JP5204732B2 - Column / beam joint structure - Google Patents
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Description
本発明は、鉄筋コンクリートによって構築される柱と梁とを接合する際の柱・梁の接合構造に関するものである。 The present invention relates to a column / beam joint structure when joining columns and beams constructed of reinforced concrete.
従来、柱と梁を鉄筋コンクリートによって構築する鉄筋コンクリート構造物では、柱と梁とが交差する接合部において鉄筋の配置が過密になるため、それを回避するために様々な構造が開発されている(特許文献1、2など参照)。
Conventionally, in reinforced concrete structures in which columns and beams are constructed of reinforced concrete, the arrangement of reinforcing bars is overcrowded at the joint where the columns and beams intersect, so various structures have been developed to avoid it (patents) (Refer to
すなわち、従来の接合構造では、梁の主鉄筋である梁主筋の端部を折り曲げて、柱の主鉄筋である柱主筋の内側に定着させていたため、柱・梁接合部に鉄筋が集中していた。 In other words, in the conventional joint structure, the end of the beam main bar, which is the main reinforcing bar of the beam, is bent and fixed inside the column main bar, which is the main reinforcing bar of the column, so the reinforcing bars are concentrated at the column / beam joint. It was.
また、柱主筋の先端はU字状に折り曲げられてフック部が形成されることになるので、配筋が複雑になり、非常に精度の高い鉄筋加工及び組み立てが要求される。 In addition, since the tip of the column main bar is bent in a U shape to form a hook portion, the bar arrangement becomes complicated, and rebar processing and assembly with extremely high accuracy are required.
一方、特許文献3には、梁主筋の定着部を梁反対側に突出させた突出梁部に埋設させることによって、柱主筋の内側の過密配筋状態を解消させた発明が開示されている。
On the other hand,
ここで、すべての梁主筋の端部を柱主筋の内側に定着させる従来の接合構造は、接合部が過密配筋状態となるうえに、地震などによって横方向から大きな外力が作用すると、梁反対側の柱上端部のコンクリートが剥がれて、一番外側に配置された柱主筋の定着力が低下することが発明者らの実験によって明らかになった。 Here, the conventional joint structure in which the ends of all beam main bars are fixed to the inside of the column main bars, the joints are in an overcrowded state, and if a large external force acts from the side due to an earthquake, etc. It has been clarified by experiments by the inventors that the concrete at the upper end of the column on the side peels off and the fixing power of the column main bars arranged on the outermost side decreases.
このように剥離部が発生して、梁反対側の柱主筋や梁主筋の定着力が低下すると、接合部が破壊してコンクリート構造物の耐力が急激に低下して崩壊するおそれがある。 When the peeling portion is generated in this manner and the fixing strength of the column main bar or the beam main bar on the opposite side of the beam is reduced, the joint portion may be broken, and the proof stress of the concrete structure may be rapidly reduced and collapsed.
例えば、鉄道のラーメン構造物を例にとると、過大な横方向の力が作用した場合に、まず柱が降伏し、それに続いて接合部から伝わった力によって梁が降伏するように設計することが一般的であるが、接合部が先に破壊してしまうと、その前提が崩れ、想定外の破壊に至るおそれがある。 For example, in the case of a railway ramen structure, when an excessive lateral force is applied, the column first yields, and then the beam is yielded by the force transmitted from the joint. However, if the joint is destroyed first, the premise is broken, and there is a risk of unexpected destruction.
そこで、本発明は、大地震などによって設計以上の外力が作用しても接合部の主鉄筋の定着力が低下し難い柱・梁の接合構造を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a column / beam joint structure in which the fixing force of the main reinforcing bar at the joint is unlikely to decrease even when an external force more than designed is applied due to a large earthquake or the like.
前記目的を達成するために、本発明の柱・梁の接合構造は、鉄筋とコンクリートとによって主に形成される柱と梁とを接合する柱・梁の接合構造であって、前記梁の主鉄筋となる梁主筋のうち、前記梁の上縁側に配置される上側梁主筋を前記柱の主鉄筋となる柱主筋を通過させて延伸させるとともに、その上側梁主筋を折り曲げて前記柱主筋よりも梁反対側に定着させるための定着部を形成し、その定着部を梁反対側に突出させた突出梁部に埋設させ、前記梁の主鉄筋となる梁主筋のうち、前記梁の下側に配置される下側梁主筋を折り曲げてその定着部を前記柱主筋の内側に埋設させたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the column / beam junction structure of the present invention is a column / beam junction structure in which a column and a beam mainly formed of reinforcing steel and concrete are joined to each other. Among the beam main bars that serve as reinforcing bars, the upper beam main bars arranged on the upper edge side of the beam are extended through the column main bars that serve as the main reinforcing bars of the columns, and the upper beam main bars are bent and more bent than the column main bars. A fixing portion for fixing on the opposite side of the beam is formed, and the fixing portion is embedded in a protruding beam portion that protrudes on the opposite side of the beam, and the main reinforcing bar of the beam is below the beam. The lower beam main bar to be arranged is bent and the fixing portion is embedded inside the column main bar.
