JP6486534B2 - 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