JP3996465B2 - ヒンジゾーン開口部の補強構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリート（ＲＣ）造建築物における柱梁接合部近傍の梁部分に形成される開口部の補強構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＲＣ造の梁に設備機器等のための鋼管を貫通させるために設ける開口部は、その形成位置によって該開口径が定められており、特に耐震上重要な部位である梁端部（ヒンジゾーン）においては、梁成の１／３程度の径を有する開口部を形成することは困難であった。
【０００３】
従来ヒンジゾーンに開口部を設けるには、図７に示すように、ヒンジゾーンＡに設けた開口部Ｂに所定の大きさの径を有する鋼管Ｃを配置して所定の大きさの開口部を形成しておく必要があり、更に、該開口部Ｂの近傍を補強する必要があり、そのための手段として該開口部近傍にスターラップ筋（剪断補強筋）Ｄを密に配筋して補強をしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにスターラップ筋を配筋して補強する場合は、該スターラップ筋相互の間隔を狭くして密状態で配筋することになるが、配筋相互の間隙が極めて狭くなり、コンクリートの充填性が悪く、且つ施工も煩雑となった。
【０００５】
そこで本発明は、上記ヒンジゾーンにおける開口部を梁成の１／３程度の大きさとなるような開口を得るため、当該開口部近傍において、該開口部の外周縁に沿って鉄筋を配筋し、その鉄筋を柱及び梁中央部側へ延設することによって効率的な補強を可能としたヒンジゾーン開口部の補強構造を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、柱梁接合部近傍のヒンジゾーンとなる梁側に鋼管を配置して開口部を形成し、該開口部を補強する補強構造において、該開口部の外周部の略半周に沿う形状の折曲部とその両端部側は直線部となる補強筋を形成し、該補強筋の該折曲部は該開口部の略半周を取り囲み、直線部は梁の長手方向に延設するようにして該開口部の左右に少なくとも２個配設し、一方の補強筋の直線部は梁の中央部側へ向かうように配設し、他方の補強筋の直線部は柱内に挿入配設されるように構成してなるヒンジゾーン開口部の補強構造を特徴とする。
【０００７】
また、上記補強筋の直線部の両基端部に定着板を取着してなるヒンジゾーン開口部の補強構造を特徴とする。
【０００８】
また、上記開口部の開口径を梁成の１／３以下の大きさとしてなるヒンジゾーン開口部の補強構造を特徴とする。
更に、上記開口部に配設される鋼管の外周部にグリースを塗布したり、表面側が平滑化されたフィルムを貼付してなるヒンジゾーン開口部の補強構造を特徴とする。
【０００９】
【実施例１】
図１は、本発明のヒンジゾーン開口部の補強構造を示すもので、該ヒンジゾーン１は、柱２及び梁３との接合位置となる部位で、該梁３の端部に円形の開口部４を形成する。
該円形開口部４の径は、該梁成の１／３以下としている。該柱２は、鉄筋コンクリート柱とされ、適数本の主筋５及び該主筋５を取り囲むようにしてフープ筋６が配筋されている。他方、該梁３も鉄筋コンクリート梁とされ、該梁３には適数本の主筋７及び該主筋７を取り囲むようにしてスターラップ筋８が配筋されている。
【００１０】
上記円形開口部４には該円形開口部４と略類似形の円形形状の鋼管９が挿入配設される。該鋼管９の外周部には、図２（ａ）に示すように、グリース１０を塗布し、該梁３に打設されるコンクリートと該鋼管９の周囲面との摩擦力を断絶している。
従って、鉄筋コンクリート躯体にかかる地震力等の荷重が該鋼管９に直接伝わることを避けることが可能となった。
【００１１】
他の実施例として、図２（ｂ）に示すように、上記鋼管９の外周部に、表面側が平滑化されたフィルム１１を貼付することにより、上記と同様、コンクリートと鋼管９外周面との摩擦力を無くすことが可能である。
【００１２】
上記円形開口部の近傍には補強筋１２を配筋する。
図３（ａ）、（ｂ）は補強筋１２の平面形状の一例を示している。
図３（ａ）に示すように該補強筋１２は山形形状をしている。鉄筋の直線部１３を延設し、その延設部の所定箇所を鈍角に内側に折曲して折曲部１４を形成し、その折曲部を更に延設しその延設部の所定箇所を内側へ折曲して頂部１５を形成する。該頂部１５を通る該直線部１３と平行な中心線Ａ−Ａに対して対称的になるようにして上記鉄筋を該頂部１５から更に延設して上記折曲部１４とＡ−Ａ線に対して対称となる位置において更に内側に折曲して折曲部１４'を形成し、直線部を延設する。従って、全体として両端に直線部を有する山形形状の補強筋が形成される。
