JP6193543B2 - 鉄筋構造 - Google Patents

Description

本発明は、柱と梁とが交差接合される柱梁接合部が補強された鉄筋構造に関する。

一般に、柱や梁に鉄筋が使用される鉄筋構造においては、柱と梁とが交差接合される柱梁接合部は、柱に配筋される柱用主筋と、梁に配筋される梁用主筋とが連結され、さらにこの部分にせん断補強筋が配筋される。

この柱梁接合部には、柱の軸力が作用する他、柱及び梁に荷重が繰り返し加えられることで、柱における柱梁接合部の上下に当たる部分に力が加わり、鉄筋構造に打設されるコンクリートにひび割れが発生して柱の強度を低下させる恐れがある。特に、地震時においては、柱の変位に比べて梁の変位が多く、この梁の変位により柱に対して上下方向(柱に対して垂直方向)の大きな力が加えられると、柱において梁の上下両側に当たる部分（すなわち、柱における柱梁接合部の上下両側の部分）にひび割れが発生する。このようなひび割れなどを防止するために、柱梁接合部を補強する必要がある。

従来、柱用主筋を備える柱と、梁用主筋を備える梁とが接合した鉄筋構造が知られている（特許文献１）。
特許文献１で示される鉄筋構造では、柱梁接合部の上端部及び下端部におけるひび割れの進展を抑制するために、柱用主筋を囲む補強バンドが設けられている。

特開２０１０−２３６２１７号公報

しかし、特許文献１に記載のような従来の鉄筋構造では、補強バンドが柱梁接合部の上下端に設けられているため、補強バンドが梁用主筋に隣接することになり、補強バンドを設けるときの作業性が考慮されていない。
また、補強バンドが柱梁接合部の上下端に設けられているため、柱に加わるせん断応力に対して柱の補強が必ずしも十分とはいえず、また、より大きな柱の補強も求められている。

本発明の目的は、補強部材を設けるときの作業性がよく、また、せん断応力に対して柱の補強を十分に行うことができる鉄筋構造を提供することである。

本発明の鉄筋構造は、鉛直方向に延びて配筋された複数の柱用主筋及び前記柱用主筋の軸方向と交差する平面内において前記柱用主筋を囲んで配筋された４以上の柱用せん断補強筋を備える柱と、水平方向に延びて配筋された複数の梁用主筋及び前記梁用主筋の軸方向と交差する平面内において前記梁用主筋を囲んで配筋された複数の梁用せん断補強筋を備える梁とが接合した鉄筋構造であって、前記梁用主筋は、前記梁の上側に配置される上部主筋と前記梁の下側に配置される下部主筋とを有し、前記柱の前記梁と接合した柱梁接合部において、前記上部主筋と前記下部主筋との一部がそれぞれ配置され、前記柱用主筋を囲んで拘束する閉鎖型の補強部材が設けられ、前記４以上の柱用せん断補強筋のうち一部は、前記補強部材を挟んだ上下の位置であって前記上部主筋と前記下部主筋との間にそれぞれ設けられ、前記４以上の柱用せん断補強筋のうち残りは、前記柱梁接合部より上と下とにそれぞれ設けられ、前記柱梁接合部より上に設けられた柱用せん断補強筋と前記柱梁接合部に設けられた柱用せん断補強筋との間には前記上部主筋が配置され、前記柱梁接合部より下に設けられた柱用せん断補強筋と前記柱梁接合部に設けられた柱用せん断補強筋との間には前記下部主筋が配置され、前記補強部材は、前記柱用主筋の軸方向における幅寸法が、前記柱用主筋の軸方向における前記柱用せん断補強筋の幅寸法よりも大きく、かつ、前記柱用主筋の軸方向において、前記柱梁接合部の上端と下端とにそれぞれ離隔しており、しかも、梁せいの４／１以上２／１以下であることを特徴とする。

この構成の本発明では、補強部材は、柱用主筋の軸方向において、柱梁接合部の上端と下端とにそれぞれ離隔しているため、補強部材が梁用主筋から離れ、補強部材を設けるときの作業性がよい。また、柱に加わるせん断応力は柱梁接合部の中央に最も大きく作用する。よって、せん断応力が最も大きく作用する部分を補強部材によって補強でき、せん断応力に対して柱の補強を十分に行うことができる。

