JP5784569B2 - 鉄筋コンクリート梁の開口部補強構造および梁筋ユニット - Google Patents

Description

本発明は、住宅建築等におけるシングル配筋構造の鉄筋コンクリート梁あるいはシングル配筋構造の鉄筋コンクリート基礎梁（以下、これらを総称して「鉄筋コンクリート梁」と呼ぶ。）に形成した梁幅方向に貫通する開口部の補強に用いる開口補強筋ユニット、および、当該開口補強筋ユニットを用いた開口部補強構造に関する。また、本発明は、住宅建築等におけるシングル配筋構造の鉄筋コンクリート梁に梁幅方向に貫通する開口部を形成する場合に用いられる工場生産される梁筋ユニットに関する。

住宅建築等では、鉄筋コンクリート梁の立ち上がり部に、シングル配筋構造の梁筋が用いられている。シングル配筋構造の梁筋では、上下一対の梁主筋に一定のピッチであばら筋が取り付けられている。シングル配筋の梁筋としては、工場生産されて現場に持ち込まれる梁筋ユニットが知られている。工場生産では、上下の梁主筋にあばら筋の上下端をスポット溶接して、梁筋ユニットが製作される。特許文献１には、工場生産される梁筋ユニットが記載されている。

鉄筋コンクリート梁の立ち上がり部においては、配管のために、梁幅方向に貫通するスリーブ開口等の開口部が形成されることがある。開口部を設けると、梁の剛性、耐力が低下する。特に、開口部の周辺には応力集中によるひび割れが発生する。

そこで、梁の開口部の周辺部分を補強するために、曲げ加工した鉄筋を現場で配筋している。あるいは、工場生産によって、鉄筋をループ状に加工した開口補強筋を製作し、これを現場に搬入して、設置した梁筋の開口部に取り付けている。特許文献２には、ダブル配筋の鉄筋コンクリート梁の開口補強に用いる開口補強筋が記載されている。

特開２００２−２８５６７８号公報 特開２００５−１８０１７５号公報

従来における鉄筋コンクリート梁の開口部補強構造の基本的な考え方は、一般的な鉄筋コンクリート構造の場合と同様である。すなわち、引張力を開口補強筋に持たせて、斜め方向に生ずるせん断応力によって生ずるコンクリートのひび割れを防止している。また、コンクリートと開口補強筋の一体化は、開口補強筋とコンクリートとの間の付着強度に頼っている。

ここで、特許文献２に記載されているループ状の開口補強筋を用いれば、開口補強筋の内側のコンクリートの部分は、当該開口補強筋によって拘束された状態になる。このコンクリートの拘束部分は開口補強筋と一体となって、引張力および圧縮力に耐えることが期待される。

この開口補強鉄筋を、シングル配筋構造の鉄筋コンクリート梁の開口部の補強に用いる場合には、シングル配筋構造の梁筋に対して単一の開口補強鉄筋が取り付けられる。この場合には、梁幅方向の両側に開口補強鉄筋を配置可能なダブル配筋構造の場合とは異なり、開口部周囲のコンクリート部分を、梁幅方向の両側から開口補強筋によって拘束した状態を形成できない。このため、開口部周囲のコンクリート部分が開口補強筋と一体となって引張力および圧縮力に耐えることを期待できない。

本発明の課題は、これらの点に着目し、シングル配筋構造の鉄筋コンクリート梁において、開口補強筋と開口部周囲のコンクリート部分との一体化を積極的に形成できるようにし、これによって、開口補強強度の向上を達成できるようにした鉄筋コンクリート梁の開口補強筋ユニット、開口部補強構造、および梁筋ユニットを提案することにある。

本発明による、シングル配筋構造の鉄筋コンクリート梁に用いる開口補強筋ユニットにおいては、複数本の異形鉄筋を格子状に組み合わせることにより、開口部を取り囲む形状の鉄筋枠が形成されている。また、異形鉄筋の交差部は、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されている。

この構成の開口補強筋ユニットによって補強された鉄筋コンクリート梁の開口部の外周部分では、開口部を取り囲むコンクリート部分が開口補強ユニットの鉄筋枠によって取り囲まれており、当該鉄筋枠によって拘束されている。

