JP5613383B2 - Structure - Google Patents
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Description
本発明は、鉄筋コンクリート造の構造体に関する。 The present invention relates to a reinforced concrete structure.
従来、柱と梁を接合して構築される鉄筋コンクリート造の構造体において、梁主筋の端部のコンクリートへの付着強度を実質的にゼロ(アンボンド状態)としたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a reinforced concrete structure constructed by joining columns and beams, there is one in which the bond strength of the end portions of the beam main bars to the concrete is substantially zero (unbonded state) (for example, Patent Document 1). reference).
特許文献1の構造体では、梁主筋の端部に補強筒を外挿することで、コンクリートに対して梁主筋の端部をアンボンド状態としている。そして、地震の際に優先的に梁主筋の端部を降伏させている。
In the structure of
しかし、特許文献1の構造体では、柱及び梁をプレキャスト部材として、柱を構築した後に梁を接合するとき、接合部での主筋の設置を手作業で行う必要があり、施工が容易ではなかった。
However, in the structure of
本発明は、施工が容易となると共に柱及び梁の破損を抑えることができる構造体を得ることを目的とする。 An object of this invention is to obtain the structure which becomes easy to construct and can suppress damage to a column and a beam.
本発明の請求項1に係る構造体は、プレキャスト製の柱部材と、柱梁接合部と梁部とで構成されたプレキャスト製の梁部材とを連結して構築される構造体において、前記梁部材を貫通して設けられた筒状部材と、前記筒状部材に挿通され張力が付与された後に定着されて複数の前記梁部材を連結させる連結部材と、前記梁部材に配置された梁主筋と、前記梁部材の仕口部分において前記梁主筋と前記梁部のコンクリートとの付着力を低下させた付着力低下部と、を有する。
Structure according to
上記構成によれば、連結部材の張力による元の状態への復元力と、鉄筋コンクリートの塑性変形によるエネルギー吸収能力と、が同時に作用するので、構造体の水平方向の変位を低減して柱及び梁の破損を抑えることができる。また、付着力低下部では梁主筋とコンクリートの付着力が低下しているため、梁主筋の塑性変形にともなってコンクリートが変形するのを抑えられ、コンクリートの破損が抑えられる。 According to the above arrangement, the restoring force to the original state by the tension of the consolidated member, and energy absorption capacity due to plastic deformation of the reinforced concrete, but because they act at the same time, posts and to reduce the horizontal displacement of the structure Damage to the beam can be suppressed. In addition, since the adhesive strength between the beam reinforcement and the concrete is reduced in the adhesion lowering portion, the deformation of the concrete due to the plastic deformation of the beam reinforcement is suppressed, and the breakage of the concrete is suppressed.
また、連結部材によって複数の梁部材にプレストレスが導入されるので、このプレストレスによって梁部材に作用する長期荷重により生ずる曲げモーメントが負担され、梁部材中央部での鉄筋の接合作業が不要となる。これにより、構造体の施工が容易となる。 In addition, since prestress is introduced into the plurality of beam members by the connecting member, a bending moment generated by a long-term load acting on the beam member is borne by the prestress, and it is unnecessary to join the reinforcing bars at the center of the beam member. Become. Thereby, construction of a structure becomes easy.
本発明の請求項2に係る構造体は、前記筒状部材が、前記梁部材に作用する曲げモーメントに合わせて湾曲配置されている。この構成によれば、導入プレストレスにより曲げモーメントに抵抗するので、梁が長スパンであっても曲げモーメントに抵抗できる。
In the structure according to
本発明の請求項3に係る構造体は、前記梁部材に、前記梁部と前記柱梁接合部との境界部を保護する保護部材が設けられている。この構成によれば、境界部が保護部材で保護されているので、柱が傾いても、境界部の破損を防ぐことができる。
In the structure according to
本発明は、上記構成としたので、構造体の施工が容易となると共に柱及び梁の破損を抑えることができる。 Since this invention set it as the said structure, construction of a structure becomes easy and it can suppress damage to a pillar and a beam.