本発明では、前記補強部材は、外枠と、前記外枠の内面を連結して前記外枠の内部を仕切る仕切り部とを備える構成が好ましい。
この構成の本発明では、補強部材は、外枠と、外枠の内面を連結して外枠の内部を仕切る仕切り部とを備えるため、外枠が仕切り部によって補強される。このため、仕切り部によって補強された外枠と、仕切り部とで柱用主筋を囲むので、せん断応力に対して柱の補強をより向上できる。

本発明では、前記補強部材は、帯状部材の端部どうしを突き合わせて溶接で接合した閉じた枠形状である構成が好ましい。
この構成の本発明では、補強部材は、帯状部材の端部どうしを突き合わせて溶接で接合した閉じた枠形状であるため、補強部材が全体として強固となり、せん断応力に対して柱の補強をより向上できる。また、補強部材全体を大きな強度とすることが溶接でできるので、強度を容易に向上させることができる。

本発明の実施形態に係る鉄筋構造を有する建物全体の模式図。 本発明の実施形態に係る鉄筋構造の要部を示す断面図。 本発明の第１実施形態に係る補強部材を示す斜視図。 本発明の第２実施形態に係る補強部材を示す斜視図。 本発明の第３実施形態に係る補強部材を示す斜視図。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、各実施形態において、同一の構成部分には同じ符号を付すとともに、それらの説明を省略又は簡略化する。

＜第１実施形態＞
図１は本実施形態の鉄筋構造１を適用した建物全体の模式図であり、図２は鉄筋構造１の要部断面図であり、図３は本実施形態の補強部材１０Ａを示す斜視図である。

図１及び図２に示すように、建物は、複数の柱２と、柱２と接合する複数の梁３とを備えた複数階建ての鉄筋コンクリート造りであり、鉄筋構造１にコンクリートＣが打設されている。
柱２と梁３との接合形態としては、十字形接合Ｓ１、ト形接合Ｓ２、Ｌ形接合Ｓ３やＴ形接合Ｓ４があり、本実施形態は、これらの接合Ｓ１〜Ｓ４の柱梁接合部に適用される。以下では、十字形接合Ｓ１を例にとって説明する。

柱２を構成する鉄筋構造は、鉛直方向に延びて等間隔に配筋された複数の柱用主筋２１と、柱用主筋２１の軸方向と交差する平面（図２における紙面と垂直な平面）内において柱用主筋２１を囲んで等間隔に配筋されて柱２のせん断強度を補強する複数の柱用せん断補強筋２２とを備える。
柱用せん断補強筋２２は、柱用主筋２１の軸方向における所定の幅寸法Ｔ１を有する。幅寸法Ｔ１は梁せいＴ０の約１／７０となっている（Ｔ１≒Ｔ０／７０）。ただし、後述する柱梁接合部２００の中央、すなわち後述する補強部材１０Ａが設けられる位置には、柱用せん断補強筋２２は設けられていない。

梁３を構成する鉄筋構造は、水平方向に延びて所定間隔を空けて配筋された複数の梁用主筋３１と、梁用主筋３１の軸方向と交差する平面（図２における紙面と垂直な平面）内において梁用主筋３１を囲んで等間隔に梁用主筋３１の延出方向に配筋されて梁３のせん断強度を補強する複数の梁用せん断補強筋３２とを備える。ただし、後述する柱梁接合部２００の中央、すなわち後述する補強部材１０Ａが設けられる位置には、梁用せん断補強筋３２は設けられていない。
梁用主筋３１は、梁３の上端側に配筋される上部主筋３１Ａと、梁３の下端側に配筋される下部主筋３１Ｂとを備える。

このような柱２と梁３とは、柱梁接合部２００で接合される。柱梁接合部２００は、柱せいと同じ長さ、梁せいＴ０と同じ長さ、そして柱２及び梁３の幅（図２における紙面と垂直な方向における柱及び梁の長さ）と同じ長さで囲まれた領域である。