鉄筋枠の交差部は鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度で接合されている。作用荷重によって鉄筋枠を構成している異形鉄筋が降伏状態になる前に、溶接部分が破断あるいは分離することがない。少なくとも、鉄筋が降伏状態になるまでは、開口補強筋ユニットによって、開口部周囲のコンクリート部分の拘束状態が維持される。

したがって、開口部周囲のコンクリート部分が圧縮破壊状態に陥っても、当該コンクリート部分は開口補強筋ユニットによる拘束状態が保持され、当該開口補強筋ユニットと一体化された状態が維持される。よって、開口部に発生したひび割れが急速に進行して鉄筋コンクリート梁が脆性破壊する、という弊害を防止あるいは抑制できる。

ここで、開口補強筋ユニットの開口補強強度を高めるためには、開口部を取り囲む鉄筋枠を、同心状に多重に形成すればよい。また、同心状に配置されている各鉄筋枠の間を異形鉄筋で相互に連結して一体化しておけばよい。この場合においても、連結用の異形鉄筋と同心状に配置されている各鉄筋枠との交差部（溶接部分）は、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度で、スポット溶接しておくことが望ましい。

なお、鉄筋コンクリート梁に形成される開口部は、応力集中が発生しないように、円形断面のものが一般的である。開口補強筋ユニットの鉄筋枠の形状は、円形の開口部の外周部分を均等に補強できるように、円形あるいは正方形等の正多角形とされる。

次に、鉄筋コンクリート梁のシングル配筋構造の梁筋においては、その梁主筋とあばら筋の交差部は、鉄筋母材の規格降伏点強度の１／３〜２／３の溶接強度で、スポット溶接されている。このシングル配筋の開口補強のために本発明の開口補強筋ユニットを使用できることは勿論である。

これに加えて、鉄筋コンクリート梁のシングル配筋構造の梁筋において、その梁主筋とあばら筋の交差部が、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度で、スポット溶接されている場合にも、本発明を適用できる。この場合には、梯子状に組まれたシングル配筋のユニットの面内剛性が高く、この剛性によって梁に作用する引張力および圧縮力に耐える。梁筋とあばら筋の溶接強度は、それらの母材の規格降伏点強度よりも高いので、鉄筋が降伏状態になる前に溶接部分が破断あるいは分離することはない。

よって、コンクリートが圧縮破壊状態に至っても、シングル配筋のユニットによって、当該ユニットと一体の状態に保持される。この結果、鉄筋コンクリート梁全体としての靭性が高く、その脆性破壊が防止あるいは抑制される。

なお、開口補強筋ユニットは、結束筋によって、シングル配筋構造の梁筋における上下の主筋あるいはあばら筋に取り付けられる。場合によっては、工場生産により、開口補強筋ユニットを、シングル配筋構造の梁筋における上下の主筋あるいはあばら筋に対して、スポット溶接によって事前に取り付けておくこともできる。

次に、本発明は、梁幅方向に貫通する開口部を備えた鉄筋コンクリート梁に用いるために工場生産される梁筋ユニットにおいて、
シングル配筋構造の梁筋ユニット本体と、
前記開口部の周囲を補強するために、前記梁筋ユニット本体に溶接された複数本の開口補強筋とを有し、
前記梁筋ユニット本体は、１本あるいは複数本の上梁主筋と、１本あるいは複数本の下梁主筋と、前記上梁主筋と前記下梁主筋に、所定のピッチで溶接した複数本のあばら筋とを備え、
前記開口補強筋のそれぞれは、前記梁筋ユニット本体を構成している鉄筋に対して、複数の箇所において、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度で、スポット溶接されていることを特徴としている。

この構成の開口補強筋ユニットによって補強された鉄筋コンクリート梁の開口部の外周部分では、開口部を取り囲むコンクリート部分が開口補強筋によって取り囲まれており、当該開口補強筋によって拘束されている。

開口補強筋のそれぞれは、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度で、梁筋ユニット本体に対してスポット溶接されている。作用荷重によって開口補強筋（異形鉄筋）が降伏状態になる前に、溶接部分が破断あるいは分離することがない。少なくとも、開口補強筋が降伏状態になるまでは、開口補強筋によって、開口部周囲のコンクリート部分の拘束状態が維持される。