本発明の構造体の第1実施形態を図面に基づき説明する。図1には、地盤20上に構築された構造物としての建物10の1、2階層が示されている。なお、図1では、各部材の配置が建物10を正面視にて透視した状態で示されている。建物10は、地盤20上に立設された複数の柱12と、柱12に架設された複数の梁14とで構成されている。なお、梁14には小梁が架設されると共にコンクリート打設によりスラブが形成されているが、これらの図示を省略している。
1st Embodiment of the structure of this invention is described based on drawing. FIG. 1 shows the first and second floors of a
柱12は、地盤20上に立設された第1柱部材16と、各階層で梁14上に立設される第2柱部材18とを有している。図3(b)に示すように、第1柱部材16は、プレキャスト鉄筋コンクリート造であり、軸方向(鉛直方向)に沿って配設された複数の異形鉄筋である柱主筋17と、柱主筋17に対して垂直方向に柱主筋17を囲んで複数配置され柱主筋17に緊結された帯筋(図示省略)とを有している。柱主筋17は、第1柱部材16の上面16Aから上方へ一部が突出しており、突出長さは、梁14の梁せいと、第2柱部材18との接合に必要な長さとを合計した長さとなっている。
The
図3(c)に示すように、第2柱部材18は、プレキャスト鉄筋コンクリート造であり、軸方向(鉛直方向)に沿って配設された複数の異形鉄筋である柱主筋19と、柱主筋19に対して垂直方向に柱主筋19を囲んで複数配置され柱主筋19に緊結された帯筋(図示省略)とを有している。柱主筋19は、第2柱部材18の上面18Aから上方へ一部が突出しており、突出長さは、梁14の梁せいと、上階層の第2柱部材18との接合に必要な長さとを合計した長さとなっている。また、第2柱部材18の下端部における柱主筋19の下端には、スリーブ継手21が外挿されている。
As shown in FIG. 3C, the
スリーブ継手21は、柱主筋17、19の外径よりも大きい内径の貫通穴を有する円筒状部材であり、側壁にはグラウトを注入又は排出するための注入口21A及び排出口21Bが形成されている。ここで、スリーブ継手21が柱主筋17の端部及び柱主筋19の端部に外挿された状態で注入口21Aからグラウトが注入され、排出口21Bから余分なグラウトが排出された後、硬化することにより、第2柱部材18の内部で柱主筋17と柱主筋19とが接合されている。
The
一方、図1に示すように、梁14は、柱12と、柱12の両側に設けられた梁14とが鉄筋コンクリートにより一体成形されたプレキャスト部材としての第1梁部材22、24と、柱12と柱12の片側に設けられた梁14とが鉄筋コンクリートにより一体成形されたプレキャスト部材としての第2梁部材26、28とを有している。なお、第1梁部材22と第1梁部材24、第2梁部材26と第2梁部材28はそれぞれ同じ構成であるため、ここでは第1梁部材22と第2梁部材26について説明し、第1梁部材24と第2梁部材28の説明を省略する。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
図2(a)〜(c)に示すように、第1梁部材22は、コンクリート打設により直方体状に形成されており、柱12の一部を構成する柱梁接合部22Aと、柱梁接合部22Aの両側面に突設された梁部22B、22Cとで構成されている。なお、柱梁接合部22Aと梁部22B、22Cとの境界面23A、23Bを含む部位を接合部30とする。また、第1梁部材22は、柱梁接合部22A及び梁部22B、22Cを貫通して設けられたシース管42(第1梁部材22、24では42A、42Bとする)と、柱梁接合部22A及び梁部22B、22Cに渡って配置された梁主筋32と、梁主筋32を囲んで配置された複数のあばら筋35と、両側の接合部30(柱12の仕口部分)で梁主筋32に外挿された筒部材34とを有している。
As shown in FIGS. 2A to 2C, the
梁主筋32は、第1梁部材22の軸方向(水平方向)に沿って、左端面から右端面まで延伸された異形鉄筋であり、第1梁部材22の幅方向及び鉛直方向に間隔を空けて4本配設されている。なお、梁主筋32は、降伏点が295N/mm2以下の低降伏点鋼であるマイルドスチールが用いられている。
The beam
あばら筋35は、梁主筋32に対して垂直となる方向に配置された異形鉄筋からなるせん断補強筋であり、断面4箇所の梁主筋32を四角形状に取り囲むと共に第1梁部材22の軸方向に間隔を空けて複数配置され、梁主筋32に緊結されている。なお、各図面における梁主筋32及びあばら筋35の表示は、異形鉄筋としての表示を省略して丸鋼として表示する。
The
筒部材34は、中空円筒状で内部を梁主筋32が挿通可能な大きさとなっており、梁主筋32との隙間には何も充填されていない。このため、梁主筋32がアンボンド状態となっている。また筒部材34の外周面はコンクリートに付着して固定されており、一方の端面は前述の境界面23A又は境界面23Bに接している。なお、筒部材34の軸方向長さは、第1梁部材22の大きさ、重量等に合わせて適宜設定される。
The
シース管42Aは、直線状に形成されており、梁主筋32及びあばら筋35の内側で第1梁部材22の断面中央に1箇所設けられている。シース管42Aの内径は、後述するPC鋼線40が挿通可能な大きさとなっている。
