JP6422795B2 - Composite beam, PCa composite beam member constituting the same, and composite ramen structure - Google Patents
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Description
本発明は、断面における部材中央部が高強度コンクリートからなり、部材外周部が比較的低強度のコンクリートからなる異種強度コンクリートによる複合梁及びこれを構築するためのPCa複合梁部材並びに異種強度コンクリートによる複合ラーメン構造に関する。 The present invention relates to a composite beam made of different strength concrete in which the central part of the member in the cross section is made of high-strength concrete and the outer periphery of the member is made of relatively low-strength concrete, the PCa composite beam member for constructing this, and the different-strength concrete. Concerning composite ramen structure.
近年、コンクリートの高強度化に関する研究開発が盛んに行われており、高性能AE減水剤による水セメント比の低減や各種混和材の配合による水結合材比の低減によってコンクリート強度が飛躍的に高くなっている。高強度コンクリートの強度(設計基準強度)は、セメントや混和材の種類にもよるが、一般に、水結合材比が小さくなるほど高くなる。このようなコンクリートの高強度化は、建物の超高層化や柱断面の縮小化を可能にし、現在では高層建物において広く使用されるまでに至っている。 In recent years, research and development on increasing the strength of concrete has been actively conducted, and concrete strength has been dramatically increased by reducing the water cement ratio with high-performance AE water reducing agents and reducing the water binder ratio by blending various admixtures. It has become. The strength of high-strength concrete (design standard strength) depends on the type of cement and admixture, but generally increases as the water binder ratio decreases. Such high strength of concrete makes it possible to increase the height of buildings and reduce the cross section of columns, and is now widely used in high-rise buildings.
高強度コンクリートを柱に用いた例として、超高強度コンクリートを用いたプレキャスト(以下、PCaと記す)コンクリート部材により柱の外郭部を形成し、外殻部の内部を中空に又は強度の低いコンクリートで充填したものが知られている(特許文献1、2参照)。
As an example of using high-strength concrete as a column, the outer part of the column is formed by a precast (hereinafter referred to as PCa) concrete member using ultra-high-strength concrete, and the inside of the outer shell is hollow or low-strength concrete. Is known (see
高強度コンクリートは用いていないが、梁の一部にPCaコンクリート部材を用いた例として、梁断面を縦方向の分割線で3分割したうちの両側部を、2枚のPCa板を対向配置してかつ肋筋で一体化して構成し、当該2枚のPCaコンクリート板を梁の構築位置に配置したうえで、梁端部では2枚のPCaコンクリート板の間に現場打ちコンクリートを充填し、軸方向中間部では2枚のPCaコンクリート板の間を空洞部にした合成地中梁が公知になっている(特許文献3参照)。 Although high-strength concrete is not used, as an example of using a PCa concrete member for a part of the beam, two PCa plates are placed opposite each other on both sides of the beam cross-section divided into three by the vertical dividing line. Once the two PCa concrete plates are arranged at the construction position of the beam, the cast-in-place concrete is filled between the two PCa concrete plates at the beam end, In the section, a composite underground beam having a hollow portion between two PCa concrete plates is known (see Patent Document 3).
PCaコンクリート部材を用いた梁の他の例として、断面の外周部に配置された複数の梁主筋と、複数の梁主筋を囲むせん断補強筋と、上下方向の貫通空間が形成されるように梁の両側下部に対向配置され、主筋及びせん断補強筋の一部が内部に配置された一対のPCaコンクリート板とを備えるハーフプレキャスト梁も公知である(特許文献4参照)。 As another example of a beam using a PCa concrete member, a beam is formed so that a plurality of beam main bars arranged on the outer periphery of the cross section, a shear reinforcement bar surrounding the plurality of beam main bars, and a vertical penetration space are formed. A half precast beam is also known which includes a pair of PCa concrete plates that are disposed opposite to each other at both lower portions of the steel plate and in which a part of the main reinforcing bar and the shear reinforcing bar are arranged inside (see Patent Document 4).
特許文献3や特許文献4に記載の梁では、現場打ちコンクリートを打設する際に、PCaコンクリート板を型枠として利用することが可能である。 In the beams described in Patent Document 3 and Patent Document 4, it is possible to use a PCa concrete plate as a formwork when placing cast-in-place concrete.
