JP6434767B2 - 鉄筋コンクリート造の設計方法及び鉄筋コンクリート造 - Google Patents

Description

本発明は、ト形接合又はＬ形接合の柱梁接合部を備え、梁用の主筋の端部が柱梁接合部に接合される鉄筋コンクリート造を設計する鉄筋コンクリート造の設計方法、及びその設計方法で設計された鉄筋コンクリート造に関する。

鉄筋コンクリート造の梁は、最大級の外力作用時に柱梁接合部の梁の付け根部での降伏を想定している。梁用の主筋は、ト形接合又はＬ形接合の柱梁接合部内で、コンクリートと付着されるが、梁用の主筋のコンクリートとの付着が劣化して抜け出しすることがないように、主筋の端部は柱梁接合部に定着していなければならない。
そのため、従来、梁用の主筋の端部は、ト形接合又はＬ形接合の柱梁接合部の内部で、９０°に折り曲げられるか、あるいは、主筋の端部に定着板と称する円板が取り付けられて直線定着されている（非特許文献１及び非特許文献２）。
非特許文献１や非特許文献２では、梁用の主筋のコンクリートとの定着条件が定められており、そのうち、直線定着の長さは、鉄筋の種類と、鉄筋の直径と、コンクリートの設計基準強度とに基づき、下記の表１より定められる。なお、表１において、ｄは鉄筋の直径を示す。

鉄筋コンクリート造配筋指針・同解説（日本建築学会2010年） 機械式鉄筋定着工法設計指針（一般財団法人日本建築総合試験所2010年）

鉄筋コンクリート造では、主筋に使用される鉄筋が高強度のほど、直線定着の長さＬ_２を長くする必要がある。
しかしながら、非特許文献１や非特許文献２では、最大級の外力が作用した時の降伏位置を柱梁接合部の梁の付け根部としているため、梁用の主筋に高強度の鉄筋を使用するには、柱梁接合部の内部での直線定着長さが長くなり、柱梁接合部の大きさを大きくする必要がある。例えば、強度が６８５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の鉄筋では、表１で示す値よりもさらに長い直線定着長さＬ_２が必要である。
そのため、梁用の主筋の一端部側がト形接合又はＬ形接合の柱梁接合部の付け根部から梁長さ方向に沿った位置で降伏する場合に、柱梁接合部の大きさを大きくすることなく、合理的に設計できることが望まれている。

本発明の目的は、梁用の主筋の一端部側がト形接合又はＬ形接合の柱梁接合部に接合される場合において、梁用の主筋が高強度であっても、柱梁接合部を大きく設計しなくても済む鉄筋コンクリート造の設計方法及び鉄筋コンクリート造を提供することにある。

本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法は、柱と接合される梁用の主筋を備え、前記梁用の主筋は、普通強度部分と、前記普通強度部分よりも強度が大きい高強度部分とを有し、前記高強度部分は、前記梁用の主筋の一端部側が前記柱と接合されるト形接合又はＬ形接合の柱梁接合部と前記柱梁接合部の付け根部から梁長さ方向に沿って突出した高強度領域とに配置され、前記普通強度部分は、前記高強度領域を経て前記柱梁接合部とは反対側に位置する普通強度領域に配置された鉄筋コンクリート造を設計する方法であって、前記梁用の主筋のコンクリートへの定着長さを求めるにあたり、前記梁用の主筋のコンクリートへの定着長さの測定位置の起点を最大級の外力が作用した時の降伏位置とし、前記降伏位置を前記柱梁接合部の前記梁の付け根部から前記高強度部分と前記普通強度部分との境界部まで離した位置とすることを特徴とする。

従来では、梁の付け根部で梁用の主筋が降伏する設計としているため、定着長さを測る起点を柱梁接合部の梁の付け根部とされている。しかし、梁用の主筋の降伏位置を柱梁接合部の梁の付け根部から離した鉄筋コンクリート造では、従来の設計法と同様に、最大級の外力が作用した時に、梁用の主筋が降伏して、コンクリートが破損する部位が梁の付け根部より中央寄りに生じるが、梁の付け根部から降伏位置までのコンクリートの損傷は軽微なものとなる。そのため、本発明では、梁用の主筋のコンクリートへの定着長さの測定位置の起点を降伏位置、つまり、高強度部分と普通強度部分との境界部とした。
従って、本発明では、梁用の主筋に高強度の鉄筋を使用しても、主筋のうち柱梁接合部内で接合される部分の長さを長くすることを要しないので、柱梁接合部の大きさ自体を大きくしなくてもよい。

