JP5095967B2

JP5095967B2 - 柱梁仕口部の接合構造

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Publication number: JP5095967B2
Application number: JP2006205098A
Authority: JP
Inventors: 一樹西之園; 崇池田; 裕次石川
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2026-07-27
Also published as: JP2008031699A

Description

本発明は、鉄筋コンクリート造の柱と梁が接合される柱梁仕口部の接合構造に関する。

一般に、鉄筋コンクリート造の柱と梁が接合される柱梁仕口部は、十分な接合強度を持たせるために、柱主筋及び梁主筋が柱梁仕口部内で分断することなく柱梁仕口部を貫通し、かつ柱梁仕口部内の柱主筋の外周を取り囲む剪断補強筋を所定の間隔で上下方向に配置した接合構造となっている。梁主筋は、コンクリート強度で決まる必要定着長が確保できれば分断されていてもよいが、一般的な柱寸法では十分な定着長を得ることは難しい。

図１２の立断面図に示すように、工場等で事前に製作された既成コンクリートの梁部材２００、２０２を柱梁仕口部Ｗにて柱２０４と接合する場合には、先ほどの接合構造の条件を満たすために、梁部材２００の梁主筋２０６と梁部材２０２の梁主筋２０８を機械式継手２１０や溶接継手（不図示）で接合する必要がある。

しかし、機械式継手２１０は製品外形が大きいので、柱梁仕口部Ｗの狭いスペースでの取り付け作業が煩雑になり、製品コストも高くなってしまう。また、溶接継手の取り付けは、作業員が不安定な姿勢で行う狭いスペースでの溶接作業となるので、安定した溶接品質を確保することが難しい。

さらに、柱梁仕口部Ｗ内においても、柱２０４の柱主筋２１２の外周を取り囲む剪断補強筋２１４を所定の間隔で上下方向に配置しなければならない。

通常の施工では、梁部材２００、２０２と柱２０４を接合するときに、剪断補強筋２１４の設置を行う。そして、柱梁仕口部Ｗ内に設けられる剪断補強筋２１４は、コ型やＬ型の鉄筋を組み合わせて閉鎖状にするので、鉄筋の重ね代部分を溶接しなければならない。しかし、この溶接作業も柱梁仕口部Ｗの狭いスペースで行わなければならないので、極めて施工性の悪い作業となってしまう。

特許文献１の柱梁接合部における配筋構造は、図１３の立断面図に示すように、鉄筋コンクリートの柱２１６に鉄筋コンクリートの梁２１８、２２０が接合されたものである。また、柱２１６の柱主筋２２２の周りを取り囲むように、複数の補強筋２２４及び応力伝達筋２２６が設けられている。そして、接合部にはコンクリートが打設される。

また、図１４の平断面図に示すように、梁２１８、２２０の梁主筋２２８、２３０の先端部には、定着ナットの端部に定着板が設けられた鉄筋定着具２３２が取り付けられている。そして、それぞれの鉄筋定着具２３２同士が向かい合うように、梁主筋２２８、２３０が配置されている。

よって、柱梁接合部で梁主筋同士を機械式継手や溶接継手等で接合する作業が不要となる。

しかし、柱梁接合部のコンクリートに発生する剪断力による破壊を防ぐために、柱梁接合部内の梁主筋付近には複数の補強筋２２４及び応力伝達筋２２６を設ける必要があり、この補強筋２２４及び応力伝達筋２２６の設置作業は、柱梁接合部内の狭いスペースでの煩雑な作業となってしまう。

特許文献２の柱と梁の接合構造は、図１５（Ａ）の平断面図に示すように、梁２３４、２３６が柱２３８を挟んで隣り合うように配置され、梁２３４の梁主筋は第１の梁主筋２４０と第２の梁主筋２４２によって、また、梁２３６の梁主筋は第１の梁主筋２４４と第２の梁主筋２４６によって構成されている。

第１の梁主筋２４０、２４４には、図１５（Ａ）のＪ−Ｊ断面図である図１５（Ｂ）に示すように、頭部Ｍ付き鉄筋が用いられ、第２の梁主筋２４２、２４６には、図１５（Ａ）のＫ−Ｋ断面図である図１５（Ｃ）に示すように、端部を折り曲げたフックＮ鉄筋が用いられている。

隣り合うそれぞれの梁に設けられた第１の梁主筋２４０、２４４は、端部同士が柱梁接合部の水平方向の中間部近傍で向かい合わせとなるように配置されている。また、第２の梁主筋２４２、２４６も同様に、端部同士が接合部の水平方向の中間部近傍で向かい合わせとなるように配置されている。

