骨梁３の吊り降ろしに際し、当該鉄骨梁３には予め、梁端ＲＣ部４を避ける配置に、溶接閉鎖型の複数の梁端せん断補強筋６Ｓ及び複数の中子筋９を掛けておき、これによりこれら鉄筋６Ｓ，９を当該鉄骨梁３に預けておくようにする。

図１１は、第４工程を説明する説明図であって、図１１（Ａ）は側面図、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）中、Ｉ－Ｉ線矢視図である。

第４工程では、鉄骨梁３の梁端部３ａを、第１工程で既に配筋した梁端主筋５と共に取り囲むように、梁端部３ａ上方に、梁端主筋５を追加して配筋する。

梁端主筋５は、梁端ＲＣ部４の構築位置に、鉄筋コンクリート柱２から鉄骨梁３の長さ方向へ突出させて配筋される。

これら梁端主筋５も、突出側先端５ａに対し、長さ方向の他端５ｂが鉄筋コンクリート柱２の柱梁仕口部３ａ内に位置される。

梁端主筋５の配筋後、鉄骨梁３に預けておいた溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９を、鉄骨梁３に沿ってずらして、先端領域Ｘへ移動する。

そして、この先端領域Ｘで、複数の梁端主筋５を包囲して配列される溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓ個々に対し、梁幅方向中央の梁端主筋５の外回りに掛けられて梁端部３ａを包囲する溶接閉鎖型中子筋９が、対をなすように重ね合わせて配筋される。

このとき、梁端主筋５の突出側先端５ａに定着ピース１１を設置するため、この作業の障害となる範囲の溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９は、やや基端側に位置をずらしておき、定着ピース１１を、梁端主筋５の突出側先端５ａに被せて設置した後で、当該鉄筋６Ｓ，９を定着ピース１１の外回りに掛けて配筋することが望ましい。

図１２は、第５工程を説明する説明図であって、図１２（Ａ）は側面図、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）中、Ｊ－Ｊ線矢視図、図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）中、Ｋ－Ｋ線矢視図である。

第５工程では、基端領域Ｙ及び中間領域ＺのＵ字筋７に上方からキャップ筋８を配筋して、複数の梁端主筋５の外回りから鉄骨梁３の梁端部３ａを包囲する環状の梁端せん断補強筋６Ｒを形成する。

第５工程の後、先端領域Ｘにおいて、第４工程で鉄骨梁３の梁端部３ａを取り囲んだ複数の梁端主筋５に対し、図１２に示すように、溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９の少なくとも一対を、定着ピース１１のナット部１１ａの外回りに掛けて配筋する。

定着ピース１１に掛けられる溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９は上述したように、他のものよりも外形寸法が一回り大きく形成されている。

図１３は、第６工程を説明する説明図であって、図１３（Ａ）は側断面図、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）中、Ｌ－Ｌ線矢視断面図、図１３（Ｃ）は、図１３（Ａ）中、Ｍ－Ｍ線矢視断面図である。

第６工程では、鉄骨梁３の梁端部３ａ、梁端主筋５、梁端せん断補強筋６Ｒ，６Ｓ、中子筋９，１０を、鉄筋コンクリート柱２の柱梁仕口部２ａから取り囲むようにして型枠１２が設置され、この型枠１２の内部に、鉄筋コンクリート柱２側から一連にコンクリートＣが打設されて、これにより、鉄筋コンクリート柱２と一体的に梁端ＲＣ部４が構築される。

以上説明した本実施形態に係るハイブリッド梁構造にあっては、梁端ＲＣ部４の、梁端主筋５の突出側の先端領域Ｘに、複数の梁端主筋５の外回りから梁端部３ａを包囲する環状に形成され、鉄筋コンクリート柱２側から梁端主筋５の突出側へ向けて間隔を隔てて溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓを配筋し、かつ、梁幅方向中央に、いずれかの梁端主筋５の外回りから梁端部３ａを包囲する環状の溶接閉鎖型中子筋９を配筋し、当該溶接閉鎖型中子筋９を、溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓ個々に対して、対をなすように重ね合わせるようにしたので、鉄骨梁３に発生する曲げによって当該鉄骨梁３のフランジ３ｃが、梁端ＲＣ部４のコンクリートＣを外部へ押し出そうとする力が働くとき、当該力で同じ方向へ動こうとする梁端主筋５を溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９によって抑え込むことができて、これら溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９で梁端主筋５に生じる応力を効果的に負担して十分な補強強度を確保することができる。

梁端主筋５の突出側の先端領域Ｘでは、当該梁端主筋５の他の領域Ｙ，Ｚの梁端せん断補強筋６Ｒの配筋に比して、溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓを狭い間隔で密に配筋するようにしていて、最大曲げ応力が発生する梁端ＲＣ部４から鉄骨梁３に切り替わる先端領域Ｘに生じる応力に対して有効な鉄筋量を増やすように配筋密度が高く設定されるので、これにより、梁端ＲＣ部４を効果的に補強することができる。

基端領域Ｙでは、梁端せん断補強筋６Ｒを、中間領域Ｚに比して、狭い間隔で密に配筋するようにしていて、梁構造の接合固定端であると共に、鉄骨梁３の梁端部３ａの先端が埋設されることから、大きなせん断応力が生じる鉄筋コンクリート柱２側の基端領域Ｙに対しても、この領域に生じる応力に対して有効な鉄筋量を増やすように配筋密度が高く設定されるので、梁端ＲＣ部４を十分に補強することができる。

基端領域Ｙでは、梁端部３ａの梁幅方向両側で個別に、梁端せん断補強筋６Ｒと対で環状をなす中子筋１０が配筋されるので、梁端部３ａの両側でコンクリートＣを包囲する環状の補強構造を確保できると共に、鉄筋量を増やして、優れた補強効果を得ることができる。

中間領域Ｚでは、梁端部３ａの梁幅方向両側で個別に、梁端せん断補強筋６Ｒと対で環状をなす中子筋１０が配筋されるので、梁端部３ａの両側でコンクリートＣを包囲する環状の補強構造を確保できると共に、この領域に生じる応力に対して有効な鉄筋量を増やして、優れた補強効果を得ることができる。

また、本実施形態では、梁端主筋５の突出側先端５ａに被せて定着ピース１１を設け、溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９の複数対の少なくともいずれかを、複数の梁端主筋５に対し、定着ピース１１のナット部１１ａの外回りに掛けて配筋するようにしたので、梁端主筋５の突出側先端５ａでは、定着ピース１１のコンクリートＣに対する定着と、溶接閉鎖型の梁端せん断補強筋６Ｓ及び中子筋９による定着ピース１１の抱え込みにより、鉄骨梁３の大きな曲げ応力を受ける先端領域Ｘを強固に補強することができる。

また、本実施形態にあっては、定着ピース１１には、互いに対をなす溶接閉鎖型の中子筋９及び梁端せん断補強筋６Ｓのうち、溶接閉鎖型中子筋９が溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓよりも、鉄骨梁３の長さ方向で梁端ＲＣ部４の内方位置に配筋されるので、溶接閉鎖型梁端せん断補強筋６Ｓにより、鉄骨梁３に切り替わる側の梁端ＲＣ部４の部分を、全周にわたって効率よく補強することができる。

本実施形態では、梁端ＲＣ部４に埋設される鉄骨梁３の梁端部３ａに、先端領域Ｘ及び基端領域Ｙで当該梁端部３ａを補強するリブプレート２０を設けたので、梁端ＲＣ部４のコンクリートＣ中に埋設される梁端部３ａの変形を抑制できて、コンクリートＣにひび割れが発生することを効果的に防止することができる。

さらに、本実施形態に係るハイブリッド梁の施工方法では、上記の優れた作用効果を奏するハイブリッド梁を、梁端ＲＣ部４への鉄骨梁３の吊り降ろし作業に対応させて、優れた施工性で円滑に構築することができる。

２ 鉄筋コンクリート柱
３ 鉄骨梁
３ａ 鉄骨梁の梁端部
４ 梁端ＲＣ部
５ 梁端主筋
６Ｒ 梁端せん断補強筋
６Ｓ 溶接閉鎖型梁端せん断補強筋
９ 溶接閉鎖型中子筋
１０ 中子筋
２０ リブプレート
Ｘ 先端領域
Ｙ 基端領域
Ｚ 中間領域

Claims (6)

1. 鉄骨梁の梁端部を、鉄筋コンクリート柱から突出形成した梁端ＲＣ部に埋設して構成されるハイブリッド梁であって、
   上記梁端ＲＣ部に、上記梁端部を取り囲む配列で、上記鉄筋コンクリート柱から梁の長さ方向へ突出させて配筋される複数の梁端主筋と、
   複数の該梁端主筋の外回りから上記梁端部を包囲する環状に形成され、上記梁端ＲＣ部に、上記鉄筋コンクリート柱側から該梁端主筋の突出側へ向けて間隔を隔てて配筋される複数の梁端せん断補強筋とを備え、
   上記梁端ＲＣ部の、上記梁端主筋の突出側の先端領域では、上記梁端せん断補強筋が溶接閉鎖型で形成され、かつ、該梁端ＲＣ部の梁幅方向中央に、少なくともいずれかの該梁端主筋の外回りから上記梁端部を包囲する環状の溶接閉鎖型中子筋が配筋され、該溶接閉鎖型中子筋は、該溶接閉鎖型梁端せん断補強筋個々に対して、対をなすように重ね合わされていることを特徴とするハイブリッド梁構造。
2. 前記梁端主筋の突出側の前記先端領域では、当該梁端主筋の他の領域の前記梁端せん断補強筋に比して、前記溶接閉鎖型梁端せん断補強筋が狭い間隔で密に配筋されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド梁構造。
3. 前記鉄筋コンクリート柱に近接する前記梁端主筋の柱側の基端領域では、当該基端領域と前記先端領域との間の中間領域に比して、前記梁端せん断補強筋が狭い間隔で密に配筋されていることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド梁構造。
4. 前記基端領域では、前記梁端部の梁幅方向両側で個別に、前記梁端せん断補強筋と対で環状をなす中子筋が配筋されていることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド梁構造。
5. 前記中間領域では、前記梁端部の梁幅方向両側で個別に、前記梁端せん断補強筋と対で環状をなす中子筋が配筋されていることを特徴とする請求項３または４に記載のハイブリッド梁構造。
6. 前記鉄骨梁の前記梁端部には、前記梁端主筋の突出側の先端領域及び前記鉄筋コンクリート柱に近接する該梁端主筋の柱側の基端領域で、当該梁端部を補強する補強部材が設けられることを特徴とする請求項１～５いずれかの項に記載のハイブリッド梁構造。

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