本発明では、前記普通強度部分は降伏点又は０.２％耐力がＪＩＳＧ３１１２で規定され、前記高強度部分は前記普通強度部分よりも降伏点又は０.２％耐力が大きく設定され、
前記梁用の主筋は、前記普通強度部分と同じ強度の１本の普通鉄筋を部分焼入れして前記高強度部分とする構成が好ましい。
この構成では、降伏点又は０.２％耐力がＪＩＳＧ３１１２で規定される１本の普通鉄筋を部分焼入れして普通強度部分と高強度部分とを形成しているので、柱梁接合部に配置される高強度部分の径を太くすることを要しない。そのため、この点からも、柱梁接合部の断面積を大きくすることを要しない。しかも、普通強度部分と高強度部分とが１本の鉄筋から構成されるので、現場での取り扱いが容易となる。

本発明の鉄筋コンクリート造は、前述の鉄筋コンクリート造の設計方法で設計されたことを特徴とする。
この構成の発明では、前述の効果と同じ効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態にかかるコンクリート造の全体を示す概略図。 （Ａ）はト形接合の柱梁接合部を示す断面図、（Ｂ）は梁の断面図。 本発明の第２実施形態にかかるコンクリート造を示すもので、図２に相当する図。 本発明の第３実施形態にかかるコンクリート造を示すもので、図２（Ａ）に相当する図。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態の説明において、同一構成要素は同一符号を付して説明を省略する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図面の図１及び図２に基づいて説明する。
図１には本実施形態の全体構成が示されている。
図１において、建物は、複数の梁２と、梁２と接合する複数の柱３とを備えた複数階建ての鉄筋コンクリート造であり、鉄筋構造１にコンクリート体１００が打設されている。
梁２と柱３とが接合された柱梁接合部２００の形態としては、十字形接合Ｓ１やト形接合Ｓ２があるが、本実施形態は、ト形接合Ｓ２に適用される。

梁２の鉄筋構造１は、水平方向に延びて配筋された複数の梁用の主筋２１と、主筋２１の軸方向と交差する平面内において主筋２１を囲んで等間隔に配筋されて梁２のせん断強度を補強する複数の梁用のせん断補強筋２２とを備える。
水平方向に隣合う主筋２１は、上下一対配置されており、かつ、端部同士が継手４で接合されている。継手４は、機械式継手や、それ以外の継手でもよい。あるいは、端部同士を重ね合わせ、針金等で結線する構成でもよい。さらには、端部同士を突き合わせて溶接等で接合する構成でもよい。
柱３の鉄筋構造１は、垂直方向に延びて所定間隔を空けて配筋された複数の柱用の鉄筋材３１と、鉄筋材３１の軸方向と交差する平面内において鉄筋材３１を囲んで等間隔に鉄筋材３１の延出方向に配筋されて柱３のせん断強度を補強する複数の柱用のせん断補強筋３２とを備える。鉄筋材３１及びせん断補強筋３２は、降伏点又は０.２％耐力がＪＩＳＧ３１１２で規定されている普通鉄筋である。普通鉄筋の降伏点又は０.２％耐力は、例えば、２９５ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ^２)以上３９０ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ^２)以下、例えば、３４５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の異形鉄筋（ＳＤ３４５）を例示できる。

十字形接合Ｓ１を含む領域において、主筋２１は、その中央部分に高強度部分２１１があり、その両端部にそれぞれ普通強度部分２１２がある。高強度部分２１１と普通強度部分２１２との境界部Ｑが降伏ヒンジの位置である。
高強度部分２１１は、十字形接合Ｓ１と十字形接合Ｓ１から梁長さ方向に沿った高強度領域２１０Ａとに配置される。普通強度部分２１２は、高強度領域２１０Ａを経て十字形接合Ｓ１とは反対側に位置する普通強度領域２１０Ｂに配置されている。高強度部分２１１及び普通強度部分２１２は、１本の鉄筋から一体に形成されている。
普通強度部分２１２は、降伏点又は０.２％耐力がＪＩＳＧ３１１２で規定されている。
高強度部分２１１は、普通強度部分２１２より高強度である。例えば、高強度部分２１１の降伏点又は０.２％耐力は、４９０ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ^２)以上１０００ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ^２)以下、例えば、６８５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）である。普通強度部分２１２の降伏点又は０.２％耐力は、２９５ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ^２)以上３９０ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ^２)以下である。
以上の構成の主筋２１は、普通強度部分２１２と同じ強度の１本の普通鉄筋の異形鉄筋（ＳＤ３４５）を部分焼入れして高強度部分２１１にする。