ここで、前記柱主筋の先端に、軸部よりも外形の大きい拡大部を設けて定着部とすることができる。 Here, an enlarged portion having an outer shape larger than that of the shaft portion can be provided at the tip of the column main reinforcement to form a fixing portion.
また、平面視略コ字形に胴体部の両側に脚部が形成された補強材を、前記両側の脚部が前記柱主筋の外側に、前記胴体部が前記上側梁主筋の定着部の外側に配置されるようにすることができる。 In addition, a reinforcing material having leg portions formed on both sides of the trunk portion in a substantially U shape in plan view, the leg portions on both sides are outside the column main bars, and the trunk section is outside the fixing portion of the upper beam main bars. Can be arranged.
このように構成された本発明の柱・梁の接合構造は、梁反対側に突出させた突出梁部が設けられ、その突出梁部に梁主筋のうちの上側梁主筋の定着部が埋設される。他方、梁主筋のうちの下側梁主筋の定着部は、柱主筋の内側に埋設される。 The column / beam connection structure of the present invention thus configured is provided with a protruding beam portion protruding on the opposite side of the beam, and the fixing portion of the upper beam main bar of the beam main bars is embedded in the protruding beam portion. The On the other hand, the anchoring portion of the lower beam main bar among the beam main bars is embedded inside the column main bar.
すなわち、突出梁部によって接合部の領域が広くなるとともに柱主筋の内側に上側梁主筋の定着部を設けなくてもよいので、接合部の配筋の過密状態が低減される。 That is, the region of the joint portion is widened by the protruding beam portion, and the fixing portion of the upper beam main bar does not need to be provided inside the column main bar, so that an overcrowded state of the bar arrangement of the joint portion is reduced.
そして、下側梁主筋の定着部は、拘束力の大きな柱主筋の内側に埋設されるため、高い定着力が確保されて梁との接合部が先に破壊することがなく、大地震などによって設計力以上の外力が作用した際の接合部の主鉄筋の定着力の低下を防ぐことができる。また、柱主筋は突出梁部によって充分にコンクリートのかぶりが確保できるので、拘束効果が向上し、柱主筋の定着力の低下を防ぐことができる。 And the anchoring part of the lower beam main reinforcement is buried inside the main part of the column main reinforcement with a large restraining force, so that a high fixing force is secured and the joint with the beam is not destroyed first. It is possible to prevent a decrease in the fixing force of the main reinforcing bar at the joint when an external force greater than the design force is applied. Further, since the column main reinforcement can sufficiently secure the covering of the concrete by the protruding beam portion, the restraining effect is improved and the fixing force of the column main reinforcement can be prevented from being lowered.
また、柱主筋の先端を、軸部よりも外形の大きな拡大部とすることで、フック部によって定着する場合に比べて柱主筋の定着部の構成を簡素化することができ、配筋が容易になるとともに接合部の鉄筋の過密度を低減することができる。 In addition, by making the tip of the column main bar an enlarged part having a larger outer shape than the shaft part, the structure of the fixing part of the column main bar can be simplified as compared with the case where it is fixed by the hook part, and the bar arrangement is easy. As a result, the over-density of the reinforcing bars in the joint can be reduced.