したがって、開口部周囲のコンクリート部分が圧縮破壊状態に陥っても、当該コンクリート部分は開口補強筋による拘束状態が保持され、当該開口補強筋と一体化された状態が維持される。よって、開口部に発生したひび割れが急速に進行して鉄筋コンクリート梁が脆性破壊する、という弊害を防止あるいは抑制できる。

ここで、開口補強筋として、開口部の上下において、前記上梁筋ユニットおよび前記下梁筋ユニットに平行となるように配置した、上側横方向補強筋および下側横方向補強筋を用いることができる。この場合には、前記上側横方向補強筋および前記下側横方向補強筋のそれぞれは、前記開口部の左右に位置する前記あばら筋のそれぞれに対して、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度で、スポット溶接される。

上側横方向補強筋および下側横方向補強筋は、１本あるいは複数本配置することができる。また、それらの本数は同一の場合、異なる場合がある。さらに、それらの鉄筋径は相互に同一の場合および相互に異なる場合がある。さらには、それらの長さは、相互に同一の場合、相互に異なる場合がある。これに加えて、上側横方向補強筋が複数本の鉄筋からなる場合には、これらの径、長さを、同一あるいは異なるものにすることができる。同様に、下側横方向鉄筋が複数本の鉄筋からなる場合には、これらの径、長さを、同一あるいは異なるものにすることができる。いずれの場合においても、開口部周囲の応力発生状態に応じて、適切な本数、径および長さの開口補強筋を配置すればよい。

また、開口補強筋として、前記開口部の左右に位置するように、前記あばら筋に平行に配置した右側縦方向補強筋および左側縦方向補強筋を用いることができる。この場合には、前記右側縦方向補強筋および前記左側縦方向補強筋のそれぞれは、前記上梁主筋および前記下梁主筋のそれぞれに対して、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接される。

この場合においても、右側縦方向補強筋および左側縦方向補強筋は、１本あるいは複数本配置することができる。また、それらの本数は同一の場合、異なる場合がある。さらに、それらの鉄筋径は相互に同一の場合および相互に異なる場合がある。さらには、それらの長さは、相互に同一の場合、相互に異なる場合がある。これに加えて、右側縦方向補強筋が複数本の鉄筋からなる場合には、これらの径、長さを、同一あるいは異なるものにすることができる。同様に、左側縦方向鉄筋が複数本の鉄筋からなる場合には、これらの径、長さを、同一あるいは異なるものにすることができる。いずれの場合においても、開口部周囲の応力発生状態に応じて、適切な本数、径および長さの開口補強筋を配置すればよい。

次に、開口補強筋として、上記の上側横方向補強筋および下側横方向補強筋と、左側縦方向補強筋および右側縦方向補強筋の双方を用いることができる。この場合には、前記上側横方向補強筋および前記下側横方向補強筋のそれぞれは、前記開口部の左右に位置する前記あばら筋のそれぞれに対して、複数の箇所で、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接される。また、前記右側縦方向補強筋および前記左側縦方向補強筋のそれぞれは、前記上梁主筋および前記下梁主筋のそれぞれに対して、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接される。さらに、前記右側縦方向補強筋および前記左側縦方向補強筋のそれぞれは、前記上側横方向補強筋および前記下側横方向補強筋のそれぞれに対して、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接される。

本発明の鉄筋コンクリート梁の開口部補強構造の一例を示す説明図である。 本発明の開口補強筋ユニットの例を示す説明図である。 本発明の開口補強筋ユニットの一例を示す説明図である。 本発明の開口補強筋ユニットの一例を示す説明図である。 本発明の開口補強筋ユニットの一例を示す説明図である。 本発明の開口補強筋ユニットの一例を示す説明図である。 本発明の鉄筋コンクリート梁の梁筋ユニットの一例を示す説明図である。 本発明の鉄筋コンクリート梁の梁筋ユニットの一例を示す説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る鉄筋コンクリート梁の開口部補強構造および開口補強筋ユニットを説明する。