図２（Ａ）にはト形接合Ｓ２の柱梁接合部２００が拡大して示され、図２（Ｂ）には梁２の断面が示されている。なお、図２（Ａ）（Ｂ）では、断面を示すハッチの図示が省略され、図２（Ａ）では、梁２のせん断補強筋２２と柱３の鉄筋材３１及びせん断補強筋３２との図示が省略されている。
図２（Ａ）において、高強度部分２１１は、ト形接合Ｓ２とト形接合Ｓ２から梁長さ方向に沿った高強度領域２１０Ａとに配置される。普通強度部分２１２は、高強度領域２１０Ａを経てト形接合Ｓ２とは反対側に位置する普通強度領域２１０Ｂに配置されている。

高強度部分２１１のうちト形接合Ｓ２の内部に配置された部分の先端部分は、９０°折り曲げられたフック状とされる。
ここで、折り曲げされた先端部側の余長（曲げ開始点から先端までの長さ）をＬ_１、定着起点から曲げ開始点までの直線部分の長さをＬ_２とし、曲げ部（一方の曲げ開始点から他方の曲げ開始点まで）の長さをＭとすると、高強度部分２１１の定着長さＬは、Ｌ＝Ｌ_１＋Ｌ_２＋Ｍである。
直線部分の長さＬ_２は、ト形接合Ｓ２に配置された領域の長さＬ_２１と高強度領域２１０Ａに配置された領域の長さＬ_２２との合計の長さ（Ｌ_２＝Ｌ_２１＋Ｌ_２２）である。
図２（Ｂ）において、梁２の上部と下部に梁用の主筋２１がそれぞれ４本配置されている。上部に配置された主筋２１と下部に配置された主筋２１とは、それぞれ同じ高さ位置に配置され、水平方向に隣合う主筋２１と等間隔とされる。

次に、第１実施形態において、鉄筋コンクリート造を設計する方法について説明する。
本実施形態における定着長さＬは、非特許文献１及び非特許文献２に基づいて求められる。非特許文献１及び非特許文献２から、従来の定着長さの測定位置は梁２の付け根部である。
付け根部からの梁主筋の定着の検討において、直線部分（定着起点から折り曲げ開始点まで）の長さＬ_２あるいは投影定着長さ（定着起点から鉄筋外面までの長さ）Ｌ_ａが規定される。
直線部分の長さＬ_２は、フック付き定着の長さとして規定されており、また、投影定着長さＬ_ａは、柱せいをＤとすると、３／（４Ｄ）以上である。余長Ｌ_１は、梁主筋の直径をｄとすると、８ｄ以上必要とされる。そして、定着起点から鉄筋先端までの全長は、直線定着の長さＬ_２が表１に示す長さ以上と規定されていることから、例えば、降伏点又は０.２％耐力が３４５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の異形鉄筋（ＳＤ３４５）を用い、コンクリートの設計基準強度Ｆｃが３０〜３６（Ｎ／ｍｍ^２）である場合には、３０ｄである。

