JP6336310B2 - Hybrid beam - Google Patents
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Description
本発明は、端部が鉄筋コンクリート造で中央が鉄骨造のハイブリッド梁(複合梁)に関する。 The present invention relates to a hybrid beam (composite beam) having a reinforced concrete structure at the end and a steel structure at the center.
近年、建物の一部または全部を大スパン化する、建物の梁躯体として、鉄筋コンクリート(RC)と鉄骨(S)造とで構成された複合構造の梁(以下、複合梁またはハイブリッド梁とも称する)が採用されてきている。このような構造の梁は、両端部をRCで覆った鉄骨が、RC造等の柱間に架け渡されて接合されたものである。以下、ハイブリッド梁のうち、S造である中央部を鉄骨梁部、RCで覆われた両端部を鉄筋コンクリート梁部(RC梁部)と称する。
ハイブリッド梁の鉄筋コンクリート梁部においては、一般的に複数の梁主筋と、それら複数の梁主筋および鉄骨の周囲を囲む複数の横補強筋とが配筋され、鉄筋コンクリート梁部全体に渡り埋設されている。この横補強筋は、鉄筋コンクリート梁部の柱側の端部及び鉄骨梁部側の端部の配筋を密にした集中補強筋も含んでいる。
ハイブリッド梁は、中央部がS造であることから梁自重が軽減され、梁成が減少するために梁のロングスパン化を可能とした建物が得られる新しい構法として注目されている。
In recent years, a beam of a composite structure composed of reinforced concrete (RC) and steel (S) structure as a beam frame of a building that makes a part of or all of a large span (hereinafter also referred to as a composite beam or a hybrid beam) Has been adopted. The beam having such a structure is a steel frame in which both ends are covered with RC, and is spanned and joined between columns such as RC structures. Hereinafter, in the hybrid beam, the center portion made of S is referred to as a steel beam portion, and both end portions covered with RC are referred to as a reinforced concrete beam portion (RC beam portion).
In a reinforced concrete beam section of a hybrid beam, generally, a plurality of beam reinforcement bars and a plurality of beam reinforcement bars and a plurality of lateral reinforcement bars surrounding the steel frame are laid out and embedded throughout the reinforced concrete beam section. . This lateral reinforcing bar also includes a concentrated reinforcing bar in which the bar arrangement at the end of the reinforced concrete beam part and the end of the steel beam part are dense.
The hybrid beam is attracting attention as a new construction method that can reduce the weight of the beam because the center part is S-structured, and that the building can be made long span because the beam formation is reduced.
一方、ハイブリッド梁において、従来、鉄筋コンクリート梁部に設備用貫通孔を設けた例はない。
ハイブリッド梁の鉄筋コンクリート梁部は一般的なRC造として設計されており、一般的なRC造の梁に貫通孔を設けた場合、貫通孔の補強は、開孔補強筋(リング状のもの)や座屈補強筋(串形もの)などを用いて行われている。
On the other hand, in the hybrid beam, there is no example of providing the through hole for equipment in the reinforced concrete beam part.
The reinforced concrete beam part of the hybrid beam is designed as a general RC structure. When a general RC beam is provided with a through hole, the reinforcement of the through hole is an open reinforcing bar (ring-shaped one) This is done using buckling reinforcements (skewers).
しかしながら、ハイブリッド梁の鉄筋コンクリート梁部を、開孔補強筋(リング状のもの)や座屈補強筋(串形もの)などを用いて補強する場合、開孔補強筋や座屈補強筋などの補強筋が過密となる。
そして、それら補強筋が過密となると、鉄筋コンクリート梁部にはもともと梁主筋と横補強筋が密に配筋されていることから、配筋するのに手間がかかり、施工性が悪くなる。
また、既往の研究例から一般的なRC造の梁の開孔を補強した場合、地震を経験したあとの開孔周りのせん断ひび割れが目立ち、梁の損傷度合いも顕著である。
この発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、設備用孔が水平に貫通形成された鉄筋コンクリート梁部の補強の施工性を向上でき、また、地震の際の損傷度合を軽減する上で有利な設備用孔を有するハイブリッド梁の補強構造を提供することにある。
However, when the reinforced concrete beam part of the hybrid beam is reinforced with an aperture reinforcement (ring-shaped) or a buckling reinforcement (skewer), reinforcement such as an aperture reinforcement or a buckling reinforcement Muscles become overcrowded.
