JP3853627B2 - 鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄筋コンクリート建造物の柱および梁は、複数の主筋と、この主筋を囲み主筋の長手方向に間隔をおいて配筋される環状のフープ筋と、これら主筋およびフープ筋を埋め込むコンクリートによって構成されている。柱と梁の接合部は仕口と称されており、この仕口では、柱の主筋と梁の主筋が交差しており、コンクリートを介して連結されている。
【０００３】
ところで、図７に示すように、建造物Ａの最上階の仕口１０１，１０２は、柱頭が位置する仕口（以下、柱頭仕口と称す）となっている。また、図８に示すように段をなす建造物Ｂでは、最上階の仕口１０３，１０４のみならず、段における仕口１０５〜１０７も柱頭仕口となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記柱頭仕口１０１〜１０７では、上階からの圧縮荷重がないので、柱および梁の主筋同士のコンクリートを介しての連結強度が、他の仕口に比べて小さかった。上記柱頭仕口の強度が鉄筋コンクリート建造物全体の耐震性に及ぼす影響は小さいが、この強度が小さいと強い地震の際に柱頭仕口においてコンクリートのひび割れ等を招く可能性もある。そのため、柱頭仕口１０１〜１０７での耐震強度を高めるための工夫が模索されているのが現状である。
【０００５】
本発明の第１の態様は、柱主筋の頭部と、柱主筋と直交する梁主筋とが、仕口に配筋される鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造において、さらに、梁主筋の長手方向に間隔をおいて配筋される複数の補強筋を備え、各補強筋は、ほぼコ字形の鉄筋からなり、上記梁主筋とほぼ直交してこの梁主筋の上に配される直線状の水平補強部と、この水平補強部の両端から下方に延びる一対の脚部を有し、上記補強筋の脚部と上記柱主筋の頭部が、垂直方向の重ね代をもって重なり、上記梁主筋が上下水平面にそれぞれ配筋された上側の梁主筋と下側の梁主筋を含み、上記柱主筋の上端は上側の梁主筋と下側の梁主筋の間に位置し、上記柱主筋の上端近傍には、径方向に突出する定着部が設けられ、上記補強筋の脚部の下端近傍には、径方向に突出するとともに上記柱主筋の定着部より下方に位置する定着部が設けられていることを特徴とする。
本発明の第２の態様は、第１態様の鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造において、上記柱主筋および補強筋がネジ鉄筋からなり、上記柱主筋および補強筋の定着部が、ネジ鉄筋に螺合する定着金物からなることを特徴とする。
本発明の第３の態様は、柱主筋の頭部と、柱主筋と直交する梁主筋とが、仕口に配筋される鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造において、さらに、梁主筋の長手方向に間隔をおいて配筋される複数の補強筋を備え、各補強筋は、ほぼコ字形の鉄筋からなり、上記梁主筋とほぼ直交してこの梁主筋の上に配される直線状の水平補強部と、この水平補強部の両端から下方に延びる一対の脚部を有し、上記補強筋の脚部と上記柱主筋の頭部が、垂直方向の重ね代をもって重なり、柱主筋の頭部を囲む四角形のフープ筋が上記仕口に配筋され、その角および辺に柱主筋が配筋され、上記梁主筋は上下水平面に複数配筋されるとともに、上記フープ筋の２つの辺と水平をなしてその内側に配筋され、上方から見た時、上記補強筋の水平補強部の両端が梁主筋からフープ筋に向かって突出し、この水平補強部の両端近傍の下側に、梁主筋と平行をなす支持筋が配筋されていることを特徴とする。