鉄筋強度に比例して直線部分の長さＬ_２が定まる。本実施形態では、主筋２１のうち高強度部分２１１の降伏点又は０.２％耐力と、公知資料である鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説（日本建築学会）で示される計算方法とに基づいて直線部分の長さＬ_２を求める。
鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説（日本建築学会）によると、異形鉄筋による引張鉄筋の必要定着長さをｌ_ａｂ、付着割裂の規準となる強度をｆ_ｂ（ｆ_ｂ＝（Ｆｃ／４０）＋０．９）、仕口面における鉄筋の応力度をσ_ｔ、異形鉄筋の呼び名に用いた数値（ｍｍ）をｄ_ｂ、定数をα、Ｓを定数とすると、ｌ_ａｂ＝｛α（Ｓ・σ_ｔ・ｄ_ｂ）｝／（１０ｆ_ｂ）である。
例えば、コンクリートの設計基準強度Ｆｃが３０〜３６（Ｎ／ｍｍ^２）で、高強度部分２１１の降伏点又は０.２％耐力（鉄筋の応力度σ_ｔ）が６８５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の主筋２１を用いる場合では、鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説（日本建築学会）より、定数αは横補強筋で拘束されたコア内に定着する場合に１．０であり、定数Ｓは直線定着において耐震部材（柱、大梁、等）の場合に１．２５であり、表１より、Ｆｃが３０であるから、
ｌ_ａｂ÷ｄ_ｂ＝α×Ｓ×σ_ｔ÷（１０ｆ_ｂ）＝１．０×１．２５×６８５÷（１０×（30/40＋0.9）≒51.9となる。この数値を切り上げると（ｌ_ａｂ÷ｄ_ｂ）は５５となり、本実施形態の直線部分の定着長さＬ_２は５５となる。
降伏点又は０.２％耐力が３４５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の梁主筋を用いる場合の直線定着長さＬは、表１から３０ｄであり、降伏点又は０．２％耐力が６８５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の定着長さＬ_２は、従来の場合に比べて、１．８倍（≒５５÷３０）となる。
高強度部分２１１のコンクリートへの直線部分の長さＬ_２の測定位置の起点は、地震、その他の外力が作用した時の降伏位置であり、本実施形態では、高強度部分２１１と普通強度部分２１２との境界部Ｑである。

ト形接合Ｓ２の内部での主筋２１の配置を、本実施形態の場合と降伏点又は０.２％耐力が３４５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の梁主筋を用いる従来例の場合とで同じにすると、本実施形態の高強度部分２１１の直線部分の必要定着長さＬ_２のうちト形接合Ｓ２に配置された領域の長さＬ_２１は、従来例の必要部分の直線定着長さと同じである。そして、直線部分の長さＬ_２は、本実施形態は従来例に対して約１．８倍であるため、本実施形態での高強度部分２１１の高強度領域２１０Ａに配置された領域の長さＬ_２２は、従来例の直線定着長さの約１．８倍あればよい。つまり、主筋２１の高強度部分２１１と普通強度部分２１２との境界部Ｑの位置が、梁２の付け根部Ｒから従来例の直線部分の必要定着長さの約０．８倍分だけ離れた位置より長ければ、降伏点又は０．２％耐力が６８５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の鉄筋を梁主筋に用いても、配筋状態は、降伏点又は０．２％耐力が３４５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の鉄筋を用いた場合と変わらないということになる。

本実施形態の効果を確認するために、実験を行った。
実験は、本実施形態と従来例とに対応する試験体をそれぞれ作製した。これらの試験体にジャッキを取り付け、軸力及び水平力を柱頭から導入し、変位制御で正負交互繰り返して、想定する変形（層間変形角が１．０％程度）より、かなり大きく変形するまで載荷した。その際の破壊状況を目視すると、従来例の試験体では、柱梁接合部において、亀裂が生じた。これに対して、本実施形態の試験体では、柱梁接合部だけでなく、梁のうち高強度部分と普通強度部分との境界部まで大きな亀裂が生じることがなかった。

従って、第１実施形態では、次の効果を奏することができる。
（１）普通強度部分２１２と高強度部分２１１とを有する梁用の主筋２１を備え、外力が作用した時の降伏位置を柱梁接合部２００の梁２の付け根部Ｒから高強度部分２１１と普通強度部分２１２との境界部Ｑまで離した鉄筋コンクリート造を設計するにあたり、梁用の主筋２１のコンクリートへの定着を検討する際の直線部分の長さＬ_２あるいは投影定着長さＬ_ａの測定位置の起点を降伏位置とした。そのため、梁用の主筋２１の強度を大きくしても、柱梁接合部２００内で接合される主筋２１の長さを長くすることを要しないので、設計時に柱梁接合部２００の大きさ自体を大きくしなくてもよい。