また、柱２３８の柱主筋２５０の周りを取り囲むように上下方向に所定のピッチで帯筋２５２が配置されている。

そして、この柱梁接合部に繊維補強コンクリート２４８を打設することによって、柱２３８と梁２３４、２３６とが接合される。

よって、柱梁接合部のコンクリートに繊維補強コンクリート２４８を用いることにより、梁主筋の定着性、及び柱梁接合部の剪断耐力が向上するので、引用文献１の配筋構造に比べて柱の剪断補強筋（帯筋２５２）の数が少なくて済む。

しかし、第２の梁主筋２４２、２４６には、太い主筋の端部を折り曲げるといった面倒な加工が必要となる。また、柱梁接合部の中心部付近に、この第２の梁主筋２４２、２４６の端部が多数存在することになり、接合部が十分に簡素化されない。よって、接合部に設置される帯筋２５２の溶接作業等がやりにくい。
特開２００５−１７１７２８号公報特開２００４−９２０５１号公報

本発明は係る事実を考慮し、簡素化した接合構造によって柱と梁の接合作業を容易にし、かつ十分な接合強度を得ることができる柱梁仕口部の接合構造を提供することを課題とする。

第１態様の発明は、柱と交差する梁が前記柱と接合される鉄筋コンクリート造の柱梁仕口部の接合構造において、前記柱梁仕口部を構成する繊維補強コンクリートと、前記梁に設けられ、前記柱梁仕口部内の上方及び下方に位置する端部が前記繊維補強コンクリートと一体となる梁主筋と、端面が互いに向かい合う前記梁主筋の端部に設けられた定着強化手段と、前記柱梁仕口部内の最上段に位置する前記梁主筋の上方、及び前記柱梁仕口部内の最下段に位置する前記梁主筋の下方のみ設けられ、前記柱に設けられた柱主筋の周囲を取り囲むとともに、前記梁主筋の端部に想定される前記繊維補強コンクリートの掻き出し破壊領域内に配置された剪断補強筋と、を備えることを特徴としている。

第１態様の発明では、交差する柱と梁が接合される鉄筋コンクリート造の柱梁仕口部は、繊維補強コンクリートで構成されている。また、梁に設けられた梁主筋の端部は、柱梁仕口部の上方及び下方の位置で繊維補強コンクリートと一体となっている。

梁主筋の端部には定着強化手段が設けられており、さらに、柱梁仕口部内の梁主筋の外側には、柱に設けられた柱主筋の周囲を取り囲む補強部材が備えられている。

また、両側から柱梁仕口部へ向う梁主筋の端面は、互いに向かい合っている。

そして、これらの接合構造によって柱と梁が接合されている。

よって、定着強化手段によって梁主筋の高い定着性を得ることができる。また、繊維補強コンクリートによってコンクリートの割裂強度が増し、補強部材によって梁主筋にかかる引張り力が低減されるので、繊維補強コンクリートと一体となっている梁主筋端部の定着長が柱せいの半分以下であっても、コンクリートが引張り方向に掻き出されて耐力を失う掻き出し破壊を防ぐことができる。また、繊維補強コンクリートによって柱梁仕口部に発生する剪断力による接合部剪断破壊を防ぐことができる。これらにより、柱梁仕口部の十分な接合強度を得ることができる。

また、柱梁仕口部の上方及び下方のみに梁主筋が設けられており、これらの梁主筋の間には補強部材が設けられていないので柱梁仕口部の接合構造を簡素化することができる。また、梁主筋端部の定着長が柱せいの半分以下であってもよいので、梁主筋の端面は向かい合っているだけで接合されていなくてよい。これらにより、柱と梁の接合作業を容易に行うことができる。

第２態様の発明は、前記定着強化手段は、前記梁主筋の端部に設けられた拡径部であることを特徴としている。

第２態様の発明では、定着強化手段が梁主筋の端部に設けられた拡径部となっているので、繊維補強コンクリート中における拡径部の抵抗力によって、梁主筋の高い定着性を得ることができる。

第３態様の発明は、前記定着強化手段は、端面が互いに向かい合う前記梁主筋の端部を取り囲むように配置された螺旋状の部材であることを特徴としている。

第３態様の発明では、定着強化手段が螺旋状の部材であり、端面が互いに向かい合う梁主筋の端部を取り囲むように、この螺旋状の部材が配置されている。

よって、螺旋状の部材によってコンクリートのひびわれを防止し、梁主筋の高い定着性を得ることができる。

第４態様の発明は、前記定着強化手段は、前記梁主筋の端部に設けられた拡径部と、端面が互いに向かい合う前記梁主筋の端部を取り囲むように配置された螺旋状の部材と、を備えることを特徴としている。

