JP5043768B2 - Column beam structure with semi-rigid joint at beam end - Google Patents
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Description
本発明は、建築物の柱梁構造体に関するものであり、より詳細には、梁断面の一部のみにおいて柱と一体化された柱梁、以下「半剛接合柱梁」と称する、を有することによって地震時等において柱に加わるモーメントを軽減した柱梁構造体に関するものである。 The present invention relates to a column beam structure of a building, and more specifically, has a column beam integrated with a column only in a part of the beam cross section, hereinafter referred to as a “semi-rigid joint column beam”. This relates to a column beam structure that reduces the moment applied to the column during an earthquake.
梁の全断面において柱と接合する、いわゆる剛接合柱梁に対して、梁の両端部をピン支持する接合方式として、プレキャストおよびプレストレストコンクリートに関するPCIデザインハンドブック第6版、2004年(非特許文献1)には、図1に示す構造が掲載されている。同構造は、梁端部の下端近傍を切り欠いて端部を階段状に形成すると共に、柱18に支持突起(コーベル)10を設け、柱の支持突起10によって梁の階段状の端部の下面12を支持するものである。支持突起10と、該支持突起10によって支持される梁の端部の下面12との間にはベアリングパッド14を介在させてもよい。当該構造の場合には、梁16は、その両端部においてピン支持されているものの、水平荷重の伝達に関する接合部の強度は接触面間の摩擦力またはベアリングパッド14のせん断強度によって規定されているために、地震時のように大きな水平力が作用する際の水平力の伝達には課題があった。
PCI joint design handbook for precast and prestressed concrete, 6th edition, 2004 as a joint system for pin-supporting both ends of a beam to a so-called rigid joint column beam that joins the column in the entire cross section of the beam (non-patent document 1) ) Shows the structure shown in FIG. In this structure, the vicinity of the lower end of the beam end portion is cut out to form an end portion in a staircase shape, and a support protrusion (corbel) 10 is provided on the
特公平5−14061号公報(特許文献1)は、図2に示す柱梁接合を開示するものである。同公報に開示された構造によれば、梁端部の下端近傍を切り欠いて端部を階段状に形成すると共に、柱に支持突起(支承用ブラケット)10を設け、柱の支持突起10によって梁16の階段状の端部20の下面22を支持するものである。支持突起10と、該支持突起10によって支持される梁の端部20の下面22との間にはベースモルタル24を介在させ、さらに鉄筋28が支持突起10と梁の階段状の端部の下面22を貫通して柱梁を結合している。当該構造の場合には、水平荷重の伝達に関する接合部の強度はベースモルタル24または鉄筋28の強度によって規定されているために、地震時のように大きな水平力が作用する際の水平力の伝達に課題がある点は、前出の非特許文献1に記載された構造と同様である。
本発明は、従来技術が有する上記の課題を解決することを目的としたものであって、柱梁接合部をピン接合して柱に作用する曲げモーメントを低減すると同時に、梁から柱に地震力等の水平力を確実に伝達することのできる柱梁構造体を提供することを課題とする。 The present invention aims to solve the above-mentioned problems of the prior art, and reduces the bending moment acting on the column by pin-joining the column beam joint, and at the same time, seismic force from the beam to the column. It is an object of the present invention to provide a column beam structure capable of reliably transmitting a horizontal force such as the above.
上記の目的を達成するために、本発明は、梁せいの一部においてのみ柱と一体化された梁を有する、建築物の柱梁構造体を提案する。具体的には、例えば、側面にブラケットを有する通し柱と、端部断面に段差がある梁とが、その間に隙間を設けて接合された柱梁構造体であって、
前記梁は前記ブラケットの上に変形部材を介して架設されるとともに、断面の一部のみが前記柱側面に接触し、この接触した面を交差する定着材によって一体化されたことを特徴とする柱梁構造体である。
In order to achieve the above object, the present invention proposes a column beam structure of a building having a beam integrated with a column only at a part of the beam. Specifically, for example, a through-column having a bracket on the side surface and a beam having a step in the end cross section, a column beam structure joined with a gap therebetween,
The beam is constructed on the bracket via a deformable member, and only a part of the cross section is in contact with the side surface of the column, and is integrated by a fixing material that intersects the contacted surface. It is a column beam structure.