（２）１本の普通鉄筋を部分焼入れして普通強度部分２１２と高強度部分２１１とを形成したから、主筋２１の現場での取り扱いが容易となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図３に基づいて説明する。
第２実施形態は、第１実施形態とは梁用の主筋の構造が異なるもので、他の構成は第１実施形態と同じである。
図３（Ａ）は図２（Ａ）に対応した図であり、図３（Ｂ）は図２（Ｂ）に対応した図である。
図３（Ａ）（Ｂ）において、第２実施形態では、梁２の上部には４本の梁用の主筋２１Ａと１本の補強筋２１Ｑとが同一高さに配置され、梁２の下部には４本の梁用の主筋２１Ａと１本の補強筋２１Ｑとが同一高さに配置されている。

主筋２１Ａは、降伏点又は０.２％耐力がＪＩＳＧ３１１２で規定される普通鉄筋あるいは高強度鉄筋から構成されるものであり、普通鉄筋の降伏点又は０.２％耐力は、２９５ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ^２)以上３９０ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ^２)以下、高強度鉄筋の降伏点又は０.２％耐力は、４９０ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ^２)以上１０００ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ^２)以下である。普通鉄筋の降伏点又は０.２％耐力は、例えば、２９５ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ^２)以上３９０ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ^２)以下、例えば、３４５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の異形鉄筋（ＳＤ３４５）を例示できる。
主筋２１Ａの形状は、第１実施形態の主筋２１と同じであり、ト形接合Ｓ２の内部に配置された部分のうち先端部分は９０°折り曲げられたフック状とされる。

補強筋２１Ｑは、最大級の外力が作用した時の降伏位置をト形接合Ｓ２の柱梁接合部２００の付け根部Ｒから離れた位置となるように補強するために用いられる。本実施形態では、補強筋２１Ｑは、ト形接合Ｓ２とト形接合Ｓ２から梁長さ方向に沿った高強度領域２１０Ａとに配置される。つまり、高強度領域２１０Ａでは、主筋２１Ａと補強筋２１Ｑとから上下で５本ずつ、合計１０本の鉄筋が配置され、普通強度領域２１０Ｂでは、主筋２１Ａが上下で４本ずつ、合計８本の鉄筋が配置されている。
補強筋２１Ｑは、主筋２１Ａと同じ材料からなる普通鉄筋から構成されるものであり、第１実施形態の高強度部分２１１と同様の形状とされる。つまり、補強筋２１Ｑは、ト形接合Ｓ２の内部に配置された部分のうち先端部分が９０°折り曲げられたフック状とされる。

補強筋２１Ｑと主筋２１Ａのうち補強筋２１Ｑと重なる部分とは、第１実施形態の高強度部分２１１に相当する部分であり、これらの部分のうち梁２の付け根部Ｒから補強筋２１Ｑの端縁に相当する境界部Ｑまでの領域が高強度領域２１０Ａを構成する。
補強筋２１Ｑ及び主筋２１Ａのうち境界部Ｑに相当する位置は、外力が作用した時の降伏位置とされる。
ここで、折り曲げされた先端部側の余長（曲げ開始点から先端までの長さ）をＬ_１、定着起点から曲げ開始点までの直線部分の長さをＬ_２とし、曲げ部（一方の曲げ開始点から他方の曲げ開始点まで）の長さをＭとすると、主筋２１Ａ及び補強筋２１Ｑの定着長さＬは、Ｌ＝Ｌ_１＋Ｌ_２＋Ｍある。
また、定着起点から曲げ開始点までの直線部分の長さをＬ_２は、ト形接合Ｓ２に配置された領域の長さＬ_２１と高強度領域２１０Ａに配置された領域の長さＬ_２２との合計の長さ（Ｌ_２＝Ｌ_２１＋Ｌ_２２）である。

第２実施形態における鉄筋コンクリート造の設計方法は、第１実施形態と同様であり、補強筋２１Ｑ及び主筋２１Ａのうち補強筋２１Ｑに相当する部分の降伏点又は０.２％耐力と、鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説（日本建築学会）とに基づいて、直線部分の定着長さＬ_２を求める。

従って、第２実施形態では、次の効果を奏することができる。
（３）最大級の外力が作用した時の降伏位置を梁用の主筋２１Ａのうちト形接合Ｓ２の柱梁接合部２００の付け根部から離れた位置となるように補強筋２１Ｑで補強された鉄筋コンクリート造を設計するにあたり、梁用の主筋２１Ａのコンクリートへの定着長さの測定位置の起点を降伏位置とした。そのため、梁用の主筋２１の強度を大きくしても、柱梁接合部２００内で接合される主筋２１Ａの長さを長くすることを要しないので、設計時に柱梁接合部２００の大きさ自体を大きくしなくてもよい。