The
図2(b)に示すように、第1梁部材22の柱梁接合部22Aには、柱主筋17(図1参照)が挿通される複数のシース管25が鉛直方向を軸方向として埋設されている。また、柱梁接合部22Aにおける梁主筋32及びシース管42Aと異なる高さ位置には、複数のシース管25を囲んで帯筋27が設けられている。なお、図2(b)を除く他の図では、柱12及び各柱梁接合部での帯筋27の図示を省略する。
As shown in FIG. 2B, a plurality of
図3(a)に示すように、第2梁部材26は、コンクリート打設により直方体状に形成されており、柱12の一部を構成する柱梁接合部26Aと、柱梁接合部26Aの片側面に突設された梁部26Bとで構成されている。なお、柱梁接合部26Aと梁部26Bとの境界面29を含む部位を接合部30とする。また、第2梁部材26は、柱梁接合部26A及び梁部26Bを貫通して設けられたシース管42(第2梁部材26、28では42C、42Dとする)と、柱梁接合部26A及び梁部26Bに渡って配置された梁主筋33と、梁主筋33を囲んで配置された複数のあばら筋35と、接合部30で梁主筋33に外挿された筒部材34とを有している。
As shown in FIG. 3A, the
梁主筋33は、第2梁部材26の軸方向(水平方向)に沿って、左端面の近傍から右端面まで延伸された異形鉄筋であり、第2梁部材26の幅方向及び鉛直方向に間隔を空けて4本配設されている。また、柱梁接合部26Aにおける梁主筋33の端部には、機械式の定着具36が設けられており、第2梁部材26における梁主筋33のコンクリートとの定着性を高めている。なお、梁主筋33は、梁主筋32(図2参照)と同じマイルドスチールが用いられている。
The beam
シース管42Cは、直線状に形成されており、梁主筋33及びあばら筋35の内側で第2梁部材26の断面中央に1箇所設けられている。シース管42Cの内径は、後述するPC鋼線40が挿通可能な大きさとなっている。また、柱梁接合部26Aの左端面近傍におけるシース管42Cの端部位置には、シース管42Cの内部と連通した凹部37が形成されている。
The
第2梁部材26の柱梁接合部26Aには、柱主筋17(図1参照)が挿通される複数のシース管25が鉛直方向を軸方向として設けられている。また、柱梁接合部26Aにおける梁主筋33及びシース管42Cと異なる高さ位置には、複数のシース管25を囲んで帯筋が設けられているが、図示を省略している。
A plurality of
ここで、図1に示すように、建物10の左側から右側へ向けて、第2梁部材26、第1梁部材22、第1梁部材24、及び第2梁部材28が水平方向に直線状に配置されており梁14を形成している。そして、シース管42C、42A、42B、及び42Dの内部には、1本のPC鋼線40が挿通されている。
Here, as shown in FIG. 1, the
PC鋼線40は、図示しないジャッキで左右に引っ張られると共に定着具44で固定されており、梁14にプレストレス力(圧縮力)を付与している。このプレストレス力により、第2梁部材26、第1梁部材22、第1梁部材24、及び第2梁部材28は、3箇所の中央接合部47、45、46で接合されている。なお、中央接合部45〜46では各梁主筋が不連続となっているが、PC鋼線40で各梁部材が接合されているため、曲げモーメント及びせん断力は伝達される。
The
定着具44は、凹部37(図3(a)参照)内に配置された支圧板及び雌コーンと、PC鋼線40に外挿されたクサビ状の雄コーンとで構成されており、PC鋼線40の引張力を解除することで雄コーンが雌コーンと接触して固定されるクサビ方式のものが用いられている。
The fixing
次に、柱12、梁14、及び建物10の施工手順について説明する。まず、第1柱部材16、第2柱部材18、第1梁部材22、24、及び第2梁部材26、28の各プレキャスト部材の製法について説明する。
Next, the construction procedure of the
図3(b)に示すように、第1柱部材16に合わせて形成された型枠(図示省略)内に上端側が露出するようにして複数の柱主筋17及び帯筋27(図2(b)参照)を配置し、型枠内にコンクリートを打設、硬化させることにより、第1柱部材16が形成される。同様にして、図3(c)に示すように、第2柱部材18に合わせて形成された型枠(図示省略)内に上端側が露出するようにして複数の柱主筋19及び帯筋を配置すると共に、柱主筋19の下端側にスリーブ継手21を外挿配置して、型枠内にコンクリートを打設、硬化させることにより、第2柱部材18が形成される。
As shown in FIG. 3 (b), a plurality of column
一方、図2(a)〜(c)に示すように、第1梁部材22、24に合わせて形成された型枠(図示省略)内に、複数のシース管25、筒部材34を外挿した梁主筋32、及びあばら筋35を配置し、梁主筋32にあばら筋35を緊結する。そして、筒部材34の端面を境界面23A、23Bの位置に配置すると共に、梁主筋32及びあばら筋35の内側にシース管42A(42B)を配置する。この状態で型枠内にコンクリートを打設し所定の期間養生してから型枠を取り外すことにより、第1梁部材22、24が形成される。
On the other hand, as shown in FIGS. 2A to 2C, a plurality of