一般的にRC梁は均一な強度のコンクリートによって構築されることが多い。ここで、断面を縮小化するため或いはせん断耐力や曲げ耐力を向上させるために、梁に高強度コンクリートを用いることを考えた場合、特許文献3や特許文献4の梁の構成を利用して、PCaコンクリート板を高強度コンクリートにより形成することが考えられる。しかしながら、高強度コンクリートは組織が緻密になるために火災時に表面部分が爆裂を起こし易いことが指摘されている。そのため、梁の両側部に高強度コンクリートを用いる場合には、火災時の熱応力を緩和するべく躯体の表面を耐火被覆する、或いは火災時の水蒸気圧を緩和すべくコンクリート中に合成繊維を混入するなどといった対策が必要になる。また、高強度コンクリートは、強度が高くなるにつれて弾性ひずみやクリープひずみ、乾燥収縮ひずみが小さくなる一方、自己収縮ひずみが大きくなる傾向がある。そのため、梁の両側部に高強度コンクリートを用いる場合には、両側部に配置された梁主筋によって高強度コンクリートの自己収縮が拘束され、ひび割れが発生し易くなる。 In general, RC beams are often constructed of concrete of uniform strength. Here, when considering using high-strength concrete for the beam in order to reduce the cross-section or to improve the shear strength and bending strength, using the configuration of the beam in Patent Document 3 and Patent Document 4, It is conceivable to form the PCa concrete plate from high-strength concrete. However, it has been pointed out that high-strength concrete tends to explode at the time of a fire due to the dense structure. Therefore, when using high-strength concrete on both sides of the beam, synthetic fiber is mixed in the concrete to cover the surface of the frame to reduce thermal stress during fires or to reduce water vapor pressure during fires. Measures such as to do are necessary. In addition, high strength concrete tends to increase the self-shrinkage strain while the elastic strain, creep strain, and drying shrinkage strain decrease as the strength increases. For this reason, when high-strength concrete is used on both sides of the beam, self-shrinkage of the high-strength concrete is constrained by the beam main bars arranged on both sides, and cracks are likely to occur.
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、耐火性能を確保すると共にひび割れの発生を効果的に防止できるうえ、断面積を小さくでき、或いは耐力を向上できる複合梁及び複合梁に用いるPCa複合梁部材並びに複合ラーメン構造を提供することをその目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and it is possible to provide a composite beam and a composite beam that can ensure fire resistance and effectively prevent the occurrence of cracks, reduce the cross-sectional area, or improve the yield strength. It is an object of the present invention to provide a PCa composite beam member and a composite rigid frame structure to be used.
上記課題を解決するために本発明は、所定の水結合材比及び強度を有する高強度コンクリートからなり、断面中央部に配置される梁中央部(21)と、前記高強度コンクリートに比べて水結合材比が高く強度が低いコンクリートからなり、前記梁中央部の全周面を覆うように断面外周部に配置される梁外周部(22)とを有し、梁主筋(26)及び肋筋(27)が前記梁外周部のみに配置されていることを特徴とする複合梁(2)を提供する。ここで、高強度コンクリートとは、水結合材比が比較的低いことによって高強度を実現するコンクリートのことであり、結合材以外の物質を混入することによって高強度を実現するコンクリートは含まない。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is made of high-strength concrete having a predetermined water binder ratio and strength, and has a beam center portion (21) disposed in the center portion of the cross section and water as compared with the high-strength concrete. It is made of concrete with a high binder ratio and low strength, and has a beam outer peripheral part (22) arranged on the outer peripheral part of the cross section so as to cover the entire peripheral surface of the central part of the beam, and has a beam main reinforcement (26) and a reinforcing bar (27) provides a composite beam (2) characterized in that it is arranged only on the outer periphery of the beam. Here, high-strength concrete is concrete that achieves high strength by having a relatively low water binder ratio, and does not include concrete that achieves high strength by mixing substances other than the binder.
この構成によれば、高強度コンクリートからなる梁中央部が梁外周部によって覆われるため、梁の耐火性能を確保することができる。また、梁中央部は梁主筋に拘束されることがないため、高強度コンクリートを自由に自己収縮させることができ、自己収縮に起因するひび割れが梁中央部に発生することを防止できる。更に、高強度コンクリートが用いられることにより、梁の断面積を小さくし、或いは梁の耐力を向上させることができる。特に、梁中央部に高強度コンクリートが用いられることにより、梁のせん断耐力を効果的に向上させることができる。 According to this structure, since the beam center part which consists of high-strength concrete is covered with a beam outer peripheral part, the fireproof performance of a beam is securable. Further, since the central portion of the beam is not constrained by the main beam of the beam, the high-strength concrete can be freely self-contracted, and cracks resulting from self-contraction can be prevented from occurring in the central portion of the beam. Furthermore, by using high-strength concrete, the cross-sectional area of the beam can be reduced or the proof stress of the beam can be improved. In particular, the use of high-strength concrete at the center of the beam can effectively improve the shear strength of the beam.
また、本発明は、上記の構成において、少なくとも一部の断面において、前記梁中央部の下面が、中央側から外側に向かうほど上方に進むように傾斜又は湾曲している構成とすることができる。 Further, the present invention may be configured such that, in at least a part of the cross section, the lower surface of the central portion of the beam is inclined or curved so as to advance upward from the central side toward the outer side. .