（４）普通強度領域２１０Ｂより鉄筋の数を増やして高強度領域２１０Ａを形成した。そのため、１本の普通鉄筋の一部を焼入れして高強度部分２１１を形成する場合に比べて、鉄筋の製造コストを下げることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図４に基づいて説明する。
第３実施形態は、第１実施形態とは梁用の主筋の構造が異なるもので、他の構成は第１実施形態と同じである。
即ち、第１実施形態では、梁用の主筋２１の端部がト形接合Ｓ２の柱梁接合部２００の内部で、９０°に折り曲げられて形成されているのに対して、第３実施形態では、主筋２１の端部に定着板が取り付けられている点で相違する。
図４は図２（Ａ）に相当する図である。
図４において、梁用の主筋２１は、その一端部分に高強度部分２１１があり、その他端部分に普通強度部分２１２がある。
高強度部分２１１は、ト形接合Ｓ２とト形接合Ｓ２から梁長さ方向に沿った高強度領域２１０Ａとに配置される。普通強度部分２１２は、高強度領域２１０Ａを挟んでト形接合Ｓ２とは反対側に位置する普通強度領域２１０Ｂに配置されている。高強度部分２１１及び普通強度部分２１２は、１本の鉄筋から一体に形成されている。

高強度部分２１１のうちト形接合Ｓ２の内部に配置された部分のうち先端部分には定着板としての円板２５が設けられている。
ここで、直線定着の長さＬ_２は、高強度部分２１１のうちト形接合Ｓ２に配置された領域の長さＬ_２１と高強度領域２１０Ａに配置された領域の長さＬ_２２との合計の長さ（Ｌ_２＝Ｌ_２１＋Ｌ_２２）である。高強度部分２１１のうちト形接合Ｓ２に配置された領域の長さＬ_２１は、高強度部分２１１のうち梁２の付け根部Ｒと円板２５の前面との間の寸法である。
梁２の上部と下部に梁用の主筋２１がそれぞれ４本配置されている。

次に、第３実施形態において、鉄筋コンクリート造を設計する方法について説明する。
本実施形態における直線部分の長さＬ_２は、鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説（日本建築学会）に基づいて求められる。
非特許文献１及び非特許文献２から、従来の定着長さの測定位置は梁の付け根部である。付け根部が測定起点とされる直線部分の長さＬ_２は、柱せいをＤとすると、３／（４Ｄ）以上であり、梁主筋の直径をｄとすると、１２ｄ以上必要とされる。そして、表１から、直線部分の長さＬ_２は、例えば、降伏点又は０.２％耐力が３４５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の異形鉄筋（ＳＤ３４５）を用い、コンクリートの設計基準強度Ｆｃが３０〜３６（Ｎ／ｍｍ^２）である場合には、３０ｄである。

本実施形態では、主筋２１のうち高強度部分２１１の降伏点又は０.２％耐力と、鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説（日本建築学会）で示される計算方法とから、直線部分の定着長さＬ_２を求める。
つまり、第３実施形態では、第１実施形態と同様に、異形鉄筋による引張鉄筋の必要定着長さをｌ_ａｂ、付着割裂の規準となる強度をｆ_ｂ（ｆ_ｂ＝（Ｆｃ／４０）＋０．９）、仕口面における鉄筋の応力度をσ_ｔ、異形鉄筋の呼び名に用いた数値（ｍｍ）をｄ_ｂ、定数をα、Ｓを定数とすると、ｌ_ａｂ＝｛α（Ｓ・σ_ｔ・ｄ_ｂ）｝／（１０ｆ_ｂ）の式から、必要定着長さｌ_ａｂを求めるが、第１実施形態と異なり、定数Ｓは０．７となる。
例えば、コンクリートの設計基準強度Ｆｃが３０〜３６（Ｎ／ｍｍ^２）で高強度部分２１１の降伏点又は０.２％耐力が６８５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の主筋２１を用いる場合では、ｌ_ａｂ÷ｄ_ｂ＝α×Ｓ×σ_ｔ÷（１０ｆ_ｂ）＝１．０×０．７×６８５÷（１０×（30/40＋0.9）＝29.0となる。この数値を切り上げるとｌ_ａｂは３０となり、本実施形態の直線部分の長さＬ_２は３０となる。
降伏点又は０.２％耐力が３４５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の梁主筋を用い端部に定着板を取り付ける場合の直線定着長さＬは、ｌ_ａｂ÷ｄ_ｂ＝α×Ｓ×σ_ｔ÷（１０ｆ_ｂ）＝１．０×０．７×３４５÷（１０×（30/40＋0.9）＝14.6となる。この数値を切り上げると、ｌ_ａｂは１５となり、降伏点又は０．２％耐力が６８５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の定着長さＬ_２は、従来の場合に比べて、２．０倍（＝３０÷１５）となる。
高強度部分２１１のコンクリートへの直線部分の長さＬ_２の測定位置の起点は、地震、その他の外力が作用した時の降伏位置であり、本実施形態では、高強度部分２１１と普通強度部分２１２との境界部Ｑである。