【００１３】
上記折曲部１４、１４'及び頂部１５は、適宜角度或いは湾曲状態を保ってゆるやかに湾曲させ、鋼管９の曲率に合うように折り曲げ形成することも可能である。
図３（ｂ）は、上記図３（ａ）に示した補強筋１２を、１８０°回転したものである。
【００１４】
上記山形形状の補強筋１２は、その両端の直線部１３、１３の両基端部に定着板１６、１６'を固定し、コンクリートとの付着力を増加している。該定着板１６、１６'としては、一例として図４（ａ）、（ｂ）に示すプレートナット１７が使用される。
該プレートナット１７は、断面ハット型の外形をし、その内側に螺着手段１８を形成した構造をし、その螺合部に直線部１３となる鉄筋の端部１９を螺着したものであり、該突出部を有する定着板１６、１６’がコンクリート中に埋設されることによりアンカー機能を有し、柱２及び梁３となる部材中に強固に固定されることになる。
図４（ａ）は基端部の断面図、図４（ｂ）は一部断面側面図を示している。
【００１５】
上記構成よりなる補強筋１２を、少なくとも２個形成し、該補強筋１２の山形部１４、１５、１４'によって形成される内側空間部２０の位置に梁３端部のヒンジゾーンに形成された円形開口部４が位置するように横設配筋する。
図１に示すように、左側に位置する補強筋１２は、図３（ａ）の状態で使用され、該山形部１４、１５、１４'で形成される内側空間部２０内に開口部４が位置するように、該開口部４の右側に該山形部１４、１５、１４'側が位置するように配設し、該山形部１４、１５、１４’の各々の端部側を延設した直線部１３の基端部となる定着板１６側は、その直線部１３の一部及び該定着板１６が柱２内に挿入されるように配設される。
【００１６】
他方、図１に示すように、右側に位置する補強筋１２は、図３（ｂ）の状態で使用され、上記同様、該山形部１４、１５、１４'側が該開口部４の左側に位置するように配設し、該山形部１４、１５、１４’の各々の端部側を延設した直線部１３の基端部となる定着板１６側は、その直線部１３が梁の中央部に向かって延設し、コンクリートにより梁３内に強固に固定されることになる。
【００１７】
図１は、本発明のヒンジゾーン開口部の補強構造を示す側断面図であるが、図５は同開口部のない状態を示す側断面図を示している。
図１及び図５において、各々同一の位置に荷重Ｐを附加した場合の歪み度曲線を示したものが図６（ａ）のグラフである。
図６（ａ）のグラフは、図６（ｂ）に示すように、梁の所定位置に加重Ｐを附加した鋼管の有無の状態を比較したグラフである。
同図６（ａ）から明らかなように、ヒンジゾーンに開口部を形成したもの（Ｎｏ．１）の方が、該開口部を形成しないもの（Ｎｏ．２）より優れた効果を発揮している。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、上記請求項１のような開口部の補強構造により、ヒンジゾーン開口部の大きさを梁成の約１／３程度の径としても、繰り返し荷重に対して優れた耐力を有し、且つ変形能力的にも優れた効果を発揮する。
また、上記補強構造として配筋量の少ない効率的な補強鉄筋を採用したことにより、開口部近傍に多数のスターラップ筋を配筋する必要がなくなり、他の配筋間隔が特に狭められることがなく、コンクリートの充填に全く支障が生じない。且つ施工も容易となり工期も短縮されコストが低減された。
【００１９】
更に、請求項２、３のように、補強筋の形状を特定したことにより該補強筋が有効的に使用され、その強度及び柱・梁との固定度が大幅に増加した。
また、請求項５、６のように開口部と該開口部に配設される鋼管との間に摩擦力が生じないようにしたので、当該ヒンジゾーンに作用する地震力等の荷重が該鋼管に直接伝わり影響を及ぼすことを防止することが可能となった。
【００２０】
更に、請求項４のようにヒンジゾーンに梁成の約１／３以下の開口部を得ることが可能となったので、設備配管の設置自由度が著しく向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒンジゾーン開口部の補強構造を示す側断面図である。
【図２】（ａ）鋼管の形状とその外周部の形状を示す断面図である。
（ｂ）鋼管の形状とその外周部の形状を示す断面図である。