第４態様の発明では、第２態様と第３態様を合わせた構成により、第２態様と第３態様の効果が同時に発揮され、梁主筋のより高い定着性を得ることができる。

第５態様の発明は、前記柱及び前記梁の少なくとも一方は、既成コンクリートであることを特徴としている。

第５態様の発明では、柱及び梁の少なくとも一方に既成コンクリートを用いることによって、梁の品質及び施工効率が向上し、工期を短縮することができる。

第６態様の発明は、前記梁は、前記柱を中心として直交する４方向に設けられていることを特徴としている。

第６態様の発明では、梁が柱を中心として直交する４方向に設けられている場合においても、柱梁仕口部の十分な接合強度を得ることができる。

本発明は上記構成としたので、簡素化した接合構造によって柱と梁の接合作業を容易にし、かつ十分な接合強度を得ることができる。

図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造を説明する。

なお、本実施形態では、１２本の柱主筋、及び１６本の梁主筋が配筋された鉄筋コンクリート造の柱梁仕口部に本発明を適用した例を示すが、さまざまな配筋の鉄筋コンクリート造の柱梁仕口部に適用することができる。

まず、本発明の第１の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造１０について説明する。

図１は第１の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造１０の立断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ平断面図である。

図１、２に示すように、鉄筋コンクリートの梁１４、１６が柱梁仕口部Ｅで鉄筋コンクリートの柱１２と接合され、梁１４、１６からなる梁と柱１２が交差している。

図２に示すように、柱１２には鉛直方向に延びる１２本の柱主筋１８が設けられており、柱１２の周囲に等間隔で配筋されている。

梁１４、１６には、水平方向に延びる梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄが設けられ、これらの梁主筋の端部が柱梁仕口部Ｅ内に突出している。梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄは、それぞれの梁１４、１６の上方及び下方に各２段（１段に４本）ずつ配筋されている。すなわち、柱梁仕口部Ｅの上方及び下方に梁主筋の端部が位置し、柱梁仕口部Ｅには縦４段×横４本の合計１６本の梁主筋が配置されている。

梁１４、１６は、工場等で事前に製作された既成コンクリートの梁であり、梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄ等を配筋して梁１４、１６のコンクリート打設が完了した後に現場まで搬送され、現場にて柱１２と接合される。

図２に示すように、各梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの端部には、定着強化手段としての鉄筋定着具２８が設けられている。鉄筋定着具２８は、定着ナット２４と、定着ナット２４の頭部に固定された拡径部としての定着板２６とによって構成されている。

定着板２６は円板状であり、定着ナット２４の頭部には溶接によって固定されている。各梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの先端部は梁主筋表面の凹凸により雄ねじの役割りを果たすので、先端部に定着ナット２４をねじ込むことによって梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの端部に鉄筋定着具２８が固定される。

図１に示すように、梁１４、１６は同じ高さに水平に配置されており、各鉄筋定着具２８がそれぞれ対向している。すなわち、柱１２の両側から柱梁仕口部Ｅへ向う各梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの端面が、互いに向かい合うように配置されている。また、この端面の定着長さは、柱１２の柱せいの１／２以下となっている。

補強部材としての剪断補強筋３０が、柱梁仕口部Ｅ内の最上段に位置する梁主筋２０Ａ、２２Ａの上部に接し、柱主筋１８の外周を取り囲むように取り付けられている。この剪断補強筋３０は、図２に示すように、２つの閉鎖状の鉄筋３０Ａ、３０Ｂを一部がラップするように上下に重ねて配置したものである。また、これと同様の剪断補強筋３０が、柱梁仕口部Ｅ内の最下段に位置する梁主筋２０Ｄ、２２Ｄの下部に接し、柱主筋１８の外周を取り囲むように取り付けられている。なお、剪断補強筋３０の形状や配置は、図２に示すものに限らず、柱梁仕口部Ｅの剪断補強ができる一般的な剪断補強筋の形状や平面配置であればよい。

柱梁仕口部Ｅには繊維補強コンクリート３２が打設され、これによって柱梁仕口部Ｅに位置する梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの端部、鉄筋定着具２８、柱主筋１８、剪断補強筋３０が、繊維補強コンクリート３２と一体となる。

また、梁１４、１６内には、梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの周囲を取り囲む剪断補強筋３６が水平方向に所定の間隔をおいて配筋され、柱梁仕口部Ｅを除く柱１２内には、柱主筋１８の周囲を取り囲む剪断補強筋３８が鉛直方向に所定の間隔をおいて配筋されている。柱主筋１８の上端にはスリーブ継手３４が設けられており、これによって、柱主筋１８と柱主筋１８上方の柱主筋４０とを接合する。柱梁仕口部Ｅを除く、梁１４、１６、及び柱１２には、普通コンクリート４２が打設される。なお、柱主筋１８と柱主筋４０との接合にスリーブ継手３４を用いた例を示したが、これに限らずに、柱主筋１８と柱主筋４０とを接合できる手段であればよい。