同様にして、図3(a)に示すように、第2梁部材26、28に合わせて形成された型枠(図示省略)内に、複数のシース管25、筒部材34を外挿した梁主筋33、及びあばら筋35を配置し、梁主筋33にあばら筋35を緊結する。なお、梁主筋33の一端は、予め定着具36が取り付けられており、こぶ状となっている。そして、筒部材34の端面を境界面29の位置に配置すると共に、梁主筋33及びあばら筋35の内側にシース管42C(42D)を配置する。さらに、シース管42C(42D)の一端に、凹部37に合わせた凸状の型枠を配置する。この状態で型枠内にコンクリートを打設し、所定の期間養生してから型枠を取り外すことにより、第2梁部材26、28が形成される。
Similarly, as shown in FIG. 3A, a beam in which a plurality of
次に、建物10の施工手順について説明する。
Next, the construction procedure of the
図4(a)に示すように、まず、地盤20上に複数の第1柱部材16を所定の間隔をあけて立設する。ここで、柱主筋17は第1柱部材16の上部で露出した状態となっている。なお、地盤20には、既に基礎(図示省略)が構築されており、第1柱部材16は、この基礎に機械式継手を用いて接合されている。
As shown in FIG. 4A, first, a plurality of
続いて、図4(b)に示すように、クレーン及びワイヤー(図示省略)を用いて第2梁部材26、28を吊下げ、建物10の両端部に位置する第1柱部材16の上方に配置すると共に、第2梁部材26、28のシース管25内に柱主筋17を挿通させる。これにより、第1柱部材16の上面に第2梁部材26、28が設置される。そして、シース管25内にグラウトを注入し、第2梁部材26、28を固定する。なお、第2梁部材26の梁部26Bの端面と、第2梁部材28の梁部28Bの端面は、互いに内側に向けて対向配置された状態となっている。
Subsequently, as shown in FIG. 4 (b), the
続いて、図4(c)に示すように、クレーン(図示省略)及びワイヤーWを用いて第1梁部材22、24を吊下げ、第2梁部材26、28の間に位置する第1柱部材16の上方に配置すると共に、第1梁部材22、24のシース管25内に柱主筋17を挿通させる。そして、シース管25内にグラウトを注入し、第1梁部材22、24を固定する。これにより、第1柱部材16の上面に第1梁部材22、24が設置されると共に第1梁部材22、24、及び第2梁部材26、28が直線状に配置され、シース管42A、42B、42C、及び42D内が連通状態となる。この状態において、中央接合部45、46、及び47となる部位の隙間には、接合用のグラウトが充填される。
Subsequently, as shown in FIG. 4 (c), the
続いて、図5(a)に示すように、シース管42A、42B、42C、及び42D内に1本のPC鋼線40を挿通して、第2梁部材26、28の各凹部37(図3(a)参照)内にPC鋼線40の両端部を引き出す。そして、各凹部37内に定着具44の支圧板及び雌コーンを配置すると共に、PC鋼線40の両端部に雄コーンを外挿する。
Subsequently, as shown in FIG. 5A, one
続いて、PC鋼線40の両端部を図示しないジャッキを用いて引っ張り、PC鋼線40に引張力を導入した後、ジャッキを取り外す。このとき、PC鋼線40が元の状態に縮もうとする復元力によって定着具44の雄コーンが移動し、雌コーンと接触して、PC鋼線40の両端部が凹部37内に固定される。そして、PC鋼線40によってプレストレス力(圧縮力)が導入されることにより、3箇所の中央接合部47、45、46において、第2梁部材26、第1梁部材22、第1梁部材24、及び第2梁部材28が接合される。
Subsequently, both ends of the
さらに、第2梁部材26、第1梁部材22、第1梁部材24、及び第2梁部材28に小梁(図示省略)が架設されると共にコンクリート打設によりスラブ(図示省略)が形成され、梁14が形成される。ここで、梁14の上面には、柱主筋17の一端が露出している。なお、本実施形態では、シース管42内へグラウトを注入せずにPC鋼線40をアンボンド状態とするが、これに限定されるものではなく、シース管42内にグラウトを充填して硬化させてもよい。
Further, a small beam (not shown) is installed on the
続いて、図5(b)に示すように、スリーブ継手21が下端側に配置された状態でクレーン及びワイヤー(図示省略)を用いて第2柱部材18を吊下げ、梁14の上方に一旦配置すると共に、スリーブ継手21内に柱主筋17を挿入して、梁14上に複数の第2柱部材18を立設する。
Subsequently, as shown in FIG. 5B, the
続いて、図5(c)に示すように、スリーブ継手21の注入口21A(図3(c)参照)からグラウトを注入すると共に、排出口21Bからグラウトの排出を確認することで、スリーブ継手21内にグラウトを注入、硬化させる。これにより、梁14の上面に複数の第2柱部材18が固定される。このようにして柱12が形成され、建物10が構築される。なお、建物10の3階層以上の階層については、上記の柱12及び梁14の施工手順を繰り返すことで構築される。
Subsequently, as shown in FIG. 5 (c), the grout is injected from the