この構成によれば、梁外周部のコンクリート打設時に梁中央部の下面にエアが溜まることを抑制できる。 According to this structure, it can suppress that air accumulates on the lower surface of a beam center part at the time of concrete placement of a beam outer peripheral part.
また、本発明は、上記の構成において、前記梁中央部の側面が、断面において曲線からなる凹凸形状を呈している構成とすることができる。 Moreover, this invention can set it as the structure by which the side surface of the said beam center part is exhibiting the uneven | corrugated shape which consists of a curve in a cross section in said structure.
この構成によれば、梁外周部のコンクリート打設時に梁中央部の側面にエアが溜まることを抑制しつつ、主筋及び肋筋が配置された梁外周部と梁中央部との結合力を高め、せん断耐力を確実に向上させることができる。 According to this configuration, while preventing the air from accumulating on the side surface of the beam center when the concrete is placed on the outer periphery of the beam, the coupling force between the beam outer periphery where the main bar and the reinforcing bar are arranged and the beam center is increased. The shear strength can be improved reliably.
また、上記課題を解決するために本発明は、上記の構成を有する複合梁を構築するためのPCa複合梁部材(20)として、前記梁中央部と前記梁外周部の少なくとも下部とがPCaコンクリートにより形成され、軸方向の両端において前記梁中央部が前記梁外周部から突出していることを特徴とするPCa複合梁部材を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a PCa composite beam member (20) for constructing a composite beam having the above-described configuration, in which the beam center portion and at least the lower portion of the beam outer peripheral portion are PCa concrete. The PCa composite beam member is characterized in that the beam center portion protrudes from the beam outer peripheral portion at both ends in the axial direction.
この構成によれば、梁外周部のPCaコンクリートを構築する際に、梁中央部の梁外周部から突出する部分を支持した状態で、型枠や鉄筋の組立及びコンクリートの打設を行うことができる。そのため、PCa複合梁部材の製造を容易にできる。また、梁中央部の突出部分のみが柱の内部に位置するようにPCa複合梁部材を配置することができる。これにより、PCa複合梁部材を貫通する柱主筋の本数を低減しつつ、高強度コンクリートからなる梁中央部を柱の内部に進入させることができる。 According to this configuration, when building the PCa concrete on the outer periphery of the beam, it is possible to assemble the formwork and rebar and place the concrete while supporting the portion protruding from the outer periphery of the beam at the center of the beam. it can. Therefore, the manufacture of the PCa composite beam member can be facilitated. Further, the PCa composite beam member can be arranged so that only the protruding portion at the center of the beam is located inside the column. Thereby, the center part of the beam made of high-strength concrete can be made to enter the inside of the column while reducing the number of column main bars penetrating the PCa composite beam member.
また、上記課題を解決するために本発明は、互いに剛結合する柱(1)及び梁(2)を有し、部材断面における中央部に配置される柱中央部(11)及び梁中央部(21)が所定の水結合材比及び強度を有する高強度コンクリートからなり、前記柱中央部及び前記梁中央部のそれぞれの全周面を覆うように部材断面における外周部に配置される柱外周部(12)及び梁外周部(22)が前記高強度コンクリートに比べて水結合材比が高く強度が低いコンクリートからなる複合ラーメン構造(100)であって、少なくとも前記柱中央部がPCaコンクリートからなる複数のPCa柱部材(10)と、一対の前記柱(1、1)間に架け渡され、前記梁中央部と前記梁外周部の少なくとも下部とがPCaコンクリートからなるPCa複合梁部材(20)とを有し、前記PCa複合梁部材は、軸方向の両端において前記梁中央部が前記梁外周部から突出するように形成され、前記梁中央部の突出部(23)が前記柱の内部に位置して前記柱中央部と接続するように配置される構成とする。 In order to solve the above problems, the present invention has a column (1) and a beam (2) which are rigidly connected to each other, and a column center (11) and a beam center ( 21) is made of high-strength concrete having a predetermined water binder ratio and strength, and is arranged on the outer periphery of the member cross-section so as to cover the entire peripheral surfaces of the center of the column and the center of the beam. (12) and the beam outer peripheral part (22) is a composite ramen structure (100) made of concrete having a higher water binder ratio and lower strength than the high-strength concrete, and at least the central part of the pillar is made of PCa concrete. A PCa composite beam member (PCa composite beam member (10) which is spanned between a plurality of PCa column members (10) and a pair of the columns (1, 1), and in which the beam central portion and at least the lower portion of the beam outer peripheral portion are made of PCa concrete. 0)), and the PCa composite beam member is formed such that the beam center portion protrudes from the outer periphery of the beam at both ends in the axial direction, and the protruding portion (23) of the beam center portion is formed of the column. It is set as the structure arrange | positioned so that it may be located inside and may connect with the said column center part.
