JP5435697B2 - 柱梁接合部構造 - Google Patents
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この水平方向の接合部入力せん断力(Th)に対して、柱梁接合部30のせん断強度がある程度余裕をもって上回るように設計しなければならない。この際、大きな水平力が作用する高層住宅の低層部では、部材の曲げ強度を確保するために、高強度の太径鉄筋を上下二段配筋で配置しようとすると、柱梁接合部入力せん断力を上回る柱梁接合部せん断強度を確保することが困難となる場合もある。そこで、柱梁接合部30の強度を上げるためには、柱部材20や梁部材10の断面積を大きくして、せん断強度に寄与できる面積を増加させるか、柱梁接合部30のコンクリート強度を上げるしか方策がない。
せん断強度=定数×(コンクリート強度)1/2〜2/3 ・・・ (2)
これに対して、本発明は、特許文献1の図1において、左右の梁で同時に引張力が作用する梁主筋(上部梁主筋22,下部梁主筋33)どうしを、直接一本の鉄筋としている点に特徴がある。
本発明の実施形態に係る柱梁接合部構造は、図1に示すように、柱梁接合部30において、右梁部材11の二段筋50をそれぞれ柱梁接合部30内で折り曲げて貫通させ、左梁部材12の二段筋50となるようにX型配置している。すなわち、右梁部材11の上側の二段筋50を、柱梁接合部30内の右側で下側に折り曲げると共に、柱梁接合部30内の左側で一段筋40と平行となるように折り曲げて柱梁接合部30内を貫通させることにより、左梁部材12の下側の二段筋50とする。同様に、右梁部材11の下側の二段筋50を、柱梁接合部30内の右側で上側に折り曲げると共に、柱梁接合部30内の左側で一段筋40と平行となるように折り曲げて柱梁接合部30内を貫通させることにより、左梁部材12の上側の二段筋50とする。
同様に、柱梁接合部30において、上柱部材21の二段筋70をそれぞれ柱梁接合部30内で折り曲げて貫通させ、下柱部材22の二段筋70となるようにX形配置している。すなわち、上柱部材21の右側の二段筋70を、柱梁接合部30内の上側で左側に折り曲げると共に、柱梁接合部30内の下側で一段筋60と平行となるように折り曲げて柱梁接合部30内を貫通させることにより、下柱部材22の左側の二段筋70とする。同様に、上柱部材21の左側の二段筋70を、柱梁接合部30内の上側で右側に折り曲げると共に、柱梁接合部30内の下側で一段筋60と平行となるように折り曲げて柱梁接合部30内を貫通させることにより、下柱部材22の右側の二段筋70とする。なお、柱部材20の二段筋70をX形配筋とするのは、鉛直方向のせん断設計が困難な場合である。
このような構成からなる柱梁接合部構造では、X形状の配筋とした部分において、鉄筋の両端部で同方向の力が作用することになる。すなわち、梁部材10について考えると、図1に示すように、梁部材10に対して右回りのモーメント(bM1、bM2)が発生すると、右上側から左下側へ向かう梁部材二段筋50では、柱梁接合部30においてそれぞれ引張力(bT2、bT2)が作用する。一方、右下側から左上側へ向かう梁部材二段筋50では、柱梁接合部30においてそれぞれ圧縮力(bC2、bC2)が作用する。
このとき、柱梁接合部30には、コンクリートとの付着によって伝達される力成分によって入力されるせん断力のみが作用するので、従来の柱梁接合部構造と比較して、入力されるせん断力を低減することができる。
本実施形態において、X形状の配筋部分に使用する鉄筋は、図2に示すように、外周がビニール等の被覆材(例えばシース管)で被覆されている。この被覆部分では、コンクリートに対する鉄筋の付着力が低減する(コンクリートとの付着力を無くす)ことができる。X形状の配筋部分に使用する鉄筋は、図2に示すものに限られず、鉄筋の外周面をブチレンゴム系のアンボンド材でコーティングする等、コンクリートに対する付着力を低減することができれば、どのような構成であってもよい。
本実施形態において、二段筋(50,70)のX形状折曲部は、図4に示すように、当該二段筋(50,70)と交差する方向に位置する一段筋(60,40)の接合部中心側に位置させている。すなわち、梁部材10の二段筋50をX形配筋とした場合には、二段筋50のX形状折曲部を柱部材20の一段筋60の接合部中心側に位置させる。また、柱部材20の二段筋70をX形配筋とした場合には、二段筋70のX形状折曲部を梁部材10の一段筋40の接合部中心側に位置させる。
次に、本実施形態の柱梁接合部構造によって、せん断力が低減する仕組みを説明する。
柱梁構造に対して図1に示すような逆対称モーメントが発生すると、柱梁接合部30において、図3に示すように、ストラット機構として、左上から右下へ向かうコンクリートの圧縮束(ストラット)が形成される。そして、柱梁接合部30では、ストラットと二段筋(50,70)の圧縮力(bC2,cC2)とが丁度重なっている。このため、二段筋(50,70)の圧縮力(bC2,cC2)が負担する分だけ、柱梁接合部30のコンクリートが負担するせん断力が低減される。さらに、X形状の配筋部分において、コンクリートに対する鉄筋の付着力を低減させる(付着力を切る)ことにより、X形状の二段筋(50,70)における負担力を増加させることができる。
11 右梁部材
12 左梁部材
20 柱部材
21 上柱部材
22 下柱部材
30 柱梁接合部
40 梁部材一段筋
50 梁部材二段筋
60 柱部材一段筋
70 柱部材二段筋
100 従来の柱部材の軸鉄筋(一段筋)
110 従来の柱部材の軸鉄筋(二段筋)
200 従来の梁部材の軸鉄筋(一段筋)
210 従来の梁部材の軸鉄筋(二段筋)
Claims (3)
- 柱部材と梁部材との接合部において、前記接合部の外周側に位置して前記接合部を貫通する一直線状の一段筋を備え、
前記一段筋の接合部内側に位置する梁部材二段筋又は柱部材二段筋の少なくとも一方をX形状に折り曲げ加工して配筋したことを特徴とする柱梁接合部構造。 - 前記X形状の配筋部分において、コンクリートに対する鉄筋の付着力を低減させることを特徴とする請求項1に記載の柱梁接合部構造。
- 前記二段筋のX形状折曲部は、当該二段筋と交差する方向に位置する一段筋の接合部中心側に位置させたことを特徴とする請求項1又は2に記載の柱梁接合部構造。
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