［開口部補強構造］
図１（ａ）は、本発明による鉄筋コンクリート梁の開口部補強構造の一例を示す説明図であり、図１（ｂ）は鉄筋コンクリート梁の開口部を示す横断面図であり、図１（ｃ）は開口補強筋ユニットを示す説明図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、鉄筋コンクリート梁１は、住宅用の梁、基礎梁に用いられるシングル配筋構造のものである。鉄筋コンクリート梁１は、矩形断面のコンクリート２と、この中に埋設されているシングル配筋構造の梁筋ユニット３から構成される。

梁筋ユニット３は、矩形断面のコンクリート２内において、その上下に１本ないし２本ずつ平行に配置された一対の梁主筋を備えている。例えば、上下に１本ずつ平行に配置された一対の梁主筋４、５を備えている。これらの梁主筋４、５には、それらの長さ方向に沿って、一定のピッチで、あばら筋６が取り付けられて、梯子状の梁筋ユニット３が構成されている。梁主筋４、５およびあばら筋６には、それぞれ異形鉄筋が使用される。

各あばら筋６の両端部における上下の梁主筋４、５との交差部７は、スポット溶接されている。スポット溶接の溶接強度は、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度とされている。

この構成の鉄筋コンクリート梁１における長さ方向の途中位置には、スリーブ開口等の円形開口部８が形成されている。円形開口部８は、上下の梁主筋４、５の間を当該鉄筋コンクリート梁１の幅方向に貫通して延びている。

円形開口部８は、開口補強筋ユニット１０によって補強されている。開口補強筋ユニット１０は、円形開口部８を取り囲む状態で、シングル配筋構造の梁筋ユニット３に取り付けられている。一般的には、開口補強筋ユニット１０は、結束筋９によって、複数の箇所で、梁筋ユニット３の梁主筋４、５あるいは、あばら筋６に取り付けられている。

図１（ｃ）に示すように、開口補強筋ユニット１０は、４本の異形鉄筋１１を格子状に組み合わせて溶接することによって得られる鉄筋枠１２からなる。異形鉄筋１１は、Ｄ１０、Ｄ１３あるいはＤ１６である。鉄筋枠１２における４か所の異形鉄筋１１の交差部１３は、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度で、スポット溶接されている。

［開口補強筋ユニットの別の例］
図２に示す開口補強筋ユニット２０は、上記の開口補強筋ユニット１０の改変例である。２本の異形鉄筋２１が平行に配置され、これらの一方の側に、２本の異形鉄筋２２が平行に配置されている。各異形鉄筋２１、２２の交差部２３は、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されている。

図３に示す開口補強筋ユニット３０では、格子状の外側鉄筋枠３１と内側鉄筋枠３２が同心状に配置されている。外側鉄筋枠３１は４本の異形鉄筋３３から構成されており、それらの異形鉄筋３３の四隅の交差部３４は、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されている。内側鉄筋枠３２も４本の異形鉄筋３５から構成されており、それらの四隅の交差部３６も同様にスポット溶接されている。また、内側鉄筋枠３２の各異形鉄筋３３の両端は、外方に延ばされた延長端部となっている。これらの延長端部のそれぞれは、外側鉄筋枠３１の異形鉄筋３５に交差しており、これらの交差部３７もスポット溶接されている。

図４に示す開口補強筋ユニット４０は、図３に示す開口補強筋ユニット３０の改変例である。格子状の外側鉄筋枠４１と内側鉄筋枠４２が同心状に配置されている。外側鉄筋枠４１は４本の異形鉄筋４３ａ〜４３ｄから構成されている。平行に延びる２本の異形鉄筋４３ａ、４３ｃの同一側に、平行に延びる２本の異形鉄筋４３ｂ、４３ｄが配置されている。これらの異形鉄筋４３ａ〜４３ｄの四隅の交差部４４ａ〜４４ｄは、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されている。また、内側鉄筋枠４２も４本の異形鉄筋４５ａ〜４５ｄから構成されている。平行に延びる２本の異形鉄筋４５ａ、４５ｃは、外側の２本の異形鉄筋４３ａ、４３ｃと同一側に配置され、平行に延びる２本の異形鉄筋４５ｂ、４５ｄは外側の２本の異形鉄筋４３ｂ、４３ｄと同一側に配置されている。