本発明の第４の態様は、柱主筋の頭部と、互いに直交して水平に延びる梁主筋とが、仕口に配筋される鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造において、上記異なる方向に延びる梁主筋の各々が、上下水平面に配筋される上側の複数の梁主筋と下側の複数の梁主筋を含み、さらに、上記異なる方向に延びる梁主筋の各々に対し、その長手方向に間隔をおいて配筋される複数の補強筋を備え、各補強筋は、ほぼコ字形の鉄筋からなり、上側梁主筋とほぼ直交してこの上側梁主筋の上に配される直線状の水平補強部と、この水平補強部の両端から下方に延びる一対の脚部を有し、上記補強筋の脚部と上記柱主筋の頭部が、垂直方向の重ね代をもって重なり、各補強筋の水平補強部は、対応する上側梁主筋の全てに掛け渡され、しかも異なる延び方向の梁主筋に対応した補強筋の水平補強部同士が、上から見た時に互いに交差していることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照しながら説明する。これら図１〜図３において、前述した図７、図８の柱頭仕口１０１〜１０７を、符号１００で代表して示す。本実施形態の柱頭仕口１００では、柱１０の頭部と、３方向からの梁２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの端部とが連結されている。
【００１１】
柱１０は、複数の主筋１１と複数のフープ筋１５とコンクリート１６とで構成されている。フープ筋１５は四角形をなし、主筋１１を囲むようにして主筋１１の長手方向に沿って間隔をおいて配筋され、番線等により主筋１１に連結されている。主筋１１は、フープ筋１５の４つの角に１本ずつ配筋され、４つの辺に２本ずつ配筋されており、その結果、合計１２本の主筋１１がフープ筋１５に沿って等しい間隔で配筋されている。主筋１１の頭部は柱頭仕口１００まで延びている。この柱頭仕口１００においても複数のフープ筋１５が配筋されている。
【００１２】
本実施形態では主筋１１はネジ鉄筋からなり、その上端には定着金物１７が螺合されている。定着金物１７は、主筋１１の径方向に突出した定着部としての役割を担い、主筋１１の一部を構成している。
【００１３】
梁２０Ａ，２０Ｂは一直線をなし、共通の４本（複数）の上側主筋２１と共通の４本（複数）の下側主筋２２と、複数のフープ筋２５と、コンクリート２６とで構成されている。上側主筋２１は上側の水平面Ｐ１上に配筋され、下側主筋２２は下側の水平面Ｐ２配筋され、柱主筋１１間を通り、柱頭仕口１００を貫通している。フープ筋２５は、四角形をなし、主筋２１，２２を囲むようにして主筋２１，２２の長手方向に間隔をおいて配筋され、その上辺と下辺が主筋２１，２２に番線等により連結されている。
【００１４】
梁２０Ｃは、梁２０Ａ，２０Ｂと直交しており、梁２０Ａ，２０Ｂと同じく、主筋２３，２４と、フープ筋２７と、コンクリート２８とで構成されている。この梁２０Ｃの主筋２３，２４も上記水平面Ｐ１，Ｐ２より若干下に位置する水平面Ｐ１’，Ｐ２’上にそれぞれ配筋されている。なお、梁２０Ａ〜２０Ｃのフープ筋２５，２７は柱頭仕口１００内（より正確にはフープ筋１５内）に配筋されていない。
【００１５】
図１に示すように上方から見た時、上記梁２０Ａ，２０Ｂの主筋２１，２２は、柱１０のフープ筋１５の２辺１５ａと平行をなし、この２辺１５ａの内側に配筋されている。また、上記梁２０Ｃの主筋２３，２４も、フープ筋１５の他の２辺１５ｂと平行をなし、この２辺１５ｂの内側に配筋されている。
【００１６】
柱１０の主筋１１の上端は、柱頭仕口１００の上下水平面Ｐ１，Ｐ２間および上下水平面Ｐ１’，Ｐ２’間に位置しており、上側の水平面Ｐ１，Ｐ１’の近傍に位置している。柱頭仕口１００において、柱１０の主筋１１の頭部とフープ筋１５と梁２０Ａ〜２０Ｃの主筋２１〜２４がコンクリート３０に埋め込まれている。
【００１７】
次に本発明の特徴部について詳述する。柱頭仕口１００において、鉄筋をほぼコ字形に折り曲げて形成された補強筋３１と、直線状の鉄筋からなる支持筋３２とが配筋されている。補強筋３１は、直線状の水平補強部３１ａと、水平補強部３１ａの両端から下方に垂直に延びる直線状の一対の脚部３１ｂとを有している。補強筋３１は複数例えば３本配筋され、その水平補強部３１ａは、梁２０Ａ，２０Ｂの主筋２１と直交してこの主筋２１に載っており、番線で主筋２１に連結されている。なお、中央の１本の補強筋３１の水平補強部３１ａは梁２０Ｃの中央の２本の主筋２３間に配され、両側の２本の補強筋３１の水平補強部３１ａは、梁２０Ｃの外側の主筋２３とフープ筋１５の辺１５ｂとの間に配筋されている。
【００１８】