さらに、平面視略コ字形の補強材で上側梁主筋の定着部及び柱主筋の外側を囲むことによって、前記定着部及び柱主筋の拘束力が増し、その結果として上側梁主筋及び柱主筋の定着力の低下を防ぐことができる。 Further, by surrounding the fixing portion of the upper beam main bar and the outside of the column main bar with a substantially U-shaped reinforcing material in plan view, the binding force of the fixing unit and the column main bar increases, and as a result, the upper beam main bar and the column main bar are fixed. It can prevent power loss.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2は、本実施の形態の柱・梁の接合構造を設ける鉄筋コンクリート構造物としてのラーメン高架橋1の概略構成を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the
まず、構成から説明すると、このラーメン高架橋1は、地中に埋設される基礎部6の上に、幅方向に間隔を置いて柱2,2が立設され、その柱2,2の上端間が梁3によって連結されている。
First, in terms of configuration, this
この基礎部6は、例えば場所打ちコンクリートによって構築された杭部61,61と、その杭頭間を連結する直方体状のフーチング部62とによって主に構成される。
This foundation part 6 is mainly comprised by the
また、柱2,2は、図2の紙面直交方向にも間隔を置いて複数配置されており、その柱2,2間は縦梁4,4によって連結され、梁3,・・・と縦梁4,・・・の上面にはスラブ部5が構築される。このスラブ部5には、軌道が敷設されたり、自動車用の道路が構築されたりし、幅方向の両縁には防音壁などの壁部51,51が構築される。
Also, a plurality of
本実施の形態の柱・梁の接合構造は、この柱2と梁3とが略直交する角部をいい、その拡大断面図を図1に示す。
The column / beam joint structure of the present embodiment refers to a corner where the
この柱2と梁3は、主に鉄筋コンクリートによって形成されるものであって、柱2には主鉄筋としての柱主筋21,・・・が配置されるとともに、帯筋22,・・・などの鉄筋が配置されている。
The
ここで、主鉄筋とは、鉄筋コンクリート部材において、設計荷重によって部材に生じる曲げモーメント、せん断力、軸方向力などに抵抗させるために断面積が算定される鉄筋をいう。 Here, the main reinforcing bar refers to a reinforcing bar whose cross-sectional area is calculated in order to resist bending moment, shearing force, axial force and the like generated in the member by a design load in a reinforced concrete member.
また、柱2には、図1のA−A線断面である図3及び図1のB−B線断面である図4に示すように、柱2の内周を囲むように複数の柱主筋21,・・・が配置され、それらの柱主筋21,・・・の外周を囲繞するように平面視四角形に折り曲げられた帯筋22が配置されている。
Further, the
さらに、この柱主筋21の先端には、軸部21bよりも外形が大きい拡大部21aが柱主筋21の定着部として形成されている。
Further, an enlarged
この拡大部21aは、断面視略円形の軸部21bの直径よりも大きな直径の円板を頂上に備えた拡径部である。なお、この拡大部21aは、平面視円形に限定されるものではなく、長方形、正方形、六角形などの平面視多角形の板材であってもよい。
The enlarged
また、梁3の上縁側及び下縁側には、主鉄筋としての上側梁主筋32と下側梁主筋30とが複数配置されるとともに、腹鉄筋34とスターラップ35が配置されている。なお、図3に示すように、縦梁4にも、主鉄筋となる縦梁主筋41やスターラップ42などが配筋されている。
Further, on the upper edge side and the lower edge side of the
この上側梁主筋32は、図1に示すように、梁側の柱主筋21だけでなく、梁反対側の柱主筋21も通過して延伸されている。そして、この上側梁主筋32は、途中で折り曲げられて、梁延伸方向と略直交する方向に向いた定着部32aが形成される。すなわち、上側梁主筋32には、先端が垂下された定着部32aが形成される。
As shown in FIG. 1, the upper beam
このようにして形成された上側梁主筋32の定着部32aは、図1,4に示すように柱2と梁3とが略直交する角部から梁反対側に突出する突出梁部31に埋設される。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
この突出梁部31は、柱2の梁反対側側面よりも外側に突出されており、その高さは図1に示すように梁3と略同じ高さで、その幅は図3に示すように柱2と略同じ幅に成形される。
The
他方、下側梁主筋30は、図1に示すように、梁側の柱主筋21を通過して延伸された後に、途中で折り曲げられて、梁延伸方向と略直交する方向に向いた定着部30aが形成される。すなわち、下側梁主筋30には、先端が立設された定着部30aが形成される。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the lower beam
このようにして形成された下側梁主筋30の定着部30aは、図1,4に示すように柱主筋21,・・・に囲まれた接合部の内側に埋設される。
The fixing
また、本実施の形態では、図1,3,4に示すように、縦梁4側の柱主筋21,・・・と、上側梁主筋32,・・・の定着部32a,・・・とを外側から囲むように、平面視コ字形の補強材33が上下方向に間隔を置いて複数配置される。
Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1, 3, and 4, the column
この補強材33は、図3,4に示すように胴体部33bの両側に脚部33a,33aが略直交して形成されており、胴体部33bが定着部32a,・・・に当接するように配置され、脚部33a,33aが縦梁4,4側の柱主筋21,・・・にそれぞれ当接するように配置される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the reinforcing
また、梁3及び柱・梁接合部上には、図1に示すようにスラブ鉄筋5aが配筋され、スラブ部5及び壁部51が構築される。
Further, as shown in FIG. 1, a
次に、本実施の形態の柱・梁の接合構造の作用について説明する。 Next, the operation of the column / beam joint structure of the present embodiment will be described.