これらの異形鉄筋４５ａ〜４５ｄの四隅の交差部４６ａ〜４６ｄも同様な溶接強度でスポット溶接されている。さらに、内側鉄筋枠４２の各異形鉄筋４５ａ〜４５ｄの両端は、外方に延ばされた延長端部となっている。これらの延長端部のそれぞれは、外側鉄筋枠４１の異形鉄筋４３ａ〜４３ｄに交差しており、これらの交差部４７ａ〜４７ｈも同様な溶接強度でスポット溶接されている。異形鉄筋４３ａ、４３ｃ、４５ａ、４５ｃが同一面に配置され、異形鉄筋４３ｂ、４３ｄ、４５ｂ、４５ｄが同一面に配置されているので、配筋が容易である。

ここで、図４に示す例では、同一方向に平行に延びる４本の異形鉄筋４３ａ、４３ｃ、４５ａ、４５ｃ（第１鉄筋）と、これらに直交する方向に平行に延びる４本の異形鉄筋４３ｂ、４３ｄ、４５ｂ、４５ｄ（第２鉄筋）とが、同一長さの異形鉄筋である。第１鉄筋と第２鉄筋を、異なる長さの異形鉄筋とすることができる。

図４に示す例では、第１鉄筋の本数と第２鉄筋の本数が同一であるが、これらを異なる本数にすることができる。例えば、第１鉄筋の本数を３本とし、第２鉄筋の本数を４本のままとすることができる。

また、第１鉄筋と第２鉄筋は、同一径の異形鉄筋を用いることができる。第１鉄筋と第２鉄筋の鉄筋径を異なるものにすることもできる。

さらに、図４の例では、第１鉄筋として同一長さの複数本の異形鉄筋を用いており、第２鉄筋として同一長さの複数本の異形鉄筋を用いている。第１鉄筋として、異なる長さの複数本の異形鉄筋を用いることができる。同様に、第２鉄筋として、異なる長さの複数本の異形鉄筋を用いることができる。

さらには、第１鉄筋として同一径の複数本の異形鉄筋、あるいは、異なる径の複数本の異形鉄筋を用いることができる。同様に、第２鉄筋として同一径の複数本の異形鉄筋、あるいは、異なる径の複数本の異形鉄筋を用いることができる。

図５に示す開口補強筋ユニット７０は、異形鉄筋からなる二重の円形の鉄筋枠７１、７２と、これらを連結している４本の異形鉄筋７３ａ〜７３ｄを備えている。鉄筋枠７１、７２のそれぞれを形成している異形鉄筋の両端の接合部７１ａ、７２ａは、スポット溶接によって接合されている。また、各異形鉄筋７３ａ〜７３ｄと鉄筋枠７１、７２の交差部７４ａ〜７４ｄ、７５ａ〜７５ｄも、スポット溶接によって接合されている。これらのスポット溶接の溶接強度は鉄筋母材の規格降伏点強度以上の強度とされている。

図６に示す開口補強筋ユニット８０は、図７の開口補強筋ユニット７０の改変例である。開口補強筋ユニット８０は、異形鉄筋からなる二重の円形の鉄筋枠８１、８２と、これらを連結している４本の異形鉄筋８３ａ〜８３ｄを備えている。鉄筋枠８１、８２の同一側に、４本の異形鉄筋８３ａ〜８３ｄが配置されている。鉄筋枠８１、８２のそれぞれを形成している異形鉄筋の両端の接合部８１ａ、８２ａは、スポット溶接によって接合されている。また、各異形鉄筋８３ａ〜８３ｄと鉄筋枠８１、８２の交差部８４ａ〜８４ｄ、８５ａ〜８５ｄも、スポット溶接によって接合されている。これらのスポット溶接の溶接強度は鉄筋母材の規格降伏点強度以上の強度とされている。

なお、開口補強筋ユニットの形状としては、円形および矩形以外の閉じ形状であってもよい。例えば、六角形などの多角形でもよく、楕円形等の閉じ曲線であってもよい。

また、開口補強筋ユニットは結束筋によってシングル配筋構造の梁筋ユニットに取り付けられるが、工場において、予め定まった箇所にスポット溶接によって溶接しておくことも、場合によっては可能である。