この構成によれば、梁外周部のPCaコンクリートを構築する際に、梁中央部の両端部(突出する部分)を支持した状態で、型枠や鉄筋の組立及びコンクリートの打設を行うことができる。そのため、PCa複合梁部材の製造を容易にできる。また、柱中央部及び梁中央部がそれぞれPCa柱部材及びPCa複合梁部材により構成されるため、高強度コンクリートの品質管理を容易にすることができる。更に、PCa複合梁部材の梁中央部の突出部分のみが柱の内部に位置するため、PCa複合梁部材の梁中央部をPCa柱部材の柱中央部と接続しつつ、PCa複合梁部材を貫通する柱主筋の本数を低減することができる。 According to this configuration, when building the PCa concrete on the outer periphery of the beam, it is possible to assemble the formwork and rebar and cast the concrete while supporting both ends (protruding portions) of the beam center. it can. Therefore, the manufacture of the PCa composite beam member can be facilitated. In addition, since the column central portion and the beam central portion are respectively composed of the PCa column member and the PCa composite beam member, the quality control of the high-strength concrete can be facilitated. Furthermore, since only the protruding portion of the beam central portion of the PCa composite beam member is located inside the column, the PCa composite beam member penetrates while connecting the beam central portion of the PCa composite beam member to the column central portion of the PCa column member. The number of column main bars to be reduced can be reduced.
また、本発明は、上記の構成において、前記PCa複合梁部材の前記梁中央部と前記PCa柱部材の前記柱中央部とがコッター式継手(3)により接続されている構成とすることができる。 Moreover, this invention can set it as the structure by which the said beam center part of the said PCa composite beam member and the said column center part of the said PCa column member are connected by the cotter type joint (3) in said structure. .
この構成によれば、梁から柱に伝達する荷重を、PCa複合梁部材の部材中央部からPCa柱部材の部材中央部に確実に伝達させることができ、高硬度コンクリートの高い圧縮強度を有効に利用することができる。 According to this configuration, the load transmitted from the beam to the column can be reliably transmitted from the member central portion of the PCa composite beam member to the member central portion of the PCa column member, and the high compressive strength of the high-hardness concrete is effectively obtained. Can be used.
このように本発明によれば、梁の断面積を小さくできる或いは梁の強度を向上できるうえ、耐火性能を確保すると共にひび割れの発生を効果的に防止できる複合梁及びこれを構築するためのPCa複合梁部材並びに複合ラーメン構造を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the cross-sectional area of the beam can be reduced or the strength of the beam can be improved, fire resistance can be ensured and cracking can be effectively prevented, and PCa for constructing the composite beam. A composite beam member as well as a composite frame structure can be provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示すように、複合ラーメン構造100は、複数の複合柱1と、互いに隣接する一対の複合柱1、1に架け渡され、両端が複合柱1に剛結合される複数の複合梁2を有している。複合ラーメン構造100は、平面上で直交する2方向に沿って複合柱1が配置され、それぞれの方向に沿って延在する複合梁2によって互いに隣接する一対の複合柱1、1が連結される。図1ではそのうちの1方向のみを示している。