次に、本発明の第1実施形態の作用について説明する。なお、梁14の作用については、第1梁部材22の部位について説明し、同様の作用が得られる第1梁部材24及び第2梁部材26、28の部位の説明を省略する。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described. In addition, about the effect | action of the
図6には、建物10の接合部30における地震時の各部材の変形状態が示されている。また、図7(a)には、比較例1として、第1梁部材22にPC鋼線40のみを設けてプレストレス力を作用させたときの柱12の層間変形角(θ)と、第1梁部材22に作用するモーメント(M)との関係が履歴曲線で示されており、図7(b)には、比較例2として、第1梁部材22に梁主筋32のみを用いて降伏させたときの層間変形角θと第1梁部材22に作用するモーメントMとの関係が履歴曲線で示されている。さらに、図7(c)には、本発明の第1実施形態に係る第1梁部材22における層間変形角θと第1梁部材22に作用するモーメントMとの関係が履歴曲線で示されている。
FIG. 6 shows the deformation state of each member at the time of earthquake at the joint 30 of the
ここで、図6において、第1梁部材22に梁主筋32が無くPC鋼線40のみが設けられている比較例1の場合、図7(a)に示すように、地震により外力が作用すると第1梁部材22は弾性変形する。そして、作用している外力が除かれると、第1梁部材22はPC鋼線40の張力により復元されるため、同じ軌跡をたどって元の位置(原点O)に戻る。このとき、消費されるエネルギーがほとんど無いため、比較例1の構成では地震のエネルギーを吸収することができない。
Here, in FIG. 6, in the case of the comparative example 1 in which the
一方、図6において、第1梁部材22にPC鋼線40が無く、梁主筋32が降伏する比較例2の場合、図7(b)に示すように、地震により外力が作用すると第1梁部材22は弾塑性変形するが、このとき、梁主筋32の塑性変形によりエネルギーが消費されるため、地震のエネルギーを吸収することができる。ただし、比較例2では、梁主筋32が塑性変形しているため、元(原点O)には戻らない。
On the other hand, in FIG. 6, in the case of the comparative example 2 in which the
ここで、図6及び図7(c)に示すように、本実施形態における第1梁部材22では、地震により外力が作用すると第1梁部材22が弾性変形するが、筒部材34内では、アンボンド状態となっているマイルドスチールからなる梁主筋32が容易に塑性変形(降伏)する。この塑性変形にエネルギーが消費されるため、第1梁部材22では地震のエネルギーを吸収することができ、梁主筋32の破断を防ぐことができる。そして、第1梁部材22は、梁主筋32の塑性変形後、PC鋼線40の張力により復元されるため、元の状態(原点O)に戻る。これにより、弾性変形の特性と共にエネルギーが消費されるフラッグシェイプ型の履歴特性が得られる。
Here, as shown in FIGS. 6 and 7C, in the
このように、建物10では、柱12及び梁14に地震による外力が作用したとき、PC鋼線40の張力による元の状態への復元力と、鉄筋コンクリート内のアンボンド状態の梁主筋32の塑性変形によるエネルギー吸収能力とが同時に作用するので、建物10の水平方向の変位を低減して柱12及び梁14の破損を抑えることができる。また、筒部材34を設けた部位では梁主筋32とコンクリートの付着力が低下しているため、梁主筋32の塑性変形にともなってコンクリートが変形するのを抑えられ、コンクリートの破損が抑えられる。
Thus, in the
また、建物10では、柱12と梁14が一体成形されているので、柱12と梁14を現場で接合させる場合に較べて、梁主筋32の配置等の手作業が不要となる。さらに、PC鋼線40によって複数の梁14にプレストレスが導入されるので、このプレストレスによってモーメント及びせん断力が伝達可能となると共に梁14に対する長期荷重が支持される。これにより、梁14の中央部である中央接合部45、46、47での梁主筋32、33の接合作業が不要となり、建物10の施工が容易となる。
Moreover, in the
次に、本発明の構造体の第1実施形態の他の実施例を図面に基づき説明する。なお、前述した第1実施形態と基本的に同一の部材には、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。 Next, another example of the first embodiment of the structure of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment are given to the members that are basically the same as those in the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.