When these reinforcing bars are overcrowded, the beam main bars and the lateral reinforcing bars are originally densely arranged in the reinforced concrete beam portion, so that it takes time to arrange the bars and the workability deteriorates.
In addition, when the opening of a general RC beam is reinforced from past research examples, shear cracks around the opening after experiencing an earthquake are conspicuous, and the degree of damage to the beam is also remarkable.
The present invention has been made in view of the above points, and can improve the workability of reinforcement of a reinforced concrete beam portion in which a hole for equipment is horizontally formed and reduce the degree of damage in the event of an earthquake. It is an object of the present invention to provide a reinforcing structure of a hybrid beam having an advantageous facility hole.
上述した目的を達成するため本発明は、対向する柱間に架け渡された鉄骨の両端部を鉄筋コンクリートで覆い、前記鉄骨の中央部を鉄骨梁部とし、両端部を鉄筋コンクリート梁部とし、前記鉄筋コンクリート梁部は、前記鉄骨の上方と下方の箇所において水平方向に並べられた複数の梁主筋とそれら梁主筋を囲む複数の横補強筋とを備えたハイブリッド梁であって、前記鉄筋コンクリート梁部に設備用孔が前記鉄骨を貫通して水平に貫通形成され、前記設備用孔の周辺の前記鉄筋コンクリート梁部の箇所を補強する設備用孔補強部が設けられ、前記設備用孔補強部は、一枚のメッシュ筋が前記鉄骨の外側で前記複数の梁主筋の周りに巻回されて構成され前記鉄骨の側方で前記鉄筋コンクリート梁部の両側面にそれぞれ平行する両側の側面部と、それら側面部の上端を接続し前記鉄骨の上方で前記鉄筋コンクリート梁部の上面に平行する上面部と、それら側面部の下端を接続し前記鉄骨の下方で前記鉄筋コンクリート梁部の下面に平行する下面部とを有し、それら両側の側面部と上面部と下面部とは前記鉄筋コンクリート梁部と一体化され、前記両側の側面部に、前記設備用孔に合致する孔が形成され、前記両側の側面部は、前記鉄筋コンクリート梁部の上下方向の両端に位置する前記梁主筋間に延在する高さを有して、上下の前記梁主筋と、上下に延在する前記横補強筋の部分との間で挟持されて配設され、前記上面部と前記下面部は、前記鉄筋コンクリート梁部の幅方向の両端に位置する前記梁主筋間に延在する幅を有して、上下の前記梁主筋と、水平に延在する上下の前記横補強筋の部分との間でそれぞれ挟持されて配置され、前記メッシュ筋は、前記鉄筋コンクリート梁部に作用するせん断力の一部を負担することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention covers both ends of a steel frame spanned between opposing columns with reinforced concrete, the central portion of the steel is a steel beam portion, both ends are reinforced concrete beam portions, and the reinforced concrete is provided. The beam portion is a hybrid beam including a plurality of beam main bars arranged in the horizontal direction at the upper and lower portions of the steel frame and a plurality of lateral reinforcing bars surrounding the beam main bars, and is installed in the reinforced concrete beam portion. A hole is formed to penetrate the steel frame horizontally, and a facility hole reinforcing portion is provided to reinforce a portion of the reinforced concrete beam portion around the facility hole. Side bars on both sides parallel to the side faces of the reinforced concrete beam part on the side of the steel frame, the mesh bars being wound around the plurality of beam main bars outside the steel frame An upper surface portion connecting the upper ends of the side surface portions and parallel to the upper surface of the reinforced concrete beam portion above the steel frame, and a lower surface portion connecting the lower ends of the side surface portions and parallel to the lower surface of the reinforced concrete beam portion below the steel frame The side portions on both sides, the upper surface portion, and the lower surface portion are integrated with the reinforced concrete beam portion, and the side portions on both sides are formed with holes that match the holes for equipment, and the side surfaces on both sides. The section has a height extending between the beam main bars located at both ends in the vertical direction of the reinforced concrete beam section, and the upper and lower beam main bars and the portion of the lateral reinforcing bar extending up and down. The upper surface portion and the lower surface portion have a width extending between the beam main bars located at both ends in the width direction of the reinforced concrete beam portion, and the upper and lower beam main bars. , Horizontally above and below the horizontal complement Are arranged to be clamped respectively between the portion of the muscle, the mesh muscle is characterized to bear a portion of the shear force acting on the reinforced concrete beam portion.