As shown in FIG. 1, a composite
複合ラーメン構造100は、複合柱1及び複合梁2の断面中央部が、水結合材比が比較的低く強度が比較的高い高強度コンクリートからなり、複合柱1及び複合梁2の断面外周部が断面中央部に比べて水結合材比が高く強度が比較的低いコンクリート(以下、普通コンクリートと称する)からなる複合コンクリート構造体である。ここで、高強度コンクリートとは、普通コンクリートに比べて水結合材比が低く強度が高いコンクリートを意味しており、水結合材比の上限値や強度の下限値を定めるものではない。
In the composite
本実施形態では、複合柱1は1階層の階高に応じた長さを有するPCa複合柱部材10を順次積み上げて構築され、複合梁2は軸方向の複合柱1のスパンに応じた長さを有するPCa複合梁部材20を複合柱1(PCa複合柱部材10の上端)に剛結合して構築される。他の実施形態では、PCa複合柱部材10が1階層の階高よりも短い或いは長い長さとされてもよい。また、複合柱1や複合梁2の一部(例えば、後述する柱外周部12)が現場打ちコンクリートによって構築されてもよい。なお、後述する柱中央部11及び梁中央部21は高強度コンクリートにより形成されるため、工場においてプレキャスト形成されることが好ましい。
In this embodiment, the
図2及び図3に示すように、PCa複合柱部材10は、断面中央部に配置される方形断面の柱中央部11と、柱中央部11の側面の全面を覆うように断面外周部に配置される外縁が方形の柱外周部12とを有する。柱中央部11は、高強度コンクリートからなる実質的に無筋のコンクリート造である。一方、柱外周部12は、柱中央部11に比べて水結合材比が高く強度が低い普通コンクリートからなる鉄筋コンクリート造である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the PCa
柱中央部11を形成する高強度コンクリートと柱外周部12を形成する普通コンクリートとは、どちらが先に打設されていてもよいが、高強度コンクリートが自由に自己収縮することによるひび割れの発生を防止するためには、高強度コンクリートを用いて柱中央部11を先に構築し(プレキャスト形成を含む)、後から普通コンクリートを用いて柱外周部12を構築することが好ましい。柱中央部11と柱外周部12とは、後に打設される側のコンクリートの付着によって一体となっている。
Either the high-strength concrete that forms the column
柱外周部12の上部には、後述する梁中央部21を配置するための切欠き13(仕口穴)が、PCa複合梁部材20の接続する側面(図示例では4つの側面)のそれぞれに形成されている。切欠き13は、PCa複合柱部材10の側面及び上面に開口しており、柱外周部12の厚さの全体にわたって形成されている。従って、切欠き13が形成された部分では、柱中央部11の側面が露出している。切欠き13はPCa複合柱部材10の側面のみに開口する形態であってもよい。柱中央部11のこの露出した部分にはコッター式継手3を構成する凹部14又は凸部15が形成されている。
In the upper part of the column outer
また、複合柱1と複合梁2とを接続する仕口部となるPCa複合柱部材10の上端部には、梁主筋26(図9参照)を挿通させるための貫通孔1aが形成されている。
In addition, a through
柱外周部12の内部には、複合柱1の外周縁近傍に配置され、軸方向に延在する複数(ここでは20本)の柱主筋16と、複数の柱主筋16を囲繞するように軸方向に所定間隔をおいて配置された方形の複数の帯鉄筋17(せん断補強筋)とが埋め込まれている。柱主筋16及び帯鉄筋17は柱外周部12のみに配置されている。
A plurality of (20 in this case) column
柱主筋16の上端又は下端(図示例では上端)にはスリーブ継手18が設けられており、柱主筋16の下端又は上端(図示例では下端)は、下方又は上方(図示例では下方)に配置されるPCa複合柱部材10のスリーブ継手18と接続される。
A sleeve joint 18 is provided at the upper end or lower end (upper end in the illustrated example) of the column
このように、複合柱1は、断面の一部に高強度コンクリートが用いられていることにより、高強度コンクリートが用いられていない形態(柱外周部12を形成する普通コンクリートにより全断面が形成されている形態)に比べ、圧縮強度を大きくでき、同一圧縮強度を得るために必要な柱断面積を小さくすることができる。また、高強度コンクリートからなる柱中央部11が柱外周部12により被覆されているため、複合柱1の表面部分は火災時に爆裂を起こし難くなっており、複合柱1の耐火性能が確保されている。
Thus, the
なお、柱中央部11は、完全な無筋コンクリートである必要はなく、ここで言う無筋コンクリートとは、高強度コンクリートの軸方向の自己収縮を拘束する柱主筋16やPC鋼材を含まないことを意味する。従って、柱中央部11は、断面方向に延在する中間帯鉄筋が埋め込まれた構成や、軸方向に延在する鉄筋であっても段取り筋のように構造計算で考慮されない鉄筋が埋め込まれた構成であってもよい。
In addition, the
図4及び図5に示すように、PCa複合梁部材20は、断面中央部に配置される梁中央部21と、梁中央部21の周面を覆うように断面外周部に配置される外縁が方形の梁外周部22とを有する。梁中央部21は、高強度コンクリートからなる実質的に無筋のコンクリート造であり、一対の複合柱1、1間の距離よりも大きな長さとされている。一方、梁外周部22は、梁中央部21に比べて水結合材比が高く強度が低い普通コンクリートからなる鉄筋コンクリート造であり、一対の複合柱1、1間の距離と概ね等しい長さとされている。つまり、梁外周部22は、梁中央部21の一対の複合柱1、1間の配置される部分の周面の全面を覆っている。梁中央部21の軸方向の両端は、梁外周部22から突出する突出部23(ほぞ)となっている。突出部23は、図2に示すように柱外周部12の切欠き13に挿入される。切欠き13に突出部23が配置された後、切欠き13の上部にはコンクリート又はモルタルが充填される。