［開口部を備えた鉄筋コンクリート梁に用いる梁筋ユニット］
次に、図７（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本発明を適用した梁筋ユニットを示す説明図である。梁筋ユニット１００は、梁幅方向に貫通する開口部１０１を備えた鉄筋コンクリート梁１０２に用いるために工場生産される梁筋ユニットである。

これらの図に示すように、鉄筋コンクリート梁１０２の梁筋ユニット１００は、シングル配筋構造の梁筋ユニット本体１０３と、円形断面の開口部１０１の周囲を補強するために、梁筋ユニット本体１０３に溶接された複数本の開口補強筋、本例では２本の同一長さ、同一径の直線状の開口補強筋１０４、１０５とを有している。

梁筋ユニット本体１０３は、図１に示す場合と同一であり、１本の上梁主筋１１１と、１本の下梁主筋１１２と、上梁主筋１１１および下梁主筋１１２に、一定のピッチで溶接した複数本のあばら筋１１３とを備えている。本例では、スポット溶接強度が、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度とされている。

なお、上梁主筋１１１、下梁主筋１１２は、それぞれ、上下に複数本配列する場合もある。また、梁筋ユニット本体１０３として、その上梁主筋１１１および下梁主筋１１２とあばら筋１１３とが、鉄筋母材の規格降伏点強度の１／３〜２／３の溶接強度でスポット溶接されているものを使用することもできる。

開口補強筋１０４、１０５のそれぞれは、梁筋ユニット本体１０３を構成している鉄筋に対して、複数の箇所において、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度で、スポット溶接されている。本例の開口補強筋１０４、１０５は、開口部１０１の上下に位置するように、上梁主筋１１１および下梁主筋１１２に平行に配置した上側横方向補強筋および下側横方向補強筋である。以下の説明では、開口補強筋１０４、１０５を、必要に応じて、上側横方向補強筋１０４および下側横方向補強筋１０５と呼ぶ。

これら上側横方向補強筋１０４、下側横方向補強筋１０５のそれぞれは、図７（ｂ）に示すように、あばら筋１１３に対して、上梁主筋１１１、下梁主筋１１２と同一の側に配筋されている。また、開口部１０１の左右に位置するあばら筋１１３（１）、１１３（２）のそれぞれに対して、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されている。

なお、上側横方向補強筋１０４および下側横方向補強筋１０５は各種の長さのものを用いることができる。長い補強筋を用いる場合には、例えば、開口部１０１の左右にそれぞれ位置する２本のあばら筋１１３に対してスポット溶接されることもある。また、かぶり厚を十分に確保できる場合等においては、図７（ｃ）に示すように、開口補強筋１０４、１０５を、あばら筋１１３に対して、主筋１１１、１１２とは反対側に配筋することも可能である。

この構成の梁筋ユニット１００は、工場生産され、建築現場に搬入して設置される。図７から分かるように、開口部１０１の上下左右は、それぞれ、上側横方向補強筋１０４および下側横方向補強筋１０５と、あばら筋１１３（１）、１１３（２）とによって取り囲まれた状態になる。また、このように井桁状に配置された鉄筋１０４、１０５、１１３（１）、１１３（２）は、それらの交差部１１４（ａ）〜１１４（ｄ）が、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されている。

したがって、これらの鉄筋１０４、１０５、１１３（１）、１１３（２）によって、開口部周囲のコンクリート部分が確実に拘束される。すなわち、開口部周囲のコンクリート部分が圧縮破壊状態に陥っても、当該コンクリート部分は開口補強筋１０４、１０５とあばら筋１１３（１）、１１３（２）による拘束状態が保持され、これらの鉄筋と一体化された状態が維持される。よって、開口部１０１に発生したひび割れが急速に進行して鉄筋コンクリート梁１０２が脆性破壊する、という弊害を防止あるいは抑制できる。

図８（ａ）および（ｂ）は、梁筋ユニット１００の別の例を示す説明図である。これらの図に示す梁筋ユニット１００Ａの基本構成は梁筋ユニット１００と同一であるので、対応する部位には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。異なる点は、開口補強筋として、６本の開口補強筋１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６、１０７を備えていることである。