ト形接合Ｓ２の内部での主筋２１の配置を、本実施形態の場合と降伏点又は０.２％耐力が３４５ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ^２）の梁主筋を用いる従来例の場合とで同じにすると、本実施形態の高強度部分２１１の直線部分の長さＬ_２のうちト形接合Ｓ２に配置された領域の長さＬ_２１は、従来例の直線定着長さと同じである。そして、直線部分の長さＬ_２は、本実施形態は従来例に対して２．０倍であるため、本実施形態での高強度部分２１１の高強度領域２１０Ａに配置された領域の長さＬ_２２は、従来例の直線定着長さの２．０倍である。つまり、主筋２１の高強度部分２１１と普通強度部分２１２との境界部Ｑの位置は、梁２の付け根部Ｒから従来例の直線定着長さの１．０倍分だけ離れた位置より長ければ、配筋状態は、従来例と変わらないということになる。
従って、第３実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

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、本発明では、建築構造物以外にも、橋等の土木構造物にも適用することができる。
前記実施形態では、ト形接合Ｓ２の柱梁接合部２００に適用したが、本発明では、最上階の梁と柱とを接合するＬ形接合の柱梁接合部に適用することができる。

本発明は、コンクリート造の建築構造物や土木構造物に利用することができる。

１…鉄筋構造、２…梁、３…柱、２１，２１Ａ…梁用の主筋、２１Ｑ…補強筋、１００…コンクリート体、２１１…高強度部分、２１２…普通強度部分、Ｓ２…ト形接合、２００…柱梁接合部、２１０Ａ…高強度領域、２１０Ｂ…普通強度領域、Ｒ…付け根部、Ｑ…境界部、Ｌ…定着長さ、Ｌ_２…直線部分の長さ、Ｄ…柱せい

Claims (3)

1. 柱と接合される梁用の主筋を備え、前記梁用の主筋は、普通強度部分と、前記普通強度部分よりも強度が大きい高強度部分とを有し、前記高強度部分は、前記梁用の主筋の一端部側が前記柱と接合されるト形接合又はＬ形接合の柱梁接合部と前記柱梁接合部の付け根部から梁長さ方向に沿って突出した高強度領域とに配置され、前記普通強度部分は、前記高強度領域を経て前記柱梁接合部とは反対側に位置する普通強度領域に配置された鉄筋コンクリート造を設計する方法であって、
   前記梁用の主筋のコンクリートへの定着長さを求めるにあたり、
   前記梁用の主筋のコンクリートへの定着長さの測定位置の起点を最大級の外力が作用した時の降伏位置とし、前記降伏位置を前記柱梁接合部の前記梁の付け根部から前記高強度部分と前記普通強度部分との境界部まで離した位置とする
   ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。
2. 請求項１に記載された鉄筋コンクリート造の設計方法において、
   前記普通強度部分は降伏点又は０.２％耐力がＪＩＳＧ３１１２で規定され、前記高強度部分は前記普通強度部分よりも降伏点又は０.２％耐力が大きく設定され、
   前記梁用の主筋は、前記普通強度部分と同じ強度の１本の普通鉄筋を部分焼入れして前記高強度部分とする
   ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載された鉄筋コンクリート造の設計方法で設計されたことを特徴とする鉄筋コンクリート造。

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