As shown in FIGS. 4 and 5, the PCa
梁中央部21の端面のそれぞれには、柱中央部11の凹部14又は凸部15と係合してコッター式継手3を構成する凸部24又は凹部25が形成されている。つまり、図2中に想像線で示すPCa複合梁部材20の梁中央部21がコッター式継手3により柱中央部11と一体結合される。PCa複合梁部材20とPCa複合柱部材10との間には図示しない目地が設けられ、この目地には例えば無収縮モルタル等のグラウトが充填される。
On each of the end surfaces of the beam
なお、本実施形態のPCa複合梁部材20では、梁外周部22の全体が予めPCaコンクリートによって形成されているが、上部が床スラブに埋まる場合(即ち、複合梁2の側面に床スラブが結合する場合)には、梁外周部22の上部のコンクリートが未打設の状態とされてもよい。即ち、梁中央部21及び梁外周部22の少なくとも下部をPCaコンクリートにより形成してPCa複合梁部材20とし、PCa複合梁部材20を現場に配置した後に、現場打ちコンクリートによって床スラブと同時に梁外周部22の上部を構築してもよい。
In the PCa
図7に併せて示すように、梁外周部22の内部には、複合梁2の外周縁近傍に配置され、軸方向に延在する複数(ここでは8本)の梁主筋26と、複数の梁主筋26を囲繞するように軸方向に所定間隔をおいて配置された方形の複数の肋筋27(せん断補強筋)とが埋め込まれている。梁主筋26及び肋筋27は梁外周部22のみに配置されている。
As shown in FIG. 7, a plurality of (eight in this case) beam
但し、柱中央部11と同様に梁中央部21も完全な無筋コンクリートである必要はなく、高強度コンクリートの軸方向の自己収縮を拘束する梁主筋26やPC鋼材を含んでいなければよい。梁中央部21は、断面方向に延在する幅止め筋や振れ止め筋、斜めに貫通する折り曲げ筋等が埋め込まれた構成や、軸方向に延在する構造計算で考慮されない鉄筋が埋め込まれた構成であってもよい。
However, similarly to the column
梁主筋26の一端(図示例では左端)にはスリーブ継手28が設けられており、梁主筋26の他端(図示例では右端)は、梁外周部22の端面から突出しており、この突出した部分がPCa複合柱部材10の貫通孔1aに挿入され、更にPCa複合柱部材10を挟んだ位置に配置されるPCa複合梁部材20のスリーブ継手28と接続される。或いは、梁主筋26の他端にもスリーブ継手28が設けられ、PCa複合柱部材10の貫通孔1aに図示しない差込梁主筋を挿通し、PCa複合柱部材10の両側方に配置されたPCa複合梁部材20の梁主筋26がスリーブ継手28と差込梁主筋とを介して接続されてもよい。
A sleeve joint 28 is provided at one end (the left end in the illustrated example) of the beam main reinforcing
図6及び図7に示すように、梁中央部21の側面のそれぞれには、鉛直方向に対して左右にそれぞれ所定角度傾斜した凹条31が比較的小さな間隔を空けて形成されている。本実施形態では、凹条31は左右共に鉛直方向に対して45度傾斜している。左右に傾斜する2本ずつの合計4本の凹条31によって囲まれる部分が正方形の突起32となっており、梁中央部21の側面に突起32が形成されていると言うこともできる。これにより、梁中央部21の側面は、断面において曲線からなる凹凸形状とされている。或いは、梁中央部21の側面のそれぞれに凹条31の代わりに凸条が形成され、左右に傾斜する2本ずつの合計4本の凸条によって囲まれる部分が正方形の凹陥部となっていてもよい。
As shown in FIGS. 6 and 7, on each of the side surfaces of the beam
図8に併せて示すように、PCa複合梁部材20の軸方向の少なくとも一部の断面において、梁中央部21の下面は、中央側から外側に向かうほど上方に進むように湾曲する形状とされている。以下、梁中央部21の下面がこのような形状とされた部分をエア抜き部33と称する。エア抜き部33は、梁外周部22により覆われる部分の少なくとも一部に形成されていればよいが、本実施形態では、軸方向に間隔を空けて複数のエア抜き部33が形成され、エア抜き部33の軸方向長さと間隔とが概ね同一寸法とされている。
As shown in FIG. 8, in at least a partial cross section in the axial direction of the PCa
PCa複合梁部材20を構築する際には、高強度コンクリートが自由に自己収縮することでひび割れが発生しないようにするために、高強度コンクリートを用いて梁中央部21を先に構築し、後から(現場打ちの場合を含む)普通コンクリートを用いて梁外周部22を構築するとよい。
When constructing the PCa
以上、説明したように、複合梁2が高強度コンクリートからなる梁中央部21と普通コンクリートからなる梁外周部22とを有するため、複合梁2の耐火性能が確保される。また、梁主筋26及び肋筋27が梁外周部22のみに配置されていることにより、梁中央部21の高強度コンクリートが梁主筋26に拘束されることなく自由に自己収縮できるため、自己収縮に起因するひび割れが梁中央部21に発生することが抑制される。
As described above, since the