すなわち、開口補強筋として、開口部１０１の上下に位置するように、上梁主筋１１１および下梁主筋１１２に平行に配置した２本の上側横方向補強筋１０４ａ、１０４ｂと、２本の下側横方向補強筋１０５ａ、１０５ｂとを備えている。また、開口部１０１の左右に位置するように、あばら筋１１３に平行に配置した１本の左側縦方向補強筋１０６と、１本の右側縦方向補強筋１０７とを備えている。左側縦方向補強筋１０６は、開口部１０１と、この左側に位置するあばら筋１１３（１）の間の位置において、当該あばら筋１１３（１）と平行に延びている。同様に、右側縦方向補強筋１０７は、開口部１０１と、この右側に位置するあばら筋１１３（２）の間の位置において、当該あばら筋１１３（２）と平行に延びている。

図８（ｂ）に示すように、左側縦方向補強筋１０６、右側縦方向補強筋１０７は、上下の梁主筋１１１、１１２に対して、あばら筋１１３と同一の側に配筋されている。上側および下側横方向補強筋１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂは、あばら筋１１３、左側および右側の縦方向補強筋１０６、１０７に対して、上下の梁主筋１１１、１１２と同一の側に配筋されている。かぶり厚を十分に確保できる場合等においては、上側および下側の横方向補強筋１０４ａ〜１０５ｂを、上下の梁主筋１１１、１１２とは反対側に配筋することも可能である。また、上側横方向補強筋１０４ａ、１０４ｂおよび下側横方向補強筋１０５ａ、１０５ｂは各種の長さのものを用いることができる。長い補強筋を用いる場合には、例えば、開口部１０１の左右にそれぞれ位置する２本のあばら筋１１３に対してスポット溶接されることもある。

上側横方向補強筋１０４ａ、１０４ｂおよび下側横方向補強筋１０５ａ、１０５ｂは、本例では、同一径、同一長さの直線状の鉄筋である。これらの補強筋１０４ａ〜１０５ｂのそれぞれは、開口部１０１の左側に位置するあばら筋１１３（１）および左側縦方向補強筋１０６、並びに、開口部１０１の右側に位置するあばら筋１１３（２）および右側縦方向補強筋１０７に対して、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されている。

左側縦方向補強筋１０６および右側横方向補強筋１０７は、本例では、同一径、同一長さの直線状の鉄筋である。左側縦方向補強筋１０６は、上側および下側横方向補強筋１０４ａから１０５ｂにスポット溶接されていると共に、その上下の端部が、それぞれ、上梁主筋１１１および下梁主筋１１２に対して、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されている。同様に、右側縦方向補強筋１０７は、上側および下側横方向補強筋１０４ａから１０５ｂにスポット溶接されていると共に、その上下の端部が、それぞれ、上梁主筋１１１および下梁主筋１１２に対して、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されている。

この構成の梁筋ユニット１００Ａは、工場生産され、建築現場に搬入して設置される。図８（ａ）から分かるように、開口部１０１の上下は、それぞれ、２本の上側横方向補強筋１０４ａ、１０４ｂと２本の下側横方向補強筋１０５ａ、１０５ｂによって挟まれている。また、開口部１０１の左右は、左側縦方向補強筋１０６およびあばら筋１１３（１）と、右側縦方向補強筋１０７およびあばら筋１１３（２）とによって挟まれている。また、井桁状に配置された鉄筋１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６、１１３（１）、１０７、１１３（２）の交差部１１５（１）〜１１５（４）、１１６（１）〜１１６（４）、１１７（１）〜１１７（４）、１１８（１）〜１１８（４）は、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されている。

したがって、これらの鉄筋１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６、１０７および２本のあばら筋１１３（１）、１１３（２）によって、開口部周囲のコンクリート部分が確実に拘束された状態が形成される。すなわち、開口部周囲のコンクリート部分が圧縮破壊状態に陥っても、当該コンクリート部分は鉄筋による拘束状態が保持され、これらの鉄筋と一体化された状態が維持される。よって、開口部１０１に発生したひび割れが急速に進行して鉄筋コンクリート梁１０２が脆性破壊する、という弊害を防止あるいは抑制できる。