上記補強筋３１の脚部３１ｂは、柱頭仕口１００において下方に延び、その長さは、上記水平面Ｐ１，Ｐ２間の間隙（水平面Ｐ１’，Ｐ２’間の間隙）の大部分を占めている。その結果、図２，図３に示すように、脚部３１ｂの下端は柱１０の主筋１１の上端より下方に位置することになり、主筋１１の頭部と補強筋３１の脚部３１ｂは、柱頭仕口１００において垂直方向の重ね代Ｌをもって重なり合っている。換言すれば、主筋１１の上端に対して脚部３１ｂの下端が、寸法Ｌ分だけ下方に位置している。
【００１９】
上記補強筋３１の水平補強部３１ａの両端は、４本の主筋２１のうち両側の主筋２１よりもフープ筋１５の辺１５ａに向かって突出している。この水平補強部３１ａの両端近傍の下側には、主筋２１およびフープ筋１５の辺１５ａと平行をなす支持筋３２が、番線等により取り付けられている。支持筋３２は、上記フープ筋１５の辺１５ａと主筋２１の間に配筋されている。
【００２０】
上記全ての補強筋３１の水平補強部３１ａは、上から見た時にフープ筋１５の内側に位置している。したがって補強筋３１の脚部３１ｂは、フープ筋１５の内側に入り込んでおり、横から見た時にこのフープ筋１５と交差するようになっている。
【００２１】
上記構成をなす柱頭仕口１００の構築工程を簡単に説明する。柱１０は柱頭仕口１００の部位を除いて予め構築されている。柱主筋１１の頭部が、コンクリート１６の上端から突出している。なお、柱頭仕口１００に配すべきフープ筋１５は、まだ主筋１１の頭部に取り付けない。
この状態で、梁２０Ｃの主筋２４と、梁２０Ａ，２０Ｂの主筋２２を仕口１００に配筋し、それからフープ筋１５を主筋１１に取り付けるとともに、定着金物１７を螺合する。次に、梁２０Ｃの主筋２３と梁２０Ａ，２０Ｂの主筋２１を配筋する。
次に、コ字形の補強筋３１を、柱頭仕口１００の上から差し込むとともに、支持筋３２を補強筋３１に連結する。
最後に、梁２０Ａ〜２０Ｃと柱頭仕口１００においてコンクリート２６，２８，３０の打設を行う。
【００２２】
上記構成において、柱頭仕口１００は補強筋３１により強度が向上する。その理由を説明する。補強筋３１の水平補強部３１ａが梁２０Ａ，２０Ｂの上側の主筋２１に載り、その脚部３１ｂが垂直方向の重ね代Ｌで柱主筋１１と重なっている。そのため、梁主筋２１と柱主筋１１との間に、補強筋３１およびコンクリート３０を介しての力の伝達経路が新たに加わり、両者の連結強度を高めることができる。その結果、強い地震時等において、コンクリート３０のひび割れ、特に柱主筋１１の上端と梁主筋２１，２３との間のコンクリート３０のひび割れ等を防止することができる。
【００２３】
本実施形態では、柱主筋１１の上端に定着金物１７が設けられ、この定着金物１７によりコンクリート３０と柱鉄筋１１との付着強度が高まるが、その反面、強い地震の際に定着金物１７と梁主筋２１との間のコンクリート３０のひび割れが生じ易くなる。しかし、上記のように補強筋３１を設けたことにより、このひび割れを防止することができる。
【００２４】
また、補強筋３１の水平補強部３１ａの両端が梁主筋２１から突出していて、脚部３１ｂがフープ筋１５の一対の辺１５ａに近づき、ひいては柱主筋１１に近づいており、これによって、さらに梁主筋２１と柱主筋１１との連結強度を高めることができる。なお、水平補強部３１ａと脚部３１ｂの交差部近傍の下側に支持筋３２が配筋されているので、この交差部を変形させる力に対向することができ、これにより梁主筋２１と柱主筋１１との間の高い連結強度を確保することができる。
【００２５】
さらに、補強筋３１の水平補強部３１ａと梁主筋２１が直交しており、補強筋３１の脚部３１ｂがフープ筋１５の内側に入り込んでいて横から見た時にフープ筋１５と交差していることにより、柱頭仕口１００での交差鉄筋数を増加させることができ、その結果、柱頭仕口１００全体の強度を高めることができる。
【００２６】
上記第１実施形態において、補強筋３１の脚部３１ｂと柱主筋１１との重ね代Ｌが、水平面Ｐ１，Ｐ２間の間隙の２／３以上であるが、これより短くてもよい。