更に、複合梁2の一部に高強度コンクリートが用いられていることにより、複合梁2の断面積を小さくすること或いはせん断耐力を向上させることができる。即ち、複合梁2のせん断力は、図5に矢印で示すように梁主筋26及び肋筋27に引張力が加わり、これに釣り合う圧縮力をコンクリートが受け持つことで発揮される。従って、梁主筋26及び肋筋27の引張耐力が大きいとしてもコンクリートの圧縮耐力が小さい場合には、複合梁2のせん断力は大きくならない。本実施形態では、複合梁2の一部が高強度コンクリートからなるため、せん断力に対抗する圧縮力が大きくなり、複合梁2のせん断耐力が向上する。特に、梁主筋26及び肋筋27は梁外周部22に配置されているが、せん断力に対抗する圧縮力は複合梁2の全体に加わるため、断面中央部に高強度コンクリートが用いられることによってせん断耐力が効果的に高くなる。
Furthermore, since high-strength concrete is used for a part of the
PCa複合梁部材20を構築する際には、上記のように先に梁中央部21を構築し、後から梁外周部22を構築するとよい。ところが、梁外周部22は梁中央部21の下面をも覆う必要があり、更に梁外周部22の下部には複数の梁主筋26が配置される。そのため、梁外周部22を構築するための普通コンクリートを打設する際に梁中央部21の下面にエアが溜まり易い。本実施形態では、少なくとも一部の断面にエア抜き部33が形成されていることにより、梁外周部22のコンクリートを打設する際にエアが梁中央部21の下方から側方に抜け易くなっており、梁中央部21の下面にエアが溜まることが抑制される。即ち、梁外周部22の下部にコンクリートを行き渡らせ、密実なコンクリートを構築できる。
When constructing the PCa
また、本実施形態では、断面において梁中央部21の側面が曲線からなる凹凸形状を呈しているため、梁中央部21の下方から抜けてくるエアを側面の突起32に留めることなくコンクリート外部に排出できると共に、梁中央部21と梁外周部22の結合力を高くして複合梁2のせん断耐力を向上させることができる。
Further, in the present embodiment, the side surface of the beam
本実施形態では、複合梁2を構築するために、梁中央部21及び梁外周部22の少なくとも下部がPCaコンクリートにより形成され、軸方向の両端において梁中央部21が梁外周部22から突出するPCa複合梁部材20を用いている。そのため、梁外周部22のPCaコンクリートを構築する際に、梁中央部21の梁外周部22から突出する部分を支持した状態で、型枠や鉄筋の組立及びコンクリートの打設を行うことができ、PCa複合梁部材20の製造が容易になる。また、梁中央部21の突出部23のみが複合柱1の内部に位置するようにPCa複合梁部材20を配置することができるため、PCa複合梁部材20を貫通する柱主筋16の本数を低減しつつ、高強度コンクリートからなる梁中央部21を複合柱1の内部に進入させることができる。
In this embodiment, in order to construct the
更に本実施形態では、複合ラーメン構造100が、少なくとも柱中央部11がPCaコンクリートからなる複数のPCa複合柱部材10と、一対の複合柱1、1間に架け渡され、梁中央部21及び梁外周部22の少なくとも下部がPCaコンクリートからなるPCa複合梁部材20とを有する。そのため、複合梁2の梁外周部22のPCaコンクリートを構築する際に、複合梁2の梁中央部21の梁外周部22から突出する部分を支持した状態で、型枠や鉄筋の組立及びコンクリートの打設を行うことができ、PCa複合梁部材20の製造を容易にできる。また、高強度コンクリートは供給地や供給時間などに制限があるため、多層建物の立地や工程によってはその使用自体が困難な場合もあるが、複合柱1の柱中央部11及び複合梁2の梁中央部21がそれぞれPCa複合柱部材10及びPCa複合梁部材20により構成されるため、このような問題を解消でき、高強度コンクリートの品質管理を容易にできる。
Furthermore, in this embodiment, the
また、梁中央部21の軸方向の両端に形成された突出部23がPCa複合柱部材10の切欠き13に配置されて柱中央部11と接続するようにPCa複合梁部材20が配置される。これにより、PCa複合梁部材20の梁中央部21をPCa複合柱部材10の柱中央部11と接続しつつ、PCa複合梁部材20を貫通させる柱主筋16の本数を低減することができる。
Further, the PCa
加えて、PCa複合梁部材20の梁中央部21とPCa複合柱部材10の柱中央部11とがコッター式継手3により接続されるため、複合梁2から複合柱1に伝達する荷重を梁中央部21から柱中央部11に確実に伝達させることができ、高硬度コンクリートの高い圧縮強度を有効に利用することができる。
In addition, since the beam
以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、各要素の具体的形状や、配置、数量、角度、及び施工手順序などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 This is the end of the description of the specific embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments, and the specific shape, arrangement, quantity, angle, construction order, etc. of each element It can change suitably in the range which does not deviate from the meaning of invention.