梁断面の一部においてのみ柱と一体化された梁とは、梁せいの一定の範囲のみが柱と一体的に結合されている状態を指しており、端部を階段状に形成した梁、端部にスリットを形成した梁、端部近傍の断面積を柱との接合部に向かって漸減させた梁等によって実現することができる。一体化されているとは、ここでは、柱梁のコンクリートが一体として形成されており、柱梁接合面を鉄筋が貫通する状態を言う。したがって、前記非特許文献1および特許文献1に記載された構造は、少なくとも梁断面の一部においてのみ柱と一体化された梁には該当しない。前記通し柱と梁との間の隙間は、前記ブラケットの側面と前記梁の断面下部の間にあるのが好ましい。前記接触した面を交差する定着材とは、例えば、柱側面と接触する梁断面を貫通して柱や反対側の梁に定着された梁の主鉄筋または緊張材である。
A beam integrated with a column only in a part of the beam cross section refers to a state in which only a certain range of the beam is integrally coupled with the column, and a beam whose end is formed in a step shape, It can be realized by a beam in which a slit is formed at the end, a beam in which the cross-sectional area in the vicinity of the end is gradually reduced toward the joint with the column, and the like. Here, the term “integrated” refers to a state in which the concrete of the column beam is integrally formed, and the reinforcing bar penetrates the column beam joint surface. Therefore, the structures described in
本発明に係る柱梁構造体は、さらに、前記柱梁が一体化された部分以外に、柱梁間で鉛直荷重を伝達する支承部材または変形部材を有していても良い。当該支承部材(変形部材)は、梁端部の柱に対する回転を拘束しない(回転に対する剛性が小さい)のが好ましい。たとえば、弾性部材、弾塑性部材などである。このような構造によれば、梁に作用する鉛直荷重を全て梁端部のせん断力で負担する必要がなくなるので、梁の断面設計に余裕が生まれる。前記変形部材は、水平方向に変形可能であるのが好ましい。また、変形部材は、弾性体、粘性体、粘弾性体、摩擦材、滑り材のいずれかで構成されるのが好ましい。 The column beam structure according to the present invention may further include a support member or a deformable member that transmits a vertical load between the column beams, in addition to the portion where the column beams are integrated. It is preferable that the support member (deformation member) does not restrain the rotation of the beam end with respect to the column (the rigidity against rotation is small). For example, it is an elastic member, an elastic-plastic member, or the like. According to such a structure, it is not necessary to bear all the vertical loads acting on the beam by the shearing force at the end of the beam, so that there is a margin in the cross-sectional design of the beam. The deformable member is preferably deformable in the horizontal direction. Moreover, it is preferable that a deformation | transformation member is comprised by either an elastic body, a viscous body, a viscoelastic body, a friction material, and a sliding material.
前記柱梁間で鉛直荷重を伝達する支承部材は、梁側に突出するよう柱に設けられた受け側ブラケットと、梁端部に設けられた掛かり側ブラケットであってもよい。受け側ブラケットは、柱の側面から梁の方向に突出した部位を指し、その形状大きさによらない。掛かり側ブラケットは、階段状に形成された梁端部の先端部近傍を指す。また、本発明に基づく柱梁の接合は、上記のようにブラケットを介したものに限定されず、梁端部の一部が柱に貫入した構造、梁端部は階段状に形成せずに単にスリットを設けただけであって、柱の受け側ブラケットで梁端部を下から支持する構造等を採ることもできる。 The supporting member that transmits the vertical load between the column beams may be a receiving side bracket provided on the column so as to protrude toward the beam side and a hanging side bracket provided on the beam end. The receiving bracket refers to a portion protruding in the direction of the beam from the side surface of the column, and does not depend on the shape size. The hanging bracket refers to the vicinity of the tip of the beam end formed in a staircase shape. In addition, the connection of the column beam according to the present invention is not limited to the one via the bracket as described above, but a structure in which a part of the beam end portion penetrates the column, and the beam end portion is not formed in a step shape. A structure in which the beam end is supported from below by a bracket on the receiving side of the column can also be employed simply by providing a slit.
前記受け側ブラケットと掛かり側ブラケットの間に、鉛直荷重を支持すると共に水平方向の変形を許容する支承部材を介在させてもよい。支承部材が水平方向の変形を許容する場合、梁の鉛直荷重を柱に有効に伝達すると同時に、梁端部の柱に対する回転の拘束力を弱めることができる。当該支承部材としては、すべり支承、粘弾性体、積層ゴム、摩擦材の何れかを使用するのが好ましい。 Between the receiving bracket and the hanging bracket, a support member that supports a vertical load and allows deformation in the horizontal direction may be interposed. When the support member allows deformation in the horizontal direction, the vertical load of the beam can be effectively transmitted to the column, and at the same time, the rotational restraint force on the column at the end of the beam can be weakened. As the bearing member, it is preferable to use any one of a sliding bearing, a viscoelastic body, a laminated rubber, and a friction material.