【００２７】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。この実施形態において、第１実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。この実施形態では、補強筋３１がネジ鉄筋からなり、その脚部３１ｂの下端近傍にナット３５（定着部，定着金物）が螺合されている。ナット３５は定着金物１７より下方に位置しており、ナット３５と定着金物１７との間にコンクリート３０を介しての力の伝達経路を確保することができ、梁主筋２１と柱主筋１１との連結強度を高めることができる。本実施形態では、ナット３５による連結強度の向上を勘案して脚部３１ｂを第１実施形態より短くしているが、第１実施形態と同程度の長さにしてもよい。
【００２８】
本実施形態の柱頭仕口１００には、梁２０Ａ，２０Ｂに対応する補強筋３１に加えて、梁２０Ｃに対応する他の補強筋３１’が配筋されている。この補強筋３１’も、補強筋３１とほぼ同一形状，寸法を有し、梁２０Ｃの主筋２３と直交してこの主筋２３の上に配筋された水平補強部３１ａ’と、この水平補強部３１ａ’の両端から下方に延びる一対の脚部３１ｂ’を有している。
【００２９】
上記補強筋３１’の水平補強部３１ａ’は、補強筋３１の水平補強部３１ａと番線等によって連結されているが、梁主筋２３に載せて梁主筋２３に番線等で連結してもよい。この補強筋３１’の脚部３１ｂ’の下端近傍にもナット３５’が螺合されている。
【００３０】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の形態を採用可能である。例えば、柱主筋の上端をＵ字形に折り曲げて定着部としてもよい。補強筋の水平補強部は梁主筋に単に載せるだけで、連結しなくてもよい。定着部は冷間，熱間加工で形成したこぶであってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の態様によれば、梁主筋の上に配された水平補強部と、垂直方向の重ね代で柱主筋と重なる脚部とを有する補強筋を用いることにより、柱主筋と梁主筋の連結強度を高めることができ、ひいては強い地震等の際に柱頭仕口のコンクリートにひび割れが生じるのを防止することができる。また、柱主筋の上端近傍に定着部を設けて、柱主筋とコンクリートとの付着強度を高めることができる。それにも拘わらず、主筋上端と上側梁主筋との間のコンクリートのひび割れを確実に防止することができる。さらに、柱主筋の定着部と補強筋の脚部の定着部との相互作用により、柱主筋と梁主筋の連結強度をより一層高めることができる。
【００３２】
本発明の第２の態様によれば、柱主筋の定着部と補強筋の脚部の定着部を、定着金物の螺合により簡単に得ることができる。
【００３３】
本発明の第３の態様によれば、梁主筋の上に配された水平補強部と、垂直方向の重ね代で柱主筋と重なる脚部とを有する補強筋を用いることにより、柱主筋と梁主筋の連結強度を高めることができ、ひいては強い地震等の際に柱頭仕口のコンクリートにひび割れが生じるのを防止することができる。また、補強筋の水平補強部の両端が梁主筋から突出していて、その脚部が柱主筋に近づいているので、さらに梁主筋と柱主筋の連結強度を高めることができる。しかも、水平補強部と脚部の交差部近傍に支持筋が配筋されているので、交差部を変形させる力に対向することができ、ひいては梁主筋と柱主筋との高い連結強度を確保することができる。
本発明の第４の態様によれば、交差する他の梁に対応して補強筋を追加するので、より一層柱頭仕口強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態をなす鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造の平断面図である。
【図２】図１中II−II線に沿う縦断面図である。
【図３】図１中III−III線に沿う縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態をなす鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造の平断面図である。
【図５】図４中Ｖ−Ｖ線に沿う縦断面図である。
【図６】図４中ＶＩ−ＶＩ線に沿う縦断面図である。
【図７】本発明が適用される鉄筋コンクリート建造物の一例を示す概略図である。
【図８】本発明が適用される鉄筋コンクリート建造物の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ 柱