図8(a)には、第1実施形態の建物10(図1参照)の他の第1実施例として、建物50が示されている。建物50は、建物10の梁14に換えて梁51が設けられた構成となっている。梁51は、柱12と、柱12の両側に設けられた梁51とが鉄筋コンクリートにより一体成形されたプレキャスト部材としての第3梁部材52、54と、第2梁部材26、28とを有している。
FIG. 8A shows a building 50 as another first example of the building 10 (see FIG. 1) of the first embodiment. The building 50 has a configuration in which a beam 51 is provided instead of the
第3梁部材52は、第1梁部材22(図2(a)参照)の梁部22Cに換えて、長スパンの梁部52Aが設けられた構成となっている。また、第3梁部材54は、第1梁部材22(図2(a)参照)の梁部22Bに換えて、長スパンの梁部54Aが設けられた構成となっている。さらに、第3梁部材52、54は、柱主筋17が挿通されるシース管25、帯筋(図示省略)、PC鋼線58が挿通される直線状のシース管56(56A、56B)、梁主筋53、55、あばら筋35、及び筒部材34を有している。
The
梁主筋53、55は、第3梁部材52、54の軸方向(水平方向)に沿って、左端面から右端面まで延伸された異形鉄筋であり、第3梁部材52、54の幅方向及び鉛直方向に間隔を空けて4本配設されている。なお、梁主筋53、55としては、降伏点が295N/mm2以下の低降伏点鋼であるマイルドスチールを用いることが好ましい。
The main beam bars 53 and 55 are deformed bars extending from the left end surface to the right end surface along the axial direction (horizontal direction) of the
あばら筋35は、作用するせん断力の大きさに合わせて梁51の軸方向における配置間隔dが異なっており、柱12に近い位置の配置間隔はd1と狭く、2本の柱12の中央位置P付近では、配置間隔が幅d2(>d1)と広くなっている。
The
PC鋼線58は、図示しないジャッキで左右に引っ張られると共に定着具44(図1参照)で固定され、梁51にプレストレス力(圧縮力)を付与している。このプレストレス力により、3箇所の中央接合部59A、59B、59Cにおいて、第2梁部材26、第3梁部材52、第3梁部材54、及び第2梁部材28が接合されている。
The PC steel wire 58 is pulled to the left and right by a jack (not shown) and fixed by the fixing tool 44 (see FIG. 1) to apply a prestressing force (compressive force) to the beam 51. With this prestressing force, the
このように、梁部の一方端を延伸させた第3梁部材52、54をPC鋼線58のプレストレス力によって接合することにより、長大スパンの梁51を得ることができる。
Thus, by joining the
一方、図8(b)には、第1実施形態の建物10(図1参照)の他の第2実施例として、建物60が示されている。建物60は、建物10の梁14に換えて、梁61が設けられた構成となっている。梁61は、第1実施形態の梁14(図1参照)の第1梁部材22と第2梁部材24の間に、さらに第4梁部材62を追加した構成となっている。
On the other hand, FIG. 8B shows a building 60 as another second example of the
第4梁部材62は、鉄筋コンクリートからなる直方体状のプレキャスト部材であり、梁主筋63と、あばら筋35と、梁主筋63の内側に配置されPC鋼線66が挿通される直線状のシース管64とを有している。
The
梁主筋63は、第4梁部材62の軸方向(水平方向)に沿って、左端面から右端面まで延伸された異形鉄筋であり、第4梁部材62の幅方向及び鉛直方向に間隔を空けて4本配設されている。なお、梁主筋63としては、マイルドスチールを用いることが好ましい。また、第4梁部材62のあばら筋35の配置間隔は幅d2(>d1)と広くなっている。
The beam
PC鋼線66は、図示しないジャッキで左右に引っ張られると共に定着具44(図1参照)で固定され、梁61にプレストレス力(圧縮力)を付与している。このプレストレス力により、4箇所の中央接合部65A、65B、65C、及び65Dにおいて、第2梁部材26、第1梁部材22、第4梁部材62、第1梁部材24、及び第2梁部材28が接合されている。
The
このように、第1梁部材22、24の間に第4梁部材62を追加して、PC鋼線66のプレストレス力によって接合することにより、長大スパンの梁61を得ることができる。また、梁61では、シース管42、64内にグラウトを充填せず、PC鋼線66をアンボンド状態としておくことにより、建物60の解体が容易になる。そして、他の場所で建物を再構築するとき、第4梁部材62を長さの異なる梁部材に変更するだけで、建物のスパンを変更することができるので、梁61の再利用が容易となる。
Thus, by adding the
次に、本発明の構造体の第2実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第1実施形態と基本的に同一の部材には、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。 Next, 2nd Embodiment of the structure of this invention is described based on drawing. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment are given to the members that are basically the same as those in the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.