このように構成された本実施の形態の柱・梁の接合構造は、柱2の梁3反対側側面より外側に突出させた突出梁部31が設けられ、その突出梁部31に上側梁主筋32の定着部32aが埋設される。他方、下側梁主筋30の定着部30aは、柱主筋21,・・・で囲まれた内側に埋設される。
The column / beam joint structure of the present embodiment configured as described above is provided with a protruding
このため、接合部の領域が突出梁部31を設けた分だけ広くなって配筋の過密状態が低減される。すなわち、従来の突出梁部31のない柱・梁の接合構造では、上側梁主筋と下側梁主筋の定着部を柱主筋で囲まれた内側に埋設させていたが、本実施の形態のように突出梁部31を設けることによって上側梁主筋32の定着部32aを柱主筋21の外側で埋設させることができるようになる。
For this reason, the area | region of a junction part becomes wide by the part which provided the
その結果、柱主筋21,・・・の内側の鉄筋の過密状態が緩和され、配筋が容易になるうえに、柱主筋21,・・・の周りにコンクリートが充分に充填されて定着力が増加する。
As a result, the overcrowding state of the reinforcing bars inside the column
他方、下側梁主筋30の定着部30aは、柱主筋21,・・・で囲まれた内側に埋設されるため、定着部30aに対する拘束力が大きくなって高い定着力が確保される。
On the other hand, since the fixing
ここで図5に、本実施の形態の柱・梁の接合構造の性能を確認するためにおこなった実験結果を示した。実験は、本実施の形態の柱・梁の接合構造(図5(a))の他に、比較のために突出梁部を設けることなく梁主筋の定着部をすべて柱主筋の内側に埋設させた場合(図5(b))と、梁主筋の定着部をすべて突出梁部に埋設させた場合(図5(c))についてもおこなった。 Here, FIG. 5 shows the results of an experiment conducted to confirm the performance of the column / beam joint structure of the present embodiment. In the experiment, in addition to the column / beam joint structure of the present embodiment (FIG. 5A), for the purpose of comparison, all anchor portions of the beam main bars are embedded inside the column main bars without providing protruding beam portions. This was also the case (FIG. 5 (b)) and the case where all anchor portions of the beam main reinforcement were embedded in the protruding beam portion (FIG. 5 (c)).
実験では、柱2の下部に水平方向の正負交番載荷を繰り返し、載荷点の水平変位(柱水平変位)及びその時の水平荷重を測定するとともに、接合部の損傷過程及び最終破壊状況を観察した。ここで、図5の実験値は、この実験の測定値であり、計算値は、財団法人鉄道技術研究所の発行の「鉄道構造物等設計標準・同解説 耐震設計,平成11年10月」に従って算定した柱に必要とされる耐力を示したものである。
In the experiment, horizontal positive / negative alternating loading was repeated at the lower part of the
まず、図5(b)の突出梁部31のない従来の接合構造の実験結果から説明すると、この従来の接合構造では、負方向載荷で計算上の最大耐力に達することができなかった。これは、載荷中に柱上部の梁反対側のコンクリートが剥がれて、柱主筋の定着力が低減した結果と考えられる。
First, the experimental results of the conventional joint structure without the protruding
また、図5(c)の突出梁部31に上側梁主筋と下側梁主筋の定着部を埋設させた接合構造の実験結果では、正方向載荷で計算上の最大耐力を上回ってはいるが、負方向載荷の途中で破壊が起き、最後まで載荷をおこなうことができなかった。
Further, in the experimental result of the joint structure in which the fixed portion of the upper beam main bar and the lower beam main bar is embedded in the protruding
これらに対し、図5(a)の本実施の形態の柱・梁の接合構造の実験結果では、突出梁部31が接合部から引き剥がされるような損傷を生じることなく、計算上の最大耐力を満たす載荷をおこなうことができた。
On the other hand, in the experimental results of the column / beam joint structure of the present embodiment in FIG. 5A, the calculated maximum proof stress without causing damage such that the protruding
このように、上側梁主筋32の定着部32aを突出梁部31に埋設させるとともに、下側梁主筋30の定着部30aを柱主筋21,・・・の内側に埋設させた本実施の形態の柱・梁の接合構造は、柱がまず降伏し、それに続いて接合部から伝わった力によって梁が降伏するというような想定通りの破壊パターンを実現でき、大地震などによって設計力以上の外力が作用した際の接合部の柱主筋21,・・・の定着力の低下を防ぐことができる。なお、本実施の形態の柱・梁の接合構造は、接合部が先に破壊しないことを特徴とするものであるため、梁がまず降伏し、それに続いて接合部から伝わった力によって柱が降伏するという上記とは逆の破壊パターンにおいても効果を得ることができる。
In this way, the fixing