本発明によれば、メッシュ筋が鉄筋コンクリート梁部の一部を構成するため、鉄筋コンクリート梁部に作用するせん断力の一部をメッシュ筋が負担する。したがって設備用孔周りの鉄筋コンクリート梁部のせん断ひび割れや損傷度合いが改善される。
また、メッシュ筋を用いるため、鉄筋の配筋がもともと過密なハイブリッド梁の鉄筋コンクリート梁部を、開孔補強筋を用いて補強する場合に比べ、簡単に迅速に確実に補強でき、施工性が改善され、工期の短縮化、コストダウンを図る上で有利となる。
また、メッシュ筋で地震のエネルギーを吸収し、地震の際の損傷度合を軽減する上で有利となる。
According to the present invention, since the mesh reinforcement constitutes a part of the reinforced concrete beam portion, the mesh reinforcement bears a part of the shearing force acting on the reinforced concrete beam portion. Accordingly, the degree of shear cracking and damage of the reinforced concrete beam around the equipment hole is improved.
In addition, because the mesh reinforcement is used, it is possible to reinforce the reinforced concrete beam part of the hybrid beam, which is originally densely reinforced, easily and quickly, and to improve the workability. This is advantageous for shortening the construction period and reducing costs.
Moreover, it is advantageous in absorbing the energy of the earthquake with the mesh streaks and reducing the degree of damage during the earthquake.
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
まず、図3、図4を参照して本発明が適用される一般的なハイブリッド梁10について説明すると、ハイブリット梁10は、対向する柱12間に架け渡されたI鋼やH鋼等の鉄骨Sの両端部を鉄筋コンクリートで覆う構造のものである。
鉄骨Sの中央部は鉄骨梁部10Aとされ、両端部は鉄筋コンクリート梁部10Bとされ、鉄骨Sは内法スパン(柱フェースまでの長さ)とし柱12には貫通されておらず、図1において符号11Aはスタッドボルト、符号11Bは床スラブを示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a
The central part of the steel S is a
鉄筋コンクリート梁部10Bは、あらかじめ工場で製作したプレキャストコンクリート製でもよく、現場打ちコンクリートで製作されてもよい。あるいはハーフプレキャストコンクリート製でもよく、この場合には、コンクリートを現場で後打ちする。コンクリートは、普通コンクリートでも、繊維補強コンクリートでも良い。
鉄筋コンクリート梁部10Bは、複数の梁主筋14、それら梁主筋14を囲む複数の横補強筋16により補強され、梁主筋14の柱梁接合部への定着は、定着金物あるいは折り曲げ定着により行われる。
また、鉄筋コンクリート梁部10Bの柱12側の端部と鉄骨梁10A側の端部に相当する部分においては、特に横補強筋16の配筋を密に配した集中補強筋16Aとしている。このように鉄筋コンクリート梁部10Bの柱12側の端部と鉄骨梁10A側の端部に相当する部分に集中補強筋16Aを設けることで、鉄筋から鉄筋コンクリート梁部10Bへの応力の伝達が図られている。
The reinforced
The reinforced
Further, in the portion corresponding to the end portion on the
図1、図2に示すように、設備用孔20は、柱梁接合部寄りの鉄筋コンクリート梁部10Bに設けられ、鉄筋コンクリート梁部10Bを水平に貫通している。
そして、設備用孔20が貫通形成された鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所を補強する本発明の設備用孔補強部22が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
And the
図1、図2を参照して実施の形態の設備用孔補強部22について説明する。
設備用孔補強部22は、設備用孔20の周辺を含む鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所の少なくとも両側面の近傍の内部にメッシュ筋24を配設したものである。
本実施の形態では、メッシュ筋24は、鉄筋コンクリート梁部10Bの両側面にそれぞれ平行する両側の側面部2402と、それら側面部2402の上端を接続し鉄筋コンクリート梁部10Bの上面に平行する上面部2404と、それら側面部2402の下端を接続し鉄筋コンクリート梁部10Bの下面に平行する下面部2406とを有している。