次に、本発明の第１の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造１０の施工手順について説明する。

まず、図３（Ａ）に示すように、柱梁仕口部Ｅの下方位置に、柱１２の下部を構成する既成コンクリートの柱１２Ｂを施工する。このとき、柱梁仕口部Ｅには１２本の柱主筋１８が突出している。さらに、梁主筋２０Ｄ、２２Ｄの下部と接する位置に剪断補強筋３０を取り付けておく。

そして、柱梁仕口部Ｅの上方から梁１４、１６が降ろされて、柱梁仕口部Ｅの両側にそれぞれ配置される。鉄筋定着具２８は予め梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの端部に取り付けておく。

次に、図３（Ｂ）に示すように、柱１２上に梁１４、１６を同じ高さで水平に配置した状態で、剪断補強筋３０を梁主筋２０Ａ、２２Ａの上部と接する位置に柱主筋１８の外周を取り囲むように取り付ける。

次に、図３（Ｃ）に示すように、柱梁仕口部Ｅに繊維補強コンクリート３２を打設する。

次に、図３（Ｄ）に示すように、繊維補強コンクリート３２の打設が完了した後に、柱１２の上部を構成する既成コンクリートの柱１２Ａを載置し、スリーブ継ぎ手３４によって柱主筋１８と柱主筋４０を接合する。

そして、柱１２と梁１４、１６との接合が完了する（図３（Ｅ））。

次に、本発明の第１の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造１０の作用及び効果について説明する。

図１、２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造１０では、梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの端部に設けられた鉄筋定着具２８の定着板２６が、繊維補強コンクリート３２中において梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの引き抜きに対して抵抗し、梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの高い定着性を得ることができる。

また、鉄筋定着具２８は、各梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの先端部に定着ナット２４をねじ込むことによって固定されるので、鉄筋定着具２８を容易に固定することができ、柱１２上に梁１４、１６を配置する前後のどのタイミングにおいてでも固定することができる。

また、柱梁仕口部Ｅに設けられた繊維補強コンクリート３２によってコンクリートの割裂強度が増し、さらに、梁主筋２０Ａ、２２Ａの上部、及び梁主筋２０Ｄ、２２Ｄの下部に設けられた剪断補強筋３０よって梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄにかかる引張り力が低減されるので、繊維補強コンクリート３２と一体となっている梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの端部の定着長が柱せいの半分以下であっても、コンクリートが引張り方向に掻き出されて耐力を失う掻き出し破壊を防ぐことができる。

また、この繊維補強コンクリート３２によって柱梁仕口部Ｅに発生する剪断力による接合部剪断破壊を防ぐことができる。

これら鉄筋定着具２８、繊維補強コンクリート３２、及び剪断補強筋３０の効果により、柱梁仕口部Ｅの十分な接合強度を得ることができる。

また、柱梁仕口部Ｅの上方及び下方のみに梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄが設けられており、梁主筋２０Ｂ、２２Ｂと、梁主筋２０Ｃ、２２Ｃとの間には補強部材が設けられていないので柱梁仕口部Ｅの接合構造を簡素化することができる。また、梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの端部の定着長が柱せいの半分以下であってもよいので、梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの端面は向かい合っているだけで接合されていなくてよい。これらにより、柱１２と梁１４、１６の接合作業を容易に行うことができる。

なお、第１の実施形態では、柱梁仕口部Ｅを構成するコンクリートに繊維補強コンクリート３２を設けた例を示したが、金属または剛性樹脂を原料とした短繊維の繊維補強材料を普通コンクリートに混入したものであればよく、必要とする引張強度、曲げ強度、耐衝撃強度、靭性、付着性等が得られれば、普通コンクリートの調合、繊維補強材料の種類、及び繊維補強材料の添加量は特定しない。

繊維補強材料としては、鋼繊維、ガラス繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、炭素繊維等を用いることができる。

繊維補強材料を鋼繊維とした場合には、コンクリートの設計基準強度Ｆ_Ｃを６０Ｎ／ｍｍ^２程度、鋼繊維の添加量を体積比で１％程度とすることが好ましい。

また、鉄筋定着具２８として、頭部に定着板２６が固定された定着ナット２４を用いた例を示したが、梁主筋の端部を拡径部としたものであればよく、例えば、鋳物で製作された定着具を用いて、これを梁主筋にねじ込んでもよく、また、梁主筋の端部を加熱して潰した圧接コブを定着具としたり、定着板２６を梁主筋の端部に直接溶接したものでもよい。定着板２６は、必要とする定着性が得られれば、どのような形状や大きさにしてもよい。梁主筋端部の断面積の５倍前後の面積を有する定着板であることが好ましい。

また、補強部材として剪断補強筋３０を梁主筋２０Ａ、２２Ａの上部、及び梁主筋２０Ｄ、２２Ｄの下部に接するように設けた例を示したが、梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄにかかる引張り力を低減する十分な引張強度を有する材料及び形状であればよい。

