JP4851853B2 - 鉄筋コンクリート体 - Google Patents
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Description
特に、地震時に塑性ヒンジとなることが想定される塑性ヒンジ部において、一方の中間帯鉄筋と他方の中間帯鉄筋とが組み合わされて、閉合型中間帯鉄筋が形成される。よって、塑性ヒンジ部においては、一つの断面位置で、一方の中間帯鉄筋によって一方側の主鉄筋が拘束されてその主鉄筋の座屈が防止されるとともに、他方の中間帯鉄筋によって他方側の主鉄筋が拘束されて、それぞれの主鉄筋の座屈が防止される。さらに、双方の中間帯鉄筋の鉄筋両端部によってせん断補強がなされ、塑性ヒンジ部でのコンクリートのひび割れが防止される。
図1に示すように、梁構造体1(鉄筋コンクリート体)は、隣り合う柱2,2間に架設され、両端が柱2,2にそれぞれ支持された両端固定の梁である。この梁構造体1は、コンクリート3の中に籠状の梁鉄筋4が埋設されてなる鉄筋コンクリート造(RC造)の構造体である。
図1,図2,図3に示すように、梁鉄筋4は、上下の主鉄筋5…,6…と、上下の主鉄筋5…,6…の全てを囲うように配筋された帯鉄筋7…(あばら筋)と、帯鉄筋7…の内側に配されて両隅の主鉄筋5a,6aの内側の主鉄筋5…,6…を囲うように配筋された中間帯鉄筋8…(中子筋)と、上下の主鉄筋5…,6…の間に配筋された腹筋9…とからなる。
図2,図4に示すように、梁中央部1aでは、両端部8b,8bが下向きになるように配された中間帯鉄筋8Aが上主鉄筋5…の上から差し込まれるように配筋(コの字配筋)されている。つまり、梁中央部1aに配筋された中間帯鉄筋8Aは、梁上部(コンクリート3の一方側寄り)に配された上主鉄筋5…(一方側の主鉄筋)を囲うように配筋されている。そして、この中間帯鉄筋8Aの両端部8b,8bは、梁下部(コンクリート3の他方側寄り)に配された下主鉄筋6…(他方側の主鉄筋)のところまで延在されている。
図3,図5に示すように、梁端部1bでは、両端部8b,8bが下向きになるように配された中間帯鉄筋8Bと、両端部8b,8bが上向きになるように配された中間帯鉄筋8Cとが、主鉄筋5…,6…を上下から挟み込むように配筋(ロの字配筋)されている。つまり、梁上部(コンクリート3の一方側寄り)に配された上主鉄筋5…(一方側の主鉄筋)を囲うように配筋された上側の中間帯鉄筋8B(一方の中間帯鉄筋)と、梁下部(コンクリートの他方側寄り)に配された下主鉄筋6…(他方側の主鉄筋)を囲うように配筋された下側の中間帯鉄筋8C(他方の中間帯鉄筋)とが、同一断面上にそれぞれ配されている。そして、これら上下の中間帯鉄筋8B,8Cは、各々の両端部8b,8b同士がそれぞれ重ね継手されて閉合されている。なお、このときの重ね合わせ長さL2は、20φ(φは中間帯鉄筋8の鉄筋径)以上確保する。
次に、下主鉄筋6…の上方に複数の上主鉄筋5…を配筋する。上主鉄筋5…は、所定のあき寸法が確保されるように、所定の間隔をあけて平行に並べる。
以上の工程により、梁鉄筋4が組み立てられる。なお、図示せぬ梁型枠の建て込みや、コンクリート3の打設などは、公知の方法によって適宜行うことができる。例えば、箱状の梁型枠を建て込んだ後、別の場所で予め組み立てた梁鉄筋4を梁型枠内に入れるようにしてもよく、或いは、図示せぬ梁型枠の一部(例えば底板のみ)を建て込んだ後に梁鉄筋4を組み立てて、梁鉄筋4の組み立て完了後に、残りの梁型枠(例えば側板)を建て込んでもよい。
以下に、本発明における拡径部付きの中間帯鉄筋を閉合型に配筋した片持ち梁の性能確認実験の一例を示す。
図6に示すように、拡径部付きの中間帯鉄筋、例えばTヘッドバー(登録商標)を閉合型に配筋した試験体の交番載荷時の曲げ挙動は、鉄道構造物等設計標準に基づく閉合型の標準配筋(半円形フック)による試験体と同等以上になっており、また、計算値と比較しても同等以上になっている。したがって、本発明に係る拡径部付きの中間帯鉄筋が、上記した標準配筋と同等の水平拘束効果を有することが確認できる。
図7に示すように、本発明における拡径部付きの中間帯鉄筋によりせん断補強された梁試験体のせん断耐力は、正側および正側せん断破壊後の負側載荷において、せん断耐力計算値を上回っている。したがって、本発明に係る拡径部付きの中間帯鉄筋が、十分なせん断補強性能を有することが確認できる。