図9には、第2実施形態としての建物70が示されている。建物70は、第1実施形態の建物10(図1参照)の梁14に換えて、梁71が設けられた構成となっている。梁71は、柱12と、柱12の両側に設けられた梁71とが鉄筋コンクリートにより一体成形されたプレキャスト部材としての第5梁部材72、74と、第2梁部材26、28とを有している。
FIG. 9 shows a
第5梁部材72は、第1梁部材22(図2(a)参照)の梁部22Cに換えて、長スパンの梁部72Cが設けられた構成となっている。また、第5梁部材74は、第1梁部材22(図2(a)参照)の梁部22Bに換えて、長スパンの梁部74Bが設けられた構成となっている。さらに、第5梁部材72、74は、柱主筋17が挿通されるシース管25、帯筋(図示省略)、PC鋼線78が挿通されるシース管76(76A、76B)、梁主筋73、75、あばら筋35、及び筒部材34を有している。
The
梁主筋73、75は、第5梁部材72、74の軸方向(水平方向)に沿って、左端面から右端面まで延伸された異形鉄筋であり、第5梁部材72、74の幅方向及び鉛直方向に間隔を空けて4本配設されている。また、梁主筋73、75には、接合部である柱12の側面位置において筒部材34が外挿されている。なお、梁主筋73、75としては、マイルドスチールを用いることが好ましい。
The main beam bars 73 and 75 are deformed reinforcing bars extending from the left end surface to the right end surface along the axial direction (horizontal direction) of the
あばら筋35は、作用するせん断力の大きさに合わせて梁71の軸方向における配置間隔dが異なっており、柱12に近い位置の配置間隔は幅d1と狭く、2本の柱12の間の中央位置P付近では配置間隔が幅d2(>d1)と広くなっている。また、シース管76は、柱12に近い位置では断面中央に埋設されており、梁71の中央位置Pでは梁71の梁せい方向の下端側に埋設されている。これにより、シース管76は、梁71の中央部において下側に凸となるように配置されている。
In the
ここで、図11(a)に示すように、梁71におけるあばら筋35の配置間隔が狭い領域(幅d1)と広い領域(幅d2)の境界位置をA、Bとしたとき、シース管76は、それぞれの柱12の側面から境界位置A、Bまでの範囲で直線状に配置されており、境界位置Aから中央位置Pを経由して境界位置Bまでの範囲で下に凸の湾曲配置となっている。シース管76の湾曲配置は、図11(b)に示すように、梁71に作用する長期曲げモーメントMに合わせて設定されており、シース管76内に挿通されるPC鋼線78によって、長期曲げモーメントMに対する梁71の耐性が強化されている。
Here, as shown in FIG. 11A, when the boundary positions of the region (width d1) and the wide region (width d2) in which the
図9に示すように、PC鋼線78は、図示しないジャッキで左右に引っ張られると共に定着具44(図1参照)で固定されることにより、梁71にプレストレス力(圧縮力)を付与している。このプレストレス力により、梁71は、3箇所の中央接合部79A、79B、79Cにおいて、第2梁部材26、第5梁部材72、第5梁部材74、及び第2梁部材28が接合されている。
As shown in FIG. 9, the
一方、図10(a)、(b)に示すように、第5梁部材72は、柱12の一部を構成する柱梁接合部72Aと、柱梁接合部72Aの両側面に突設された梁部72B、72Cとで構成されている。同様に、第5梁部材74は、柱12の一部を構成する柱梁接合部74Aと、柱梁接合部74Aの両側面に突設された梁部74B、74Cとで構成されている。なお、柱梁接合部72A、74Aと梁部72B、74Bとの境界を境界面81Aとし、柱梁接合部72A、74Aと梁部72C、74Cとの境界を境界面81Bとして、境界面81A、81Bを含む部位を接合部80とする。
On the other hand, as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the
ここで、梁部72B、72C、及び梁部74B、74Cにおける境界面81A、81Bの上端及び下端の角部には、保護アングル82が設けられている。保護アングル82は、断面L字状の鉄製部材であり、一方の面82Aが第5梁部材72、74の上面と面一に配置され、他方の面82Bが境界面81A、81Bと面一に配置されている。また、保護アングル82は、第5梁部材72、74を形成するときにコンクリート打設前の型枠内に配置しておくことで、第5梁部材72、74と一体化される。
Here,
なお、建物70は、プレキャスト部材を形成するときに型枠内にシース管76A、76Bを湾曲配置すること、及び保護アングル82を配置することを除き、第1実施形態の建物10(図1参照)と同様の施工手順にて構築されるため、建物70の施工手順の説明は省略する。
The
次に、本発明の第2実施形態の作用について説明する。なお、梁71の作用については、第5梁部材72の部位について説明し、同様の作用が得られる第5梁部材74及び第2梁部材26、28の部位の説明を省略する。
Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the effect | action of the
図12及び図7(c)に示すように、本実施形態における第5梁部材72では、地震により外力が作用すると第5梁部材72が弾性変形するが、筒部材34内ではアンボンド状態となっているマイルドスチールからなる梁主筋73が容易に塑性変形(降伏)する。この塑性変形においてエネルギーが消費されるため、第5梁部材72では地震のエネルギーを吸収することができる。そして、第5梁部材72は、梁主筋73の塑性変形後、PC鋼線78のプレストレス力により復元されるため元の状態(原点O)に戻る。これにより、弾性変形の特性と共にエネルギーが消費されるフラッグシェイプ型の履歴特性が得られる。
As shown in FIGS. 12 and 7C, in the
このように、建物70は、柱12及び梁71に地震による外力が作用したとき、PC鋼線78のプレストレス力による元の状態への復元力と、鉄筋コンクリート内の梁主筋73の塑性変形によるエネルギー吸収能力とが同時に作用するので、建物70の水平方向の変位を低減して柱12及び梁71の破損を抑えることができる。また、筒部材34を設けた部位では梁主筋73とコンクリートの付着力が低下しているため、梁主筋73の塑性変形にともなってコンクリートが変形するのを抑えられ、コンクリートの破損が抑えられる。
Thus, when an external force due to an earthquake acts on the
また、建物70は、柱12と梁71が一体成形されているので、柱12と梁71を現場で接合させる場合に較べて、梁主筋73の配置等の手作業が不要となる。さらに、PC鋼線78によって複数の梁71にプレストレスが導入されるので、このプレストレスによってモーメント及びせん断力が伝達可能となると共に梁71に対する長期荷重が支持される。これにより、梁71の中央部である中央接合部79A、79B、79C(図9参照)での梁主筋73、75の接合作業が不要となり、建物70の施工が容易となる。
Moreover, since the
さらに、建物70は、梁71の境界面81A、81B(図10(a)参照)におけるコンクリートの角部が保護アングル82で保護されているので、柱12が傾いても、柱梁接合部72Aと梁部72B、72Cとの接触によるコンクリートの割れが抑えられ、境界面81A、81Bの破損を防ぐことができる。
Furthermore, since the corners of the concrete are protected by the
また、図9に示すように、建物70は、シース管76A、76Bが、梁71に作用する長期曲げモーメントに合わせて中央部で湾曲配置されているため、導入プレストレスにより曲げモーメントに抵抗する。これにより、梁71が長スパンであっても長期曲げモーメントに抵抗できる。
Moreover, as shown in FIG. 9, since the
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。 In addition, this invention is not limited to said embodiment.