両側の側面部2402は、鉄筋コンクリート梁部10Bの上下方向の両端に位置する梁主筋14間に延在する高さを有している。
また、上面部2404と下面部2406は、鉄筋コンクリート梁部10Bの幅方向の両端に位置する梁主筋14間に延在する幅を有している。
両側の側面部2402には、設備用孔20に合致する孔2410が形成されている。
メッシュ筋24は、鉄筋コンクリート梁部10Bの一部を構成し、鉄筋コンクリート梁部10Bに作用するせん断力の一部を負担できるものであればよく、メッシュ筋には、金属や炭素繊維など従来公知の様々な材料が使用可能である。
The facility
The facility
In the present embodiment, the
The
Moreover, the
A
The
本実施の形態では、一枚のメッシュ筋24が複数の梁主筋14の周りに巻回され、鉄筋コンクリート梁部10Bの両側面では、両側の側面部2402が上下の梁主筋14と、上下に延在する横補強筋16の部分との間で挟持されて配設されている。
また、鉄筋コンクリート梁部10Bの上下面では、上面部2404と下面部2406とが、上下の梁主筋14と、水平に延在する上下の横補強筋16の部分との間でそれぞれ挟持されて配置されている。
In the present embodiment, a
In addition, on the upper and lower surfaces of the reinforced
このように設備用孔補強部22を構成すると、次の効果A〜Cが発揮される。
効果A:メッシュ筋24が鉄筋コンクリート梁部10Bに一体化し、メッシュ筋24が鉄筋コンクリート梁部10Bの一部を構成するため、鉄筋コンクリート梁部10Bに作用するせん断力の一部をメッシュ筋24が負担する。したがって設備用孔20周りの鉄筋コンクリート梁部10Bのせん断ひび割れや損傷度合いが改善される。
効果B:メッシュ筋24を用い、かつ、このメッシュ筋24を梁主筋14と横補強筋16を利用して配設するため、鉄筋の配筋がもともと過密なハイブリッド梁10の鉄筋コンクリート梁部10Bを、開孔補強筋を用いて補強する場合に比べ、簡単に迅速に確実に補強でき、施工性が改善され、工期の短縮化、コストダウンを図る上で有利となる。
効果C:メッシュ筋24で地震のエネルギーを吸収でき、地震の際の損傷度合を軽減する上で有利となる。
Thus, if the
Effect A: Since the
Effect B: Since the
Effect C: The
なお、鉄筋コンクリート梁部10Bに作用するせん断力の多くを負担する鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所の両側面の近傍の内部のみにメッシュ筋24を配設して設備用孔補強部22を構成してもよい。この場合、メッシュ筋24は側面部2402のみを有し、かつ、上下一対の梁主筋14に対して一枚ずつ貼着される。ただし、実施の形態のようにメッシュ筋24を鉄筋コンクリート梁部10B箇所の全周に配設すると、前記効果A〜Cを発揮させる上でより有利となる。
また、メッシュ筋24に孔2410を形成せず、鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所の両側面で設備用孔20の上下左右に複数のメッシュ筋24を配設して設備用孔補強部22を構成してもよいが、実施の形態のように構成すると、施工性を改善し、工期の短縮化、コストダウンを図る上でより有利となる。
Even if the
Further, the
10……ハイブリッド梁
10A……鉄骨梁部
10B……鉄筋コンクリート梁部
14……梁主筋
16……横補強筋
20……設備用孔
22……設備用孔補強部
24……メッシュ筋
2402……側面部
2404……上面部
2406……下面部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記鉄筋コンクリート梁部に設備用孔が前記鉄骨を貫通して水平に貫通形成され、
前記設備用孔の周辺の前記鉄筋コンクリート梁部の箇所を補強する設備用孔補強部が設けられ、
前記設備用孔補強部は、一枚のメッシュ筋が前記鉄骨の外側で前記複数の梁主筋の周りに巻回されて構成され前記鉄骨の側方で前記鉄筋コンクリート梁部の両側面にそれぞれ平行する両側の側面部と、それら側面部の上端を接続し前記鉄骨の上方で前記鉄筋コンクリート梁部の上面に平行する上面部と、それら側面部の下端を接続し前記鉄骨の下方で前記鉄筋コンクリート梁部の下面に平行する下面部とを有し、
それら両側の側面部と上面部と下面部とは前記鉄筋コンクリート梁部と一体化され、
前記両側の側面部に、前記設備用孔に合致する孔が形成され、
前記両側の側面部は、前記鉄筋コンクリート梁部の上下方向の両端に位置する前記梁主筋間に延在する高さを有して、上下の前記梁主筋と、上下に延在する前記横補強筋の部分との間で挟持されて配設され、
前記上面部と前記下面部は、前記鉄筋コンクリート梁部の幅方向の両端に位置する前記梁主筋間に延在する幅を有して、上下の前記梁主筋と、水平に延在する上下の前記横補強筋の部分との間でそれぞれ挟持されて配置され、
前記メッシュ筋は、前記鉄筋コンクリート梁部に作用するせん断力の一部を負担する、