図8に示すように、本発明における拡径部付きの中間帯鉄筋によりせん断補強された梁試験体に対する疲労載荷実験の結果、中間帯鉄筋は曲げ加工部で破断し、載荷回数は鉄筋母材の曲げ加工を考慮した50%強度を十分に上回った。したがって、標準配筋(半円形フック)と同等のせん断補強筋疲労性能を有することが確認できる。
例えば、上記した実施の形態では、鉄筋コンクリート体として、両端が支持された梁構造体1を例にして説明しているが、本発明は、鉄筋コンクリート体としてその他のものであってもよい。
具体的には、図10(a)に示すように、非塑性ヒンジ部100aの或る一断面にでは、一方側寄り(図10における上側寄り)の位置に一方の方向(図10における横方向)に間隔をあけて並べられた主鉄筋105A…を囲うように一方の中間帯鉄筋108Aが配筋され、その中間帯鉄筋108Aの両端部108b、108bが他方側寄り(図10における下側寄り)の位置に一方の方向(図10における横方向)に間隔をあけて並べられた主鉄筋106A…のところまで延在されている。さらに、上記した一方の中間帯鉄筋108Aに直交する他方の中間帯鉄筋108Bが、一方側寄り(図10における左側寄り)の位置に他方の方向(図10における縦方向)に間隔をあけて並べられた主鉄筋105B…を囲うように配筋され、その中間帯鉄筋108Bの両端部108b、108bが他方側寄り(図10における右側寄り)の位置に他方の方向(図10における縦方向)に間隔をあけて並べられた主鉄筋106B…のところまで延在されている。
なお、図10,図11にある符号108a、符号108a’は、例えばTヘッドバー(登録商標)等からなる拡径部を示している。
具体的には、図13(a)に示すように、非塑性ヒンジ部200aの或る一断面には、一方側寄りの主鉄筋205…を囲うように一方の中間帯鉄筋208Aが配筋され、その中間帯鉄筋208Aの両端部208b、208bが他方側寄りの主鉄筋206…のところまで延在されている。また、上記した一方の中間帯鉄筋208Aの配筋断面と同一断面には、一方の中間帯鉄筋208Aの側方に他方の中間帯鉄筋208Bが配筋されている。この他方の中間帯鉄筋208Bは、一方の中間帯鉄筋208Aと同様に、一方側寄りの主鉄筋105…を囲うように配筋され、その中間帯鉄筋208Bの両端部208b、208bが他方側寄りの主鉄筋206…のところまで延在されている。
なお、図13,図14にある符号208a、符号208a’は、例えばTヘッドバー(登録商標)等からなる拡径部を示している。
1a 梁中央部(非塑性ヒンジ部)
1b 梁端部(塑性ヒンジ部)
3 コンクリート
5 上主鉄筋(主鉄筋)
6 下主鉄筋(主鉄筋)
7 帯鉄筋
8,108,208 中間帯鉄筋
100 柱構造体(鉄筋コンクリート体)
100a 非塑性ヒンジ部
100b 塑性ヒンジ部
200 橋脚構造体(鉄筋コンクリート体)
200a 非塑性ヒンジ部
200b 塑性ヒンジ部
300 面状構造体(鉄筋コンクリート体)
300a 非塑性ヒンジ部
300b 塑性ヒンジ部
Claims (2)
- コンクリート内に、主鉄筋を囲む帯鉄筋の内側に配されて主鉄筋に直交する方向に配筋された中間帯鉄筋が埋設されている鉄筋コンクリート体において、
前記中間帯鉄筋はコの字形に屈曲された鉄筋材からなり、その両端にはコンクリート内に定着する拡径部が形成され、
地震時に塑性ヒンジが形成される塑性ヒンジ部では、前記コンクリートの一方側寄りに配された一方側の主鉄筋を囲うように配筋された一方の中間帯鉄筋と、前記コンクリートの他方側寄りに配された他方側の主鉄筋を囲うように配筋された他方の中間帯鉄筋とが、ほぼ同一断面上にそれぞれ配され、双方の中間帯鉄筋は、各々の鉄筋両端部同士がそれぞれ重ね継手されて閉合されていることを特徴とする鉄筋コンクリート体。 - 請求項1記載の鉄筋コンクリート体において、
地震時に塑性ヒンジとならない非塑性ヒンジ部では、前記中間帯鉄筋は、前記コンクリートの一方側寄りに配された一方側の主鉄筋を囲うように配筋され、その鉄筋両端部が、前記コンクリートの他方側寄りに配された他方側の主鉄筋のところまで延在されていることを特徴とする鉄筋コンクリート体。
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