必要な引張強度に応じて、剪断補強筋３０の取り付ける量を増やしたり、梁主筋２０Ａ、２２Ａの下部、梁主筋２０Ｂ、２２Ｂの下部、梁主筋２０Ｃ、２２Ｃの上部、又は梁主筋２０Ｄ、２２Ｄの上部に剪断補強筋３０を設けてもよいが、柱梁仕口部Ｅの接合構造を簡素化して接合作業をより容易にするためには、取り付ける剪断補強筋３０の量を極力減らし、かつ梁主筋の外側に位置する梁主筋２０Ａ、２２Ａ上部、及び梁主筋２０Ｄ、２２Ｄ下部のみに取り付けるのがより好ましい。

このとき、剪断補強筋３０は、梁主筋２０Ａ、２２Ａ上部、及び梁主筋２０Ｄ、２２Ｄ下部にできるだけ近い位置、すなわち、接するように取り付けた方が梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄにかかる引張り力を低減する効果をより発揮することができる。

また、柱１２、梁１４、１６に普通コンクリート４２を用いた例を示したが、繊維補強コンクリート等の各種のコンクリートを用いた柱、梁に対しても第１の実施形態の柱梁仕口部の接合構造１０を適用することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造４４について説明する。

第２の実施形態は、第１の実施形態の鉄筋定着具２８の代わりにスパイラル補強筋４６を用いたものである。したがって、以下の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

図４は第２の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造４４の立断面図であり、図５は図４のＢ−Ｂ平断面図である。

端面が互いに向かい合う梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの端部を取り囲むように、定着強化手段としての螺旋状の部材である円形のスパイラル補強筋４６が設けられている。施工手順としては、図３（Ａ）のときに、スパイラル補強筋４６を配置した状態で、柱梁仕口部Ｅの上方から梁１４、１６を降ろすか、図３（Ｂ）のときにスパイラル補強筋４６を配置すればよい。

スパイラル補強筋４６の配置は、図６（Ａ）に示すように、スパイラル補強筋４６の軸４８が梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの長手方向と平行になるように、スパイラル補強筋４６を設ける方法のほかに、スパイラル補強筋４６の軸４８が梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの長手方向と直角かつ鉛直となるように、スパイラル補強筋４６を設けた図６（Ｂ）や、スパイラル補強筋４６の軸４８が梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの長手方向と直角かつ水平となるようにスパイラル補強筋４６を設けた図６（Ｃ）のようにしてもよい。

次に、本発明の第２の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造４４の作用及び効果について説明する。

第２の実施形態では、第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができ、また、スパイラル補強筋４６によって、梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの端部付近の繊維補強コンクリート３２のひびわれを防止し、梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄの高い定着性を得ることができる。

なお、第２の実施形態では、螺旋状の部材として円形のスパイラル補強筋４６を用いた例を示したが、繊維補強コンクリート３２のひびわれを防止することができる材料及び大きさであればよく、また、方形等の他の形状のスパイラル補強筋を用いてもよい。

また、第１と第２の実施形態を合わせて、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すような、鉄筋定着具２８とスパイラル補強筋４６から構成される定着強化手段を用いてもよい。

この場合には、第１と第２の実施形態の効果が同時に発揮され、梁主筋２０Ａ〜２０Ｄ、２２Ａ〜２２Ｄのより高い定着性を得ることができる。

また、柱１２を中心にして２方向に設けられた梁１４、１６に、第１及び第２の実施形態の柱梁仕口部の接合構造１０、４４を適用した例を示したが、柱１２から１方向のみに設けられた梁、柱１２を中心にして直交する４方向に設けられた梁、又はこの４方向の梁から１つ減らした３方向に設けられた梁に対しても、第１及び第２の実施形態の柱梁仕口部の接合構造１０、４４を適用することができる。

また、第１及び第２の実施形態では、梁１４、１６、柱１２Ａ、１２Ｂを既成コンクリートとしたが、これらをすべて現場打ちコンクリートで施工してもよく、また、梁１４、１６、柱１２Ａ、１２Ｂの少なくとも１つを既成コンクリートとし、他を現場打ちコンクリートで施工してもよい。
（実施例）
本発明の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造によって十分な接合強度が得られることを計算式を用いて示す。なお、本実施例では、鉄筋定着具２８の定着強さについては計算を行わないが、十分な定着性を有する鉄筋定着具２８が設けられているものとする。

図８には、柱梁仕口部の接合構造５４の強度計算モデルが示されている。柱６２と梁５０、５２が柱梁仕口部Ｒで接合されている。

梁５０の上方及び下方には水平方向に延びる梁主筋５６Ａ、５６Ｂ（不図示）が設けられ、梁５２の上方及び下方には水平方向に延びる梁主筋５８Ａ（不図示）、５８Ｂが設けられている。そして、これら梁主筋の端部が柱梁仕口部Ｒ内に突出している。