各建物における柱、梁、柱主筋、梁主筋、シース管、及びPC鋼線の本数は、図示した本数に限定されず、自由に設定可能である。また、付着力低下部として筒部材34を用いる他に、例えば、異形鉄筋の凹凸をエポキシ等の樹脂材料で埋めたり、あるいは異形鉄筋の凹凸部にビニールテープを巻いたり、端部のみを丸棒としたものを用いてもよい。さらに、各PC鋼線の定着方法としては、本実施形態のような楔方式だけでなく、ナットを用いたネジ方式を用いてもよい。
The number of columns, beams, column main bars, beam main bars, sheath tubes, and PC steel wires in each building is not limited to the number shown, and can be freely set. Further, in addition to using the
10 建物(構造体)
12 柱(柱)
14 梁
22 第1梁部材(プレキャスト部材)
24 第1梁部材(プレキャスト部材)
26 第2梁部材(プレキャスト部材)
28 第2梁部材(プレキャスト部材)
30 接合部(仕口部分)
32 梁主筋(梁主筋)
33 梁主筋(梁主筋)
34 筒部材(付着力低下部)
40 PC鋼線(連結部材)
42 シース管(筒状部材)
50 建物(構造体)
51 梁
52 第3梁部材(プレキャスト部材)
53 梁主筋(梁主筋)
54 第3梁部材(プレキャスト部材)
55 梁主筋(梁主筋)
56 シース管(筒状部材)
58 PC鋼線(連結部材)
60 建物(構造体)
61 梁
62 第4梁部材(プレキャスト部材)
63 梁主筋(梁主筋)
64 シース管(筒状部材)
66 PC鋼線(連結部材)
70 建物(構造体)
71 梁
72 第5梁部材(プレキャスト部材)
73 梁主筋(梁主筋)
74 第5梁部材(プレキャスト部材)
76 シース管(筒状部材)
78 PC鋼線(連結部材)
80 接合部(仕口部分)
81A 境界面(境界部)
81B 境界面(境界部)
82 保護アングル(保護部材)
10 Building (structure)
12 pillars
14
24 First beam member (precast member)
26 Second beam member (precast member)
28 Second beam member (precast member)
30 joint (joint part)
32 Beam reinforcement (beam reinforcement)
33 Beam reinforcement (beam reinforcement)
34 cylinder member
40 PC steel wire (connecting member)
42 Sheath tube (tubular member)
50 Building (structure)
51
53 Beam reinforcement (beam reinforcement)
54 Third beam member (Precast member)
55 Beam main bar (beam main bar)
56 Sheath tube (tubular member)
58 PC steel wire (connecting member)
60 Building (Structure)
61
63 Beam reinforcement (beam reinforcement)
64 sheath tube (tubular member)
66 PC steel wire (connecting member)
70 Building (Structure)
71
73 Beam reinforcement (beam reinforcement)
74 Fifth beam member (Precast member)
76 Sheath tube (tubular member)
78 PC steel wire (connecting member)
80 joint (joint part)
81A boundary surface (boundary part)
81B interface (boundary part)
82 Protective angle (protective member)
Claims (3)
前記梁部材を貫通して設けられた筒状部材と、
前記筒状部材に挿通され張力が付与された後に定着されて複数の前記梁部材を連結させる連結部材と、
前記梁部材に配置された梁主筋と、
前記梁部材の仕口部分において前記梁主筋と前記梁部のコンクリートとの付着力を低下させた付着力低下部と、
を有する構造体。 In a structure constructed by connecting a precast column member and a precast beam member composed of a column beam joint and a beam portion ,
A cylindrical member provided through the beam member ;
A connecting member that is inserted into the cylindrical member and fixed after the tension is applied to connect the plurality of beam members ;
A beam main bar arranged in the beam member ;
An adhesive strength-decreasing portion in which the adhesive strength between the beam main reinforcement and the concrete of the beam portion is reduced in the joint portion of the beam member ;
A structure having
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