柱用主筋２１の軸方向において、柱梁接合部２００の上端と下端とにそれぞれ離隔して、複数の柱用主筋２１を囲んで拘束する閉鎖型の補強部材１０Ａが設けられる。
補強部材１０Ａは、ＳＳ４００などの一般構造用圧延鋼材や鉄といった金属製の板材や、あるいは繊維補強合成樹脂製の板材から形成され、枠形状の外枠１０１で構成される。

外枠１０１は断面視四角形の枠であり、柱用主筋２１の軸方向における幅寸法Ｔ２は、梁せいＴ０の約１／４から１／２であり（Ｔ０／４≦Ｔ２≦Ｔ０／２）、柱用せん断補強筋２２の幅寸法Ｔ１よりも大きい（Ｔ２＞Ｔ１）。外枠１０１は、４つの角のうち少なくとも１つの角において溶接で接合されており、１つの閉じた枠となっている。外枠１０１は、例えば、帯状部材である帯状の鋼板を四角形に折り曲げて、始端と終端とを突き合わせて溶接で接合したり、あるいは帯状部材である４枚の短冊状の鋼板を四角形に組み立て、それぞれの端部どうしを突き合わせて溶接で接合することにより形成される。このような接合部分の強度は、補強部材１０Ａを構成する板材自体の強度（母材強度）と同じ、あるいは母材強度以上となる。

このような補強部材１０Ａは、上部主筋３１Ａ及び下部主筋３１Ｂから所定距離離れて柱用主筋２１の軸方向における中央に配筋され、補強部材１０Ａの内面は柱用主筋２１と当接する。これによって、補強部材１０Ａは柱用主筋２１を囲み、柱２に加わるせん断応力によって柱用主筋２１が変形することを防止する。

従って、本実施形態では、以下の作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態の鉄筋構造１では、補強部材１０Ａは、柱用主筋２１の軸方向において、柱梁接合部２００の上端と下端とにそれぞれ離隔しているため、補強部材１０Ａが上部主筋３１Ａ及び下部主筋３１Ｂから離れ、補強部材１０Ａを設けるときの作業性がよい。また、柱２に加わるせん断応力は柱梁接合部２００の中央に最も大きく作用する。よって、せん断応力が最も大きく作用する部分を補強部材１０Ａによって補強でき、せん断応力に対して柱２の補強を十分に行うことができる。

（２）また、補強部材１０Ａは、帯状部材の端部どうしを突き合わせて溶接で接合した閉じた枠形状である。このため、補強部材１０Ａが全体として強固となり、せん断応力に対して柱２の補強をより向上できる。また、補強部材１０Ａ全体を大きな強度とすることが溶接でできるので、強度を容易に向上させることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、本実施形態の補強部材１０Ｂを示す斜視図である。
図４に示すように、本実施形態では、第１実施形態と異なり、補強部材１０Ｂは、外枠１０１と、外枠１０１の内面どうしを連結して外枠１０１内部を仕切る仕切り部１０２とを備える。
仕切り部１０２は、例えば、金属製の板材から形成された仕切り板１０３を十字形状に接合することで形成される。外枠１０１の内部は、４枚の仕切り板１０３によって４箇所の補強空間３０１に仕切られる。
このような仕切り部１０２を備える補強部材１０Ｂによって、柱用主筋２１が各補強空間３０１内に収容され、補強部材１０Ｂは柱用主筋２１を囲む。

このような本実施形態の鉄筋構造１では、第１実施形態と同様の（１）及び（２）の作用効果を奏する上に、補強部材１０Ｂは外枠１０１と仕切り部１０２とを備えるため、外枠１０１が仕切り部１０２によって補強される。このため、仕切り部１０２によって補強された外枠１０１と、仕切り部１０２とで柱用主筋２１を囲むので、せん断応力に対して柱２の補強をより向上できる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図５は、本実施形態の補強部材１０Ｃを示す斜視図である。
図５に示すように、本実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と異なり、補強部材１０Ｃは、外枠１０１と、外枠１０１の内面どうしを連結して外枠１０１内部を仕切る仕切り部１０４とを備える。