梁主筋５６Ａ、５６Ｂ、５８Ａ、５８Ｂは、それぞれの梁５０、５２の上方及び下方に１段（１段に２本）ずつ配筋されている。すなわち、柱梁仕口部Ｒの上方及び下方に梁主筋の端部が位置し、柱梁仕口部Ｒには縦２段×横２本の合計４本が配筋されている。

また、図９の立断面図に示すように、柱梁仕口部Ｒ内において梁主筋５８Ｂの下方には剪断補強筋６８が柱６２の柱主筋７０を取り囲むように設けられている。なお、説明の都合上、図９には梁主筋５６Ａ、５６Ｂ、５８Ａが省略されているが、梁主筋５６Ａ、５８Ａの上方にも剪断補強筋６８が設けられている。

また、柱梁仕口部Ｒは繊維補強コンクリート６０によって構成され、梁主筋５８Ｂの端部、剪断補強筋６８、及び柱主筋７０と一体となっている。

ここで、図８に示すように、梁５０の外側端部に下向きの力Ｇ_１が加えられ、梁５２の外側端部に力Ｇ_１と同じ大きさの上向きの力Ｇ_２が加えられたときに、柱梁仕口部Ｒには繊維補強コンクリート６０の掻き出し破壊と仕口部剪断破壊とが起こることが考えられる。

梁５０、５２の端部に力Ｇ_１、Ｇ_２が加えられると、柱梁仕口部Ｒと梁５０の接合面Ｓの上方、及び柱梁仕口部Ｒと梁５２の接合面Ｕの下方には引張り力Ｐが作用し、接合面Ｓの下方、及び接合面Ｕの上方には圧縮力Ｑが作用する。

このとき、梁主筋５６Ａ、５８Ｂの定着長さが短い場合には、引張り力Ｐによって繊維補強コンクリート６０が掻き出されて耐力を失う掻き出し破壊６４、６６が起こる。

また、柱梁仕口部Ｒに、引張り力Ｐと圧縮力Ｑが作用することによって剪断力Ｄが発生し、過大な剪断力Ｄの場合には柱梁仕口部Ｒの繊維補強コンクリート６０が壊れる仕口部剪断破壊が起こる。

よって、この掻き出し破壊と仕口部剪断破壊について、柱梁仕口部の接合構造の強度計算を行う。

まず、掻き出し破壊の強度計算例について示す。

図９の立断面図、及び図１０の平断面図に示すように、掻き出し破壊に耐えることができる定着耐力Ｆ_ｕｓは、繊維補強コンクリート６０が負担する耐力をＴ_ｃ、剪断補強筋６８が負担する耐力をＴ_ｗ、柱軸力による補正係数をｋ_ｎとすると、式（１）によって求めることができる。

繊維補強コンクリート６０が負担する耐力Ｔ_ｃは、式（２）によって求めることができる。

式（２）のα_ｃはコンクリート負担分低減係数、β_ＳＦは繊維補強コンクリートを考慮した強度係数、Ｌ_ｅは梁主筋５８Ｂの端部の鉄筋定着長さ、ｂ_ｅは柱の有効幅、ｊは梁断面応力中心間距離、Ｆ_ｃはコンクリートの設計基準強度をそれぞれ示している。

柱の有効幅ｂ_ｅは、式（３）に示すように、左右最外縁梁主筋幅ｂと左右最外縁梁主筋に対する柱側面かぶり厚さＣ_ｅ１、Ｃ_ｅ２（但し、Ｃ_ｅ１、Ｃ_ｅ２≦０．８Ｌ_ｅ）を足し合わせたものである。また、梁断面応力中心間距離ｊは、梁断面有効せいの７／８の長さとする。

剪断補強筋６８が負担する耐力Ｔ_ｗは、式（４）によって求めることができる。

式（４）のＡ_ｗは、図９に示す梁主筋５８Ｂの先端部４５度方向の投影位置に含まれる剪断補強筋６８の断面積の合計、σ_ｗｙは剪断補強筋６８の降伏強度を示している。

よって、式（２）、（４）によって求めた値を式（１）に代入し、掻き出し破壊に耐えることができる定着耐力Ｆ_ｕｓを得る。そして、この定着耐力Ｆ_ｕｓよりも小さな引張り力Ｐが作用する条件下において、掻き出し破壊が起こらないことがわかる。

次に、仕口部剪断破壊の強度計算例について示す。

柱梁仕口部Ｒに発生する剪断力は、図１１に示すような、２つのストラット７２、７４が存在するモデルを用いる。

柱梁仕口部Ｒに発生する剪断力Ｄは、全て柱梁仕口部Ｒに設けられた繊維補強コンクリート６０によって負担されるので、ストラット７２のせいをａ_ｓ１、ストラット７４のせいをａ_ｓ２、柱梁仕口部Ｒの有効幅をｂ_ｊとすると、剪断強度Ｖ_ｊｕは式（５）によって求めることができる。