【図３】（ａ）補強筋の平面図である。
（ｂ）補強筋の平面図である。
【図４】（ａ）定着板及び鉄筋端部の側断面図である。
（ｂ）定着板及び鉄筋端部の一部断面側面図である。
【図５】通常のヒンジゾーンを示す側断面図である。
【図６】 （ａ）荷重一歪度線を示すグラフである。
（ｂ）荷重と歪との関係を示す概略図である。
【図７】従来のヒンジゾーン開口部の補強構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
１・・ヒンジゾーン
２・・柱
３・・梁
４・・開口部
５・・主筋
６・・フープ筋
７・・主筋
８・・スターラップ筋
９・・鋼管
１０・・グリース
１１・・フィルム
１２・・補強筋
１３・・直線部
１４・・折曲部
１４’・折曲部
１５・・頂部
１６・・定着板
１６’・定着板
１７・・プレートナット
１８・・螺着手段
１９・・端部
２０・・内側空間部
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリート（ＲＣ）造建築物における柱梁接合部近傍の梁部分に形成される開口部の補強構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＲＣ造の梁に設備機器等のための鋼管を貫通させるために設ける開口部は、その形成位置によって該開口径が定められており、特に耐震上重要な部位である梁端部（ヒンジゾーン）においては、梁成の１／３程度の径を有する開口部を形成することは困難であった。
【０００３】
従来ヒンジゾーンに開口部を設けるには、図７に示すように、ヒンジゾーンＡに設けた開口部Ｂに所定の大きさの径を有する鋼管Ｃを配置して所定の大きさの開口部を形成しておく必要があり、更に、該開口部Ｂの近傍を補強する必要があり、そのための手段として該開口部近傍にスターラップ筋（剪断補強筋）Ｄを密に配筋して補強をしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにスターラップ筋を配筋して補強する場合は、該スターラップ筋相互の間隔を狭くして密状態で配筋することになるが、配筋相互の間隙が極めて狭くなり、コンクリートの充填性が悪く、且つ施工も煩雑となった。
【０００５】
そこで本発明は、上記ヒンジゾーンにおける開口部を梁成の１／３程度の大きさとなるような開口を得るため、当該開口部近傍において、該開口部の外周縁に沿って鉄筋を配筋し、その鉄筋を柱及び梁中央部側へ延設することによって効率的な補強を可能としたヒンジゾーン開口部の補強構造を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、柱梁接合部近傍のヒンジゾーンとなる梁側に鋼管を配置して開口部を形成し、該開口部を補強する補強構造において、該開口部の外周部の略半周に沿う形状の折曲部とその両端部側は直線部となる補強筋を形成し、該補強筋の該折曲部は該開口部の略半周を取り囲み、直線部は梁の長手方向に延設するようにして該開口部の左右に少なくとも２個配設し、一方の補強筋の直線部は梁の中央部側へ向かうように配設し、他方の補強筋の直線部は柱内に挿入配設されるように構成してなるヒンジゾーン開口部の補強構造を特徴とする。
【０００７】
また、上記補強筋の直線部の両基端部に定着板を取着してなるヒンジゾーン開口部の補強構造を特徴とする。
【０００８】
また、上記開口部の開口径を梁成の１／３以下の大きさとしてなるヒンジゾーン開口部の補強構造を特徴とする。
更に、上記開口部に配設される鋼管の外周部にグリースを塗布したり、表面側が平滑化されたフィルムを貼付してなるヒンジゾーン開口部の補強構造を特徴とする。
【０００９】
【実施例１】
図１は、本発明のヒンジゾーン開口部の補強構造を示すもので、該ヒンジゾーン１は、柱２及び梁３との接合位置となる部位で、該梁３の端部に円形の開口部４を形成する。
該円形開口部４の径は、該梁成の１／３以下としている。該柱２は、鉄筋コンクリート柱とされ、適数本の主筋５及び該主筋５を取り囲むようにしてフープ筋６が配筋されている。他方、該梁３も鉄筋コンクリート梁とされ、該梁３には適数本の主筋７及び該主筋７を取り囲むようにしてスターラップ筋８が配筋されている。
【００１０】
上記円形開口部４には該円形開口部４と略類似形の円形形状の鋼管９が挿入配設される。該鋼管９の外周部には、図２（ａ）に示すように、グリース１０を塗布し、該梁３に打設されるコンクリートと該鋼管９の周囲面との摩擦力を断絶している。