１ 鉄筋コンクリート梁
２ コンクリート
３ 梁筋ユニット
４、５ 梁主筋
６ あばら筋
７ 交差部
８ 円形開口部
９ 結束筋
１０ 開口補強筋ユニット
１１ 異形鉄筋
１２ 鉄筋枠
１３ 交差部
１００、１００Ａ 梁筋ユニット
１０１ 開口部
１０２ 鉄筋コンクリート梁
１０３ 梁筋ユニット本体
１０４、１０４ａ、１０４ｂ 上側横方向補強筋
１０５、１０５ａ、１０５ｂ 下側横方向補強筋
１０６ 左側縦方向補強筋
１０７ 右側縦方向補強筋
１１１ 上梁主筋
１１２ 下梁主筋
１１３ あばら筋
１１４（ａ）〜１１４（ｄ） 交差部
１１５（１）〜１１５（４） 交差部
１１６（１）〜１１６（４） 交差部
１１７（１）〜１１７（４） 交差部
１１８（１）〜１１８（４） 交差部

Claims (4)

1. 梁幅方向に貫通する開口部が形成された鉄筋コンクリート梁の開口補強構造であって、
   前記鉄筋コンクリート梁は、上下一対の梁主筋に所定のピッチであばら筋を取り付けたシングル配筋構造の梁筋ユニットを備え、
   前記鉄筋コンクリート梁における前記開口部を取り囲む部分は、前記梁筋ユニットに取り付けられた開口補強筋ユニットによって補強され、
   前記梁主筋と前記あばら筋の交差部は、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度で、スポット溶接されており、
   前記開口補強筋ユニットは、複数本の異形鉄筋を格子状に組み合わせることにより、前記開口部を取り囲む形状の鉄筋枠を備え、
   前記異形鉄筋の交差部は、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度で、スポット溶接されていることを特徴とする鉄筋コンクリート梁の開口部補強構造。
2. 梁幅方向に貫通する開口部を備えた鉄筋コンクリート梁に用いるために工場生産される梁筋ユニットであって、
   シングル配筋構造の梁筋ユニット本体と、
   前記開口部の周囲を補強するために、前記梁筋ユニット本体に溶接された複数本の開口補強筋とを有し、
   前記梁筋ユニット本体は、１本あるいは複数本の上梁主筋と、１本あるいは複数本の下梁主筋と、前記上梁主筋と前記下梁主筋に、所定のピッチでスポット溶接した複数本のあばら筋とを備え、
   前記あばら筋における前記上梁主筋および前記下梁主筋との交差部の溶接強度は鉄筋母
   材の規格降伏点強度以上であり、
   前記開口補強筋のそれぞれは、前記梁筋ユニット本体を構成している鉄筋に対して、複数の箇所において、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度で、スポット溶接されており、
   前記開口補強筋として、前記開口部の上下に位置するように、前記上梁主筋および前記下梁主筋に平行に配置した上側横方向補強筋と下側横方向補強筋とを備え、
   前記上側横方向補強筋および前記下側横方向補強筋のそれぞれは、前記開口部の左右に位置する前記あばら筋のそれぞれに対して、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度で、スポット溶接されていることを特徴とする梁筋ユニット。
3. 前記開口補強筋として、さらに、前記開口部の左右に位置するように、前記あばら筋に平行に配置した右側縦方向補強筋および左側縦方向補強筋を備え、
   前記右側縦方向補強筋および前記左側縦方向補強筋のそれぞれは、前記上梁主筋および前記下梁主筋のそれぞれに対して、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されている請求項２に記載の梁筋ユニット。
4. 前記開口補強筋として、さらに、前記開口部の左右に位置するように、前記あばら筋に平行に配置した右側縦方向補強筋および左側縦方向補強筋を備え、
   前記上側横方向補強筋および前記下側横方向補強筋のそれぞれは、前記開口部の左右に位置する前記あばら筋のそれぞれに対して、複数の箇所で、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されており、
   前記右側縦方向補強筋および前記左側縦方向補強筋のそれぞれは、前記上梁主筋および前記下梁主筋のそれぞれに対して、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されていると共に、前記上側横方向補強筋および前記下側横方向補強筋のそれぞれに対して、鉄筋母材の規格降伏点強度以上の溶接強度でスポット溶接されている請求項２に記載の梁筋ユニット。

Images