仕切り部１０４は、仕切り板１０３を枠形状に接合することで形成される。外枠１０１の内部は、４枚の仕切り板１０３によって、中央に形成される補強空間３０２と、４箇所の隅に形成される補強空間３０３とに仕切られる。
このような仕切り部１０４を備える補強部材１０Ｃによって、柱用主筋２１が各補強空間３０２，３０３内に収容され、補強部材１０Ｃは柱用主筋２１を囲む。

このような本実施形態の鉄筋構造１では、第１実施形態と同様の（１）及び（２）の作用効果を奏する上に、第２実施形態と同様の作用効果も奏する。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記第２実施形態では、仕切り部１０２は十字形状であり、第３実施形態では、仕切り部１０４は枠形状であったが、これには限定されず、外枠１０１の内面どうしを連結して外枠１０１内部を仕切る形状であれば他の形状であってもよい。
また、前記第１実施形態では、補強部材１０Ａは柱用主筋２１を囲んで、補強部材１０Ａの内面は柱用主筋２１と当接しており、補強部材１０ＡはコンクリートＣの内部に設けられていたが、これには限定されず、補強部材１０Ａが、コンクリートＣの外表面に設けられてコンクリートＣを囲んで拘束する形状であってもよい。

また、前記第１ないし第３実施形態では、外枠１０１は、帯状部材の端部どうしを突き合わせて溶接で接合することにより形成された閉じた枠であったが、帯状部材の端部どうしが、溶接以外の接合方法により接合されていてもよい。あるいは、外枠１０１は、鋳物又は鍛造により一体に成形されたものであってもよい。

本発明は、柱と梁とが交差接合される柱梁接合部が補強された鉄筋構造として利用できる。

１…鉄筋構造、２…柱、３…梁、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…補強部材、２１…柱用主筋、２２…柱用せん断補強筋、３１…梁用主筋、１０１…外枠、１０２…仕切り部、２００…柱梁接合部

Claims (3)

1. 鉛直方向に延びて配筋された複数の柱用主筋及び前記柱用主筋の軸方向と交差する平面内において前記柱用主筋を囲んで配筋された４以上の柱用せん断補強筋を備える柱と、水平方向に延びて配筋された複数の梁用主筋及び前記梁用主筋の軸方向と交差する平面内において前記梁用主筋を囲んで配筋された複数の梁用せん断補強筋を備える梁とが接合した鉄筋構造であって、
   前記梁用主筋は、前記梁の上側に配置される上部主筋と前記梁の下側に配置される下部主筋とを有し、
   前記柱の前記梁と接合した柱梁接合部において、前記上部主筋と前記下部主筋との一部がそれぞれ配置され、前記柱用主筋を囲んで拘束する閉鎖型の補強部材が設けられ、前記４以上の柱用せん断補強筋のうち一部は、前記補強部材を挟んだ上下の位置であって前記上部主筋と前記下部主筋との間にそれぞれ設けられ、前記４以上の柱用せん断補強筋のうち残りは、前記柱梁接合部より上と下とにそれぞれ設けられ、前記柱梁接合部より上に設けられた柱用せん断補強筋と前記柱梁接合部に設けられた柱用せん断補強筋との間には前記上部主筋が配置され、前記柱梁接合部より下に設けられた柱用せん断補強筋と前記柱梁接合部に設けられた柱用せん断補強筋との間には前記下部主筋が配置され、
   前記補強部材は、前記柱用主筋の軸方向における幅寸法が、前記柱用主筋の軸方向における前記柱用せん断補強筋の幅寸法よりも大きく、かつ、前記柱用主筋の軸方向において、前記柱梁接合部の上端と下端とにそれぞれ離隔しており、しかも、梁せいの４／１以上２／１以下である
   ことを特徴とする鉄筋構造。
2. 請求項１に記載の鉄筋構造において、
   前記補強部材は、外枠と、前記外枠の内面を連結して前記外枠の内部を仕切る仕切り部とを備える
   ことを特徴とする鉄筋構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の鉄筋構造において、
   前記補強部材は、帯状部材の端部どうしを突き合わせて溶接で接合した閉じた枠形状である
   ことを特徴とする鉄筋構造。

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