従って、鉄筋コンクリート躯体にかかる地震力等の荷重が該鋼管９に直接伝わることを避けることが可能となった。
【００１１】
他の実施例として、図２（ｂ）に示すように、上記鋼管９の外周部に、表面側が平滑化されたフィルム１１を貼付することにより、上記と同様、コンクリートと鋼管９外周面との摩擦力を無くすことが可能である。
【００１２】
上記円形開口部の近傍には補強筋１２を配筋する。
図３（ａ）、（ｂ）は補強筋１２の平面形状の一例を示している。
図３（ａ）に示すように該補強筋１２は山形形状をしている。鉄筋の直線部１３を延設し、その延設部の所定箇所を鈍角に内側に折曲して折曲部１４を形成し、その折曲部を更に延設しその延設部の所定箇所を内側へ折曲して頂部１５を形成する。該頂部１５を通る該直線部１３と平行な中心線Ａ−Ａに対して対称的になるようにして上記鉄筋を該頂部１５から更に延設して上記折曲部１４とＡ−Ａ線に対して対称となる位置において更に内側に折曲して折曲部１４'を形成し、直線部を延設する。従って、全体として両端に直線部を有する山形形状の補強筋が形成される。
【００１３】
上記折曲部１４、１４'及び頂部１５は、適宜角度或いは湾曲状態を保ってゆるやかに湾曲させ、鋼管９の曲率に合うように折り曲げ形成することも可能である。
図３（ｂ）は、上記図３（ａ）に示した補強筋１２を、１８０°回転したものである。
【００１４】
上記山形形状の補強筋１２は、その両端の直線部１３、１３の両基端部に定着板１６、１６'を固定し、コンクリートとの付着力を増加している。該定着板１６、１６'としては、一例として図４（ａ）、（ｂ）に示すプレートナット１７が使用される。
該プレートナット１７は、断面ハット型の外形をし、その内側に螺着手段１８を形成した構造をし、その螺合部に直線部１３となる鉄筋の端部１９を螺着したものであり、該突出部を有する定着板１６、１６’がコンクリート中に埋設されることによりアンカー機能を有し、柱２及び梁３となる部材中に強固に固定されることになる。
図４（ａ）は基端部の断面図、図４（ｂ）は一部断面側面図を示している。
【００１５】
上記構成よりなる補強筋１２を、少なくとも２個形成し、該補強筋１２の山形部１４、１５、１４'によって形成される内側空間部２０の位置に梁３端部のヒンジゾーンに形成された円形開口部４が位置するように横設配筋する。
図１に示すように、左側に位置する補強筋１２は、図３（ａ）の状態で使用され、該山形部１４、１５、１４'で形成される内側空間部２０内に開口部４が位置するように、該開口部４の右側に該山形部１４、１５、１４'側が位置するように配設し、該山形部１４、１５、１４’の各々の端部側を延設した直線部１３の基端部となる定着板１６側は、その直線部１３の一部及び該定着板１６が柱２内に挿入されるように配設される。
【００１６】
他方、図１に示すように、右側に位置する補強筋１２は、図３（ｂ）の状態で使用され、上記同様、該山形部１４、１５、１４'側が該開口部４の左側に位置するように配設し、該山形部１４、１５、１４’の各々の端部側を延設した直線部１３の基端部となる定着板１６側は、その直線部１３が梁の中央部に向かって延設し、コンクリートにより梁３内に強固に固定されることになる。
【００１７】
図１は、本発明のヒンジゾーン開口部の補強構造を示す側断面図であるが、図５は同開口部のない状態を示す側断面図を示している。
図１及び図５において、各々同一の位置に荷重Ｐを附加した場合の歪み度曲線を示したものが図６（ａ）のグラフである。
図６（ａ）のグラフは、図６（ｂ）に示すように、梁の所定位置に加重Ｐを附加した鋼管の有無の状態を比較したグラフである。
同図６（ａ）から明らかなように、ヒンジゾーンに開口部を形成したもの（Ｎｏ．１）の方が、該開口部を形成しないもの（Ｎｏ．２）より優れた効果を発揮している。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、上記請求項１のような開口部の補強構造により、ヒンジゾーン開口部の大きさを梁成の約１／３程度の径としても、繰り返し荷重に対して優れた耐力を有し、且つ変形能力的にも優れた効果を発揮する。
また、上記補強構造として配筋量の少ない効率的な補強鉄筋を採用したことにより、開口部近傍に多数のスターラップ筋を配筋する必要がなくなり、他の配筋間隔が特に狭められることがなく、コンクリートの充填に全く支障が生じない。且つ施工も容易となり工期も短縮されコストが低減された。