さらに、この突出梁部31は、柱主筋21より梁反対側に向けて突出して形成されるので、接合部での柱主筋21のコンクリートのかぶりが厚くなる。このため、鉄筋とコンクリートとの付着が充分に確保できるうえに、柱主筋21の梁反対側側面は上側梁主筋32の定着部32aによって保護されることになるので、拘束効果が向上し、鉄筋の定着力が低下し難い。
Further, since the protruding
また、柱主筋21の先端を、軸部21bよりも外形の大きい拡大部21aとすることで、フック部によって定着する場合に比べて定着部の構成を簡素化することができ、配筋が容易になるとともに鉄筋の過密度をさらに低減することができる。
In addition, by making the tip of the column
また、平面視略コ字形の補強材33によって、上側梁主筋32,・・・の定着部32a,・・・及び柱主筋21,・・・の外側を囲むことによって、定着部32a,・・・及び柱主筋21,・・・の変形が補強材33によって拘束されることになる。
Further, by surrounding the fixing
このようにして柱主筋21と定着部32aの変形が抑制されると、コンクリートの破壊の進行が抑えられ、その結果として上側梁主筋32、下側梁主筋30及び柱主筋21の定着力の低下を防ぐことができる。
When the deformation of the column
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes that do not depart from the gist of the present invention are not limited to this embodiment. Included in the invention.
例えば、前記実施の形態では、柱主筋21の先端を拡大部21aにした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、鉄筋の先端をフック状に加工したものであってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the case where the tip of the
また、前記実施の形態では、上側梁主筋32及び下側梁主筋30は、端部を略直角に折り曲げて定着部32a,30aを形成したが、これに限定されるものではなく、先端部をフック状に成形して定着部としたり、軸部より外径の大きな拡大部を設けて定着部としたりすることができる。
In the above embodiment, the upper beam
さらに、前記実施の形態では、ラーメン構造物を例に説明したが、これに限定されるものではなく、鉄筋とコンクリートを使用した柱と梁とを接合する構造物であれば、いずれの形態のものにも本発明を適用できる。また、鉄骨鉄筋コンクリート構造物など鉄筋とコンクリートに加えて他の構造材料を使用するものにも本発明を適用することができる。 Furthermore, in the said embodiment, although the ramen structure was demonstrated to the example, it is not limited to this, As long as it is a structure which joins the column and beam which used the reinforcing bar and concrete, what kind of form The present invention can also be applied to those. Further, the present invention can be applied to a structure using other structural materials in addition to the reinforcing bars and concrete, such as a steel reinforced concrete structure.
2 柱
21 柱主筋(主鉄筋)
21a 拡大部
21b 軸部
3 梁
30 下側梁主筋(梁主筋,主鉄筋)
30a 定着部
31 突出梁部
32 上側梁主筋(梁主筋,主鉄筋)
32a 定着部
33 補強材
33a 脚部
33b 胴体部
2
Claims (3)
前記梁の主鉄筋となる梁主筋のうち、前記梁の上縁側に配置される上側梁主筋を前記柱の主鉄筋となる柱主筋を通過させて延伸させるとともに、その上側梁主筋を折り曲げて前記柱主筋よりも梁反対側に定着させるための定着部を形成し、その定着部を梁反対側に突出させた突出梁部に埋設させ、
前記梁の主鉄筋となる梁主筋のうち、前記梁の下側に配置される下側梁主筋を折り曲げてその定着部を前記柱主筋の内側に埋設させたことを特徴とする柱・梁の接合構造。 It is a column / beam joint structure that joins a column and a beam mainly formed by reinforcing bars and concrete,
Among the beam reinforcements that serve as the main reinforcement of the beam, the upper beam reinforcement that is arranged on the upper edge side of the beam extends through the column reinforcement that serves as the main reinforcement of the column, and the upper beam reinforcement is bent to Form a fixing part for fixing to the opposite side of the beam from the column main reinforcement, and embed the fixing part in the protruding beam part protruding to the opposite side of the beam,
Of the beam main reinforcing bars that serve as the main reinforcing bars of the beam, the lower beam main reinforcing bar arranged on the lower side of the beam is bent and the fixing portion is embedded inside the column main reinforcing bar. Junction structure.
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