式（５）のσ_ｄはストラットの応力度であり、繊維補強コンクリートを考慮した強度係数β_ＳＦ、コンクリート有効圧縮強度係数ν、コンクリート円柱供試体圧縮強度σ_Ｂを掛け合わせた式（６）によって算出することができる。

また、図１１に示すように、柱せいをｈ_ｃ、梁せいをｈ_ｂ、梁主筋５６Ａ、５６Ｂ、５８Ａ、５８の埋込み長さをｈ"_ｃａ、梁主筋間距離をｈ"_ｂ、柱主筋間距離をｈ"_ｃ、ストラット７２の傾斜角度をθ_１（＝ｔａｎ^−１（ｈ"_ｂ／ｈ"_ｃａ））、ストラット７４の傾斜角度をθ_２（＝ｔａｎ^−１（ｈ"_ｂ／ｈ"_ｃ））、ストラット７２による剪断応力度をτ_１ｍａｘ（＝（σ_ｄ／２）・ｓｉｎ２θ_１）、ストラット７４による剪断応力度をτ_２ｍａｘ（＝（σ_ｄ／２）・ｓｉｎ２θ_２）、柱の圧縮域深さａ_ｃ（＝０．２５ｈ_ｃ）、梁の圧縮域深さａ_ｂ（＝０．２５ｈ_ｂ）とすると、ストラット７２のせいａ_ｓ１、ストラット７４のせいａ_ｓ２はそれぞれ式（７）、（８）によって求めることができる。

よって、式（７）、（８）によって求めた値を式（５）に代入し、剪断強度Ｖ_ｊｕを得る。そして、剪断強度Ｖ_ｊｕよりも小さな剪断力Ｄが柱梁仕口部Ｒに作用した条件下において、仕口部剪断破壊が起こらないことがわかる。

ここで、柱梁仕口部の接合構造５４に対して実用上の典型的な数値を挙げ、式（１）〜（８）を用いて計算を行った一例を示す。

まず、設計基準強度Ｆ_ｃが６０（Ｎ／ｍｍ^２）のコンクリートに、鋼繊維を体積比で１％添加した繊維補強コンクリート６０の場合、コンクリート負担分低減係数α_ｃは０．７０、繊維補強コンクリートを考慮した強度係数β_ＳＦは１．５となる。

また、図１０に示す左右最外縁梁主筋幅ｂを２６０（ｍｍ）、柱側面かぶり厚さＣ_ｅ１、Ｃ_ｅ２を共に２９５（ｍｍ）とすると、式（３）により、柱の有効幅ｂ_ｅは８５０（ｍｍ）となる。

さらに、梁主筋５８Ｂの端部の鉄筋定着長さＬ_ｅを４５０（ｍｍ）、梁断面応力中心間距離ｊを１０９０（ｍｍ）とし、これらの数値を式（２）に代入すると、耐力Ｔ_ｃは１８８１（ｋＮ）となる。

そして、図９に示す梁主筋５８Ｂの先端部４５度方向の投影位置に含まれる剪断補強筋６８の断面積の合計Ａ_ｗを２５４０（ｍｍ^２）、剪断補強筋６８の降伏強度σ_ｗｙを３４８（Ｎ／ｍｍ^２）とすると、式（４）により、耐力Ｔ_ｗは６１９（ｋＮ）となる。

よって、柱軸力による補正係数ｋ_ｎを１．０とすると、式（１）により掻き出し破壊定着耐力Ｆ_ｕｓは２５００（ｋＮ）となり、２５００（ｋＮ）よりも小さな引張り力Ｐが作用する条件下において、掻き出し破壊は起こらない。

次に、コンクリート有効圧縮強度係数νを０．４３、コンクリート円柱供試体圧縮強度σ_Ｂを６０（Ｎ／ｍｍ^２）とすると、式（６）によりストラットの応力度σ_ｄは３９（Ｎ／ｍｍ^２）となる。

また、図１１に示す埋込み長さｈ"_ｃａを３８０（ｍｍ）、梁主筋間距離ｈ"_ｂを９８０（ｍｍ）、柱主筋間距離ｈ"_ｃを８６０（ｍｍ）とすると、ストラット７２の傾斜角θ_１（＝ｔａｎ^−１（ｈ"_ｂ／ｈ"_ｃａ））は１．２０（ｒａｄ）、ストラット７４の傾斜角θ_２（＝ｔａｎ^−１（ｈ"_ｂ／ｈ"_ｃ））は０．８５（ｒａｄ）となるので、ストラット７２の剪断応力度τ_１ｍａｘ（＝（σ_ｄ／２）・ｓｉｎ２θ_１）は１３．２（Ｎ／ｍｍ^２）、ストラット７４の剪断応力度τ_２ｍａｘ（＝（σ_ｄ／２）・ｓｉｎ２θ_２）は１９．４（Ｎ／ｍｍ^２）となる。