例えば、図9(A)に示すように、下面にエア抜き部33が形成されない場合の梁中央部21や、梁中央部21のエア抜き部33が形成されない部分の断面形状を梁外周部22の輪郭と概ね相似形の矩形としてもよい。また、梁中央部21の全断面又はエア抜き部33が形成された部分の断面を図9(B)〜(H)のような形状としてもよい。なお、(B)では、梁中央部21の下面が外側に向かうほど上方に進むように湾曲した湾曲面となっており、(C)では、梁中央部21の下面が外側に向けて上方に進むように傾斜した傾斜面となっている。一方、(D)〜(H)では、梁中央部21の下面が外側に向かうほど上方に進むように湾曲又は傾斜していることに加え、梁中央部21の上面が外側に向かうほど下方に進むように湾曲又は傾斜している。
For example, as shown in FIG. 9A, the cross-sectional shape of the beam
或いは、図10(A)に示すように、梁中央部21が断面において左右方向に複数に分割されていてもよい。この場合にエア抜き部33を形成する時には、それぞれの梁中央部21の下面を、PCa複合梁部材20の外側に向かうほど上方に進むように湾曲又は傾斜させればよい。
Alternatively, as shown in FIG. 10A, the beam
また、上記実施形態では、梁中央部21の側面に鉛直方向に対して左右にそれぞれ傾斜した凹条31を形成しているが、梁中央部21の側面は断面において曲線からなる凹凸形状を呈してさえいれば、上記と同様の作用効果を得ることができ、上記構成に限定されるものではない。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態に示した本発明に係る複合柱1構造の各要素や複合柱1の構築手順の各要素は、必ずしも全てが必須ではなく、適宜取捨選択可能である。
In addition, all the elements of the
1 複合柱
2 複合梁
3 コッター式継手
10 PCa複合柱部材
11 柱中央部
12 柱外周部
20 PCa複合梁部材
21 梁中央部
22 梁外周部
23 突出部
26 梁主筋
27 肋筋
100 複合ラーメン構造
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記高強度コンクリートに比べて水結合材比が高く強度が低いコンクリートからなり、前記梁中央部の全周面を覆うように梁の断面外周部に配置される梁外周部とを有し、
梁主筋及び肋筋が前記梁外周部のみに配置されており、
少なくとも一部の断面において、前記梁中央部の下面が、中央側から外側に向かうほど上方に向けて傾斜又は湾曲していることを特徴とする複合梁。 A beam central portion made of high-strength concrete having a predetermined water binder ratio and strength, and arranged in the cross-sectional central portion of the beam,
It is made of concrete having a high water binder ratio and low strength compared to the high-strength concrete, and has a beam outer peripheral portion arranged at the cross-sectional outer peripheral portion of the beam so as to cover the entire peripheral surface of the beam central portion,
The main beam and the reinforcing bar are arranged only on the outer periphery of the beam ,
In at least a part of the cross section, the lower surface of the central portion of the beam is inclined or curved upward as it goes outward from the center side .
前記梁中央部が前記高強度コンクリートからなるPCaコンクリートにより形成され、
前記梁外周部の少なくとも下部が前記コンクリートからなるPCaコンクリートにより形成され、
軸方向の両端において前記梁中央部が前記梁外周部から突出していることを特徴とするPCa複合梁部材。 A PCa composite beam member for constructing the composite beam according to claim 1 or 2 ,
The beam central portion is formed of PCa concrete made of the high-strength concrete,
At least the lower part of the outer periphery of the beam is formed of PCa concrete made of the concrete,
The PCa composite beam member, wherein the beam center portion protrudes from the beam outer peripheral portion at both axial ends.
少なくとも前記柱中央部が前記高強度コンクリートからなるPCaコンクリートにより形成される複数のPCa柱部材と、
一対の前記柱に架け渡され、前記梁中央部が前記高強度コンクリートからなるPCaコンクリートにより形成され且つ前記梁外周部の少なくとも下部が前記コンクリートからなるPCaコンクリートにより形成されるPCa複合梁部材とを有し、
前記PCa複合梁部材は、軸方向の両端において前記梁中央部が前記梁外周部から突出するように形成され、前記梁中央部の突出部が前記柱の内部に位置して前記柱中央部と接続するように配置されることを特徴とする複合ラーメン構造。 Columns and beams that are rigidly connected to each other, and a column central part and a beam central part arranged at the central part in the member cross section are made of high-strength concrete having a predetermined water binder ratio and strength, and the column central part and the beam A composite composed of concrete with a column outer periphery and a beam outer periphery arranged on the outer periphery of the member cross-section so as to cover the entire peripheral surface of the beam central portion and a water bonding material ratio higher than that of the high-strength concrete. Ramen structure,
A plurality of PCa column members formed of PCa concrete having at least the center portion of the column made of the high-strength concrete ;
Bridged pair of said post, and a PCa composite Beams least a lower portion of the formed by PCa concrete beam center portion is made of the high strength concrete and the beam outer periphery is formed by PCa concrete made from the concrete Have
The PCa composite beam member is formed so that the beam center portion protrudes from the outer periphery of the beam at both ends in the axial direction, and the protrusion portion of the beam center portion is located inside the column and the column center portion Composite ramen structure characterized by being arranged to connect.
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