JP6479352B2 - ハイブリッド梁 - Google Patents
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Description
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、梁せい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。
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。
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、地震のエネルギーを吸収できハイブリッド梁の耐久性を高め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。
また、鋼管を用いるため、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、鋼管で地震のエネルギーを吸収でき、ハイブリッド梁の耐久性を高める上で有利となる。
更に、鋼管により設備用孔周りの鉄筋コンクリート梁部が補強されるため、横補強筋を削減し、あるいは省略することも可能となる。
まず、図5、図6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。
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の柱梁接合部側の端部と鉄骨梁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、鉄骨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。
設備用孔20は、鉄筋コンクリート梁部10Bの両側面を貫通し鉄筋コンクリート梁部10Bと一体化された鋼管22の内周面2202で形成されている。
鉄筋コンクリート梁部10Bと鋼管22との一体化は次のように行なわれる。
鉄骨Sと鋼管22との一体化は、例えば、図3(A)に示すように、鋼管挿通孔24の周囲の鉄骨Sのウェブの箇所と鋼管22とを溶接することによりなされる。
あるいは、図3(B)、(C)に示すように、ボルトBを、鋼管22に設けたフランジ2210、2212のボルト挿通孔2210A、2212Aに挿通し、鉄骨Sのウェブのねじ孔に螺合し締結することによりなされる。
あるいは、図3(D)に示すように、ボルトBを、鉄骨Sのウェブに設けたフランジ2214のボルト挿通孔2214Aに挿通し、鋼管22のねじ孔に螺合し締結することによりなされる。
次に、コンクリート型枠内で鉄骨Sの周囲に梁主筋14と複数の横補強筋16を配筋し、コンクリート型枠内にコンクリートを打設する。
これにより、鉄骨Sの鋼管挿通孔24の周囲の鉄骨Sの箇所と鋼管22の外周面2204との溶接と、鋼管22の外周面2204に対するコンクリートの付着力とにより、鉄筋コンクリート梁部10Bと鋼管22が一体化し、鋼管22の内周面2202で設備用孔20が形成される。
効果A:鋼管22が鉄筋コンクリート梁部10Bに一体化し、鋼管22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鋼管22が負担する。したがって、鋼管22により設備用孔20周りの鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所が補強され、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:鋼管22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:鋼管22で地震のエネルギーを吸収でき、ハイブリッド梁10の耐久性を高める上で有利となる。
効果D:鉄筋コンクリート梁部10Bに作用するせん断力の一部を鋼管22が負担し、鋼管22により設備用孔20周りの鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所が補強されため、鋼管22によって横補強筋16を削減し、あるいは省略することも可能となる。
この変形例は、鋼管22の外周面の複数箇所にスタッドボルト30を立設したものである。
このようにスタッドボルト30が立設された鋼管22を用いると、鋼管22と鉄筋コンクリート梁部10Bとをより強固に一体化する上で有利となり、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の改善をより効果的に行なう上で有利となる。
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……鋼管
2202……鋼管の内周面
2204……鋼管の外周面
2210、2212、2214……フランジ
24……鋼管挿通孔
30……スタッドボルト
Claims (5)
- 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複数の梁主筋と、前記鉄筋コンクリート梁部の長手方向の全長にわたり前記長手方向に間隔をおいた複数箇所において前記鉄骨の周囲でそれら梁主筋を囲む複数の横補強筋とを備え、
前記鉄筋コンクリート梁部の前記柱側の端部と前記鉄骨梁部側の端部には、前記横補強筋の配筋を密に配した集中補強筋が設けられ、
前記鉄骨は前記対向する柱に貫通されず柱フェースまでの内法スパンとされ、前記鉄骨は前記柱に剛接合されておらず前記複数の梁主筋が柱梁接合部に定着されることで前記鉄筋コンクリート梁部が前記柱に連結されたハイブリッド梁であって、
前記鉄筋コンクリート梁部の前記柱寄りの前記鉄骨の箇所に鋼管挿通孔が設けられ、
前記鋼管挿通孔に挿通され前記鉄骨の長手方向に沿って隣り合う前記横補強筋の間で水平に延在し前記鉄筋コンクリート梁部の両側面に貫通されて前記鉄筋コンクリート梁部と一体化され前記鉄筋コンクリート梁部を構成する鉄筋コンクリートに作用するせん断力の一部を負担して前記鉄筋コンクリートのせん断ひび割れを抑制しその内周面が設備用孔を構成する鋼管が設けられ、
前記鋼管の前記鉄筋コンクリート梁部への一体化は、前記鋼管挿通孔の周囲の前記鉄骨の箇所と前記鋼管との一体化と、前記鉄筋コンクリート梁部を構成するコンクリートの前記鋼管の外周面に対する付着力によりなされている、
ことを特徴とするハイブリッド梁の補強構造。 - 前記鋼管挿通孔の周囲の前記鉄骨の箇所と前記鋼管との一体化は、溶接によりなされている、
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。 - 前記鋼管挿通孔の周囲の前記鉄骨の箇所と前記鋼管との一体化は、前記鋼管に設けられたフランジがボルトを介して前記鋼管挿通孔の周囲の前記鉄骨の箇所に取着されることで、または、前記鋼管挿通孔の周囲の前記鉄骨の箇所に設けられたフランジがボルトを介して前記鋼管に取着されることでなされている、
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。 - 前記鋼管の外周面の複数箇所にスタッドボルトが立設されている、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の設備用孔を有するハイブリッド梁の補強構造。 - 前記鋼管の前記鉄筋コンクリート梁部への一体化は、前記鋼管の外周面が前記鋼管挿通孔の内周面に接着材により取着されることでなされている、
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。
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