さらに、図１１に示す柱せいｈ_ｃを１０００（ｍｍ）、梁せいｈ_ｂを１２００（ｍｍ）とすると、柱の圧縮域深さａ_ｃ（＝０．２５ｈ_ｃ）は２５０（ｍｍ）、梁の圧縮域深さａ_ｂ（＝０．２５ｈ_ｂ）は３００（ｍｍ）となるので、式（７）、（８）により、ストラット７２のせいａ_ｓ１は１５８（ｍｍ）、ストラット７４のせいａ_ｓ２は２３３（ｍｍ）となる。

そして、柱梁仕口部Ｒの有効幅ｂ_ｊを６２５（ｍｍ）として、これまで求めた数値を式（５）に代入すると剪断強度Ｖ_ｊｕは４３６７（ｋＮ）となる。

よって、４３６７（ｋＮ）よりも小さな剪断力Ｄが柱梁仕口部Ｒに作用した条件下において、仕口部剪断破壊が起こらないことがわかる。

このように、図８に示すモデルにおいて、２５００（ｋＮ）以下の引張り力Ｐ及び４３６７（ｋＮ）以下の剪断力Ｄが作用する条件下において、本発明の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造を適用した場合に十分な接合強度が得られることがわかる。

なお、各値に他の数値を用いたり、図１、２に示した柱梁仕口部の接合構造１０や図４、５に示した梁仕口部の接合構造４４を強度計算モデルにした場合においても、同様の計算を行うことによって、柱梁仕口部の十分な接合強度が得られることがわかる。

本発明の第１の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造を示す立断面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。本発明の第１の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造の施工手順を示す説明図である。本発明の第２の実施形態に係る柱梁仕口部の接合構造を示す立断面図である。図４のＢ−Ｂ断面図である。本発明の第２の実施形態に係るスパイラル補強筋の配置を示す説明図である。本発明の実施形態に係るスパイラル補強筋の配置を示す説明図である。本発明の実施形態に係る強度計算モデルを示す立面図である。本発明の実施形態に係る強度計算モデルを示す立断面図である。本発明の実施形態に係る強度計算モデルを示す平断面図である。本発明の実施形態に係る強度計算モデルを示す立断面図である。従来の柱梁仕口部の接合構造を示す立断面図である。従来の柱梁接合部における配筋構造を示す立断面図である。従来の柱梁接合部における配筋構造を示す平断面図である。従来の柱と梁の接合構造を示す平断面図及び立断面図である。

符号の説明

１０柱梁仕口部の接合構造
１２柱
１４梁
１６梁
１８柱主筋
２０梁主筋
２２梁主筋
２６定着板（拡径部）
２８鉄筋定着具（定着強化手段）
３０剪断補強筋（補強部材）
３２繊維補強コンンクリート
４４柱梁仕口部の接合構造
４６スパイラル補強筋（定着強化手段）
Ｅ柱梁仕口部

Claims

柱と交差する梁が前記柱と接合される鉄筋コンクリート造の柱梁仕口部の接合構造において、
前記柱梁仕口部を構成する繊維補強コンクリートと、
前記梁に設けられ、前記柱梁仕口部内の上方及び下方に位置する端部が前記繊維補強コンクリートと一体となる梁主筋と、
端面が互いに向かい合う前記梁主筋の端部に設けられた定着強化手段と、
前記柱梁仕口部内の最上段に位置する前記梁主筋の上方、及び前記柱梁仕口部内の最下段に位置する前記梁主筋の下方にのみ設けられ、前記柱に設けられた柱主筋の周囲を取り囲むとともに、前記梁主筋の端部に想定される前記繊維補強コンクリートの掻き出し破壊領域内に配置された剪断補強筋と、
を備えることを特徴とする柱梁仕口部の接合構造。
前記定着強化手段は、前記梁主筋の端部に設けられた拡径部であることを特徴とする請求項１に記載の柱梁仕口部の接合構造。
前記定着強化手段は、端面が互いに向かい合う前記梁主筋の端部を取り囲むように配置された螺旋状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の柱梁仕口部の接合構造。
前記定着強化手段は、前記梁主筋の端部に設けられた拡径部と、
端面が互いに向かい合う前記梁主筋の端部を取り囲むように配置された螺旋状の部材と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の柱梁仕口部の接合構造。
前記柱及び前記梁の少なくとも一方は、既成コンクリートであることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の柱梁仕口部の接合構造。
前記梁は、前記柱を中心として直交する４方向に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の柱梁仕口部の接合構造。