ことを特徴とする設備用孔を有するハイブリッド梁の補強構造。 Covering both ends of the steel frame spanned between the opposing columns with reinforced concrete, the central part of the steel frame as a steel beam part, both ends as a reinforced concrete beam part, the reinforced concrete beam part above and below the steel frame A hybrid beam having a plurality of beam main bars arranged in a horizontal direction at a location and a plurality of lateral reinforcement bars surrounding the beam main bars ,
A hole for equipment is formed in the reinforced concrete beam portion through the steel frame and penetrating horizontally,
A facility hole reinforcing portion for reinforcing a portion of the reinforced concrete beam portion around the facility hole is provided,
The facility hole reinforcing portion is formed by winding one mesh bar around the plurality of beam main bars outside the steel frame, and is parallel to both side surfaces of the reinforced concrete beam unit at the side of the steel frame. The side portions on both sides, the upper ends of the side portions connected to each other and the upper surface portion parallel to the upper surface of the reinforced concrete beam portion above the steel frame, and the lower ends of the side portions connected to the lower portion of the steel frame are connected to the reinforced concrete beam portion. A lower surface portion parallel to the lower surface,
The side portions on both sides, the upper surface portion, and the lower surface portion are integrated with the reinforced concrete beam portion,
Holes that match the equipment holes are formed on the side surfaces on both sides,
The side portions on both sides have a height extending between the beam main bars located at both ends in the vertical direction of the reinforced concrete beam portion, and the upper and lower beam main bars and the lateral reinforcing bars extending vertically. It is sandwiched and arranged between the parts of
The upper surface portion and the lower surface portion have a width extending between the beam main bars located at both ends in the width direction of the reinforced concrete beam portion, and the upper and lower beam main bars and the upper and lower beam extending horizontally. It is arranged to be sandwiched between the side reinforcement bars,
The mesh reinforcement bears a part of the shearing force acting on the reinforced concrete beam part,
A reinforcing structure for a hybrid beam having a hole for equipment.
ことを特徴とする請求項1記載の設備用孔を有するハイブリッド梁の補強構造。 The mesh streaks are made of metal or carbon fiber,
The reinforcing structure for a hybrid beam having a facility hole according to claim 1.
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