本発明によった場合、柱に作用する曲げモーメントを低減することができ、柱の断面積を小さくすることができる。例えば、本発明の方法によって柱の面外方向の断面を低減して扁平な形状の柱を採用することで、居室内への出っ張りの無い(あるいは小さな)使いやすい空間を実現することができる。 According to the present invention, the bending moment acting on the column can be reduced, and the cross-sectional area of the column can be reduced. For example, by adopting a flat column by reducing the cross section in the out-of-plane direction of the column by the method of the present invention, it is possible to realize an easy-to-use space without (or small) protruding into the living room.
さらに、梁端部に生じる曲げ抵抗や上記の支承部材を、建物が振動する際の減衰要素として利用することにより、建物の振動性状を改善することも可能である。 Furthermore, it is also possible to improve the vibration characteristics of the building by using the bending resistance generated at the beam end or the above-mentioned support member as a damping element when the building vibrates.
以下に、実施例に基づいて本発明の具体的な態様を説明するが、実施例は発明の理解を助けるために記載するに過ぎないものであるから、本発明は以下に記載する実施例に限定されるものではないことはいうまでも無い。 Specific embodiments of the present invention will be described below on the basis of examples. However, the examples are only described to help the understanding of the invention, and therefore the present invention is not limited to the examples described below. Needless to say, it is not limited.
図3は、本発明に基づく柱梁半剛接合を示す概念図である。
図3に示すように、柱1から突出した受け側ブラケット2に、それと対を成す形状の掛かり側ブラケット4を持つ梁3を載置する。受け側ブラケット2と掛かり側ブラケット4は、鉛直方向の荷重を伝達すると同時に、水平方向には相対的に変位可能である。梁3の上端近傍には、鉄筋等の定着材7が柱梁を貫通して柱1側に定着されている。また、柱1と梁3は、梁3の上端近傍に位置する柱との一体化部8においてのみ一体化されており、他の部分はスリット6によって完全に分離されている。ただし、鉛直荷重の伝達のために、受け側ブラケット2上には支承部材(変形部材)5が載置されて梁3の掛かり側ブラケット4を支持している。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a column beam semi-rigid joint according to the present invention.
As shown in FIG. 3, a
梁端部にモーメントが作用した場合、スリット6のクリアランスの範囲内で支承部材5が水平方向に変形することにより、定着材7の定着位置近傍を回転中心として梁端部に回転変形が発生する。梁端部に生じる曲げモーメントは、主として定着材7と支承部材5との鉛直方向距離Lと、支承部材5の負担水平力の積となるが、支承部材5に生じる水平力を低く抑えることで梁端部の曲げモーメントを少なくし、結果的に梁と接続する柱1の断面積を低減することが可能になる。
When a moment acts on the beam end, the
一方、梁から柱への水平力の伝達は、梁3と柱1との一体化部8と定着材7に作用する軸力および支承部材5に作用するせん断力によるが、定着材7のみならず一体化部8の断面積を調整することにより、地震力等の水平力の伝達に必要な断面積を確保することができる。支承部材5としては、弾性体のみならず、粘性体、粘弾性体、塑性化部材、摩擦部材、積層ゴム等を用いることができる。
On the other hand, the transmission of the horizontal force from the beam to the column depends on the axial force acting on the integrated portion 8 of the
上記実施例では、梁3に作用する鉛直荷重の支持のために受け側ブラケット2と掛かり側ブラケット4を設けることを前提としたが、荷重条件によっては、ブラケットを設けずに、柱と梁を梁端部の一体化部8のみで一体化し、梁断面の一体化部8以外の部分をスリットによって柱と切り離すことも可能である。この場合、梁断面は、一体化部8へ近づくに従って漸減するものであっても良い。あるいは、一体化部8以外をスリットで切り離すと共に、掛かり側ブラケット4を設けず、梁3の下端を受け側ブラケット2によって支持する構成も可能である。また、受け側ブラケット2は、梁3の、一体化部8の下端を直接支持するものでも良い。
In the above embodiment, it is assumed that the
1、18 柱
2、10 受け側ブラケット
3、16 梁
4 掛かり側ブラケット
5 支承部材
6 スリット
7 定着材
8 一体化部
L 定着材と支承部材との鉛直方向距離
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記梁は前記ブラケットの上に変形部材を介して架設されるとともに、前記端部の断面の一部のみが前記柱側面に接触し、この接触した面を交差する定着材によって一体化されたことを特徴とする柱梁構造体。 A through-column having a bracket on the side surface and a beam having a step in the end cross section, a column beam structure joined with a gap therebetween,
The beam is installed on the bracket via a deformable member, and only a part of the cross section of the end portion is in contact with the column side surface, and is integrated by a fixing material that intersects the contacted surface. Column beam structure characterized by.
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