【００１９】
更に、請求項２、３のように、補強筋の形状を特定したことにより該補強筋が有効的に使用され、その強度及び柱・梁との固定度が大幅に増加した。
また、請求項５、６のように開口部と該開口部に配設される鋼管との間に摩擦力が生じないようにしたので、当該ヒンジゾーンに作用する地震力等の荷重が該鋼管に直接伝わり影響を及ぼすことを防止することが可能となった。
【００２０】
更に、請求項４のようにヒンジゾーンに梁成の約１／３以下の開口部を得ることが可能となったので、設備配管の設置自由度が著しく向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒンジゾーン開口部の補強構造を示す側断面図である。
【図２】（ａ）鋼管の形状とその外周部の形状を示す断面図である。
（ｂ）鋼管の形状とその外周部の形状を示す断面図である。
【図３】（ａ）補強筋の平面図である。
（ｂ）補強筋の平面図である。
【図４】（ａ）定着板及び鉄筋端部の側断面図である。
（ｂ）定着板及び鉄筋端部の一部断面側面図である。
【図５】通常のヒンジゾーンを示す側断面図である。
【図６】 （ａ）荷重一歪度線を示すグラフである。
（ｂ）荷重と歪との関係を示す概略図である。
【図７】従来のヒンジゾーン開口部の補強構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
１・・ヒンジゾーン
２・・柱
３・・梁
４・・開口部
５・・主筋
６・・フープ筋
７・・主筋
８・・スターラップ筋
９・・鋼管
１０・・グリース
１１・・フィルム
１２・・補強筋
１３・・直線部
１４・・折曲部
１４’・折曲部
１５・・頂部
１６・・定着板
１６’・定着板
１７・・プレートナット
１８・・螺着手段
１９・・端部
２０・・内側空間部
Claims (5)
- 柱梁接合部近傍のヒンジゾーンとなる梁側に鋼管を配置して開口部を形成し、該開口部を補強する補強構造において、該開口部の外周部の略半周に沿う形状の折曲部とその両端部側は直線部となる補強筋を形成し、該補強筋の該折曲部は該開口部の略半周を取り囲み、直線部は梁の長手方向に延設するようにして該開口部の左右に少なくとも２個配設し、一方の補強筋の直線部は梁の中央部側へ向かうように配設し、他方の補強筋の直線部は柱内に挿入配設されるように構成してなることを特徴とするヒンジゾーン開口部の補強構造。
- 補強筋の直線部の両基端部に、定着板を取着してなることを特徴とする請求項１に記載のヒンジゾーン開口部の補強構造。
- 開口部の開口径を、梁成の１／３以下の大きさとしてなることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒンジゾーン開口部の補強構造。
- 開口部に配設される鋼管の外周部に、グリースを塗布してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のヒンジゾーン開口部の補強構造。
- 開口部に配設される鋼管の外周部に、表面側が平滑化されたフィルムを貼付してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のヒンジゾーン開口部の補強構造。
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| JP5341335B2 (ja) * | 2007-10-04 | 2013-11-13 | 株式会社竹中工務店 | 波形鋼板耐震壁 |
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| JP6535704B2 (ja) * | 2017-07-13 | 2019-06-26 | 株式会社竹中工務店 | 柱梁架構 |
| CN111535477B (zh) * | 2020-05-22 | 2021-10-15 | 四川江龙建筑工程有限公司 | 一种装配式建筑用pc构件及其施工方法 |
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2002
- 2002-08-05 JP JP2002227715A patent/JP3996465B2/ja not_active Expired - Fee Related
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