１１ 柱の主筋
１５ 柱のフープ筋
１６ 柱のコンクリート
１７ 定着金物（柱主筋の定着部）
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 梁
２１，２３ 梁の上側の主筋
２２，２４ 梁の下側の主筋
３０ 柱頭仕口のコンクリート
３１，３１’ 補強筋
３１ａ，３１ａ’ 水平補強部
３１ｂ，３１ｂ’ 脚部
３２ 支持筋
３５ ナット（定着金物，補強筋の定着部）
１００ 柱頭仕口
Ｌ 重ね代

Claims (4)

1. 柱主筋の頭部と、柱主筋と直交する梁主筋とが、仕口に配筋される鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造において、
   さらに、梁主筋の長手方向に間隔をおいて配筋される複数の補強筋を備え、各補強筋は、ほぼコ字形の鉄筋からなり、上記梁主筋とほぼ直交してこの梁主筋の上に配される直線状の水平補強部と、この水平補強部の両端から下方に延びる一対の脚部を有し、上記補強筋の脚部と上記柱主筋の頭部が、垂直方向の重ね代をもって重なり、
   上記梁主筋が上下水平面にそれぞれ配筋された上側の梁主筋と下側の梁主筋を含み、上記柱主筋の上端は上側の梁主筋と下側の梁主筋の間に位置し、上記柱主筋の上端近傍には、径方向に突出する定着部が設けられ、
   上記補強筋の脚部の下端近傍には、径方向に突出するとともに上記柱主筋の定着部より下方に位置する定着部が設けられていることを特徴とする鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造。
2. 上記柱主筋および補強筋がネジ鉄筋からなり、上記柱主筋および補強筋の定着部が、ネジ鉄筋に螺合する定着金物からなることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造。
3. 柱主筋の頭部と、柱主筋と直交する梁主筋とが、仕口に配筋される鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造において、
   さらに、梁主筋の長手方向に間隔をおいて配筋される複数の補強筋を備え、各補強筋は、ほぼコ字形の鉄筋からなり、上記梁主筋とほぼ直交してこの梁主筋の上に配される直線状の水平補強部と、この水平補強部の両端から下方に延びる一対の脚部を有し、上記補強筋の脚部と上記柱主筋の頭部が、垂直方向の重ね代をもって重なり、
   柱主筋の頭部を囲む四角形のフープ筋が上記仕口に配筋され、その角および辺に柱主筋が配筋され、上記梁主筋は上下水平面に複数配筋されるとともに、上記フープ筋の２つの辺と水平をなしてその内側に配筋され、上方から見た時、上記補強筋の水平補強部の両端が梁主筋からフープ筋に向かって突出し、この水平補強部の両端近傍の下側に、梁主筋と平行をなす支持筋が配筋されていることを特徴とする鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造。
4. 柱主筋の頭部と、互いに直交して水平に延びる梁主筋とが、仕口に配筋される鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造において、
   上記異なる方向に延びる梁主筋の各々が、上下水平面に配筋される上側の複数の梁主筋と下側の複数の梁主筋を含み、
   さらに、上記異なる方向に延びる梁主筋の各々に対し、その長手方向に間隔をおいて配筋される複数の補強筋を備え、各補強筋は、ほぼコ字形の鉄筋からなり、上側梁主筋とほぼ直交してこの上側梁主筋の上に配される直線状の水平補強部と、この水平補強部の両端から下方に延びる一対の脚部を有し、上記補強筋の脚部と上記柱主筋の頭部が、垂直方向の重ね代をもって重なり、
   各補強筋の水平補強部は、対応する上側梁主筋の全てに掛け渡され、しかも異なる延び方向の梁主筋に対応した補強筋の水平補強部同士が、上から見た時に互いに交差していることを特徴とする鉄筋コンクリート建造物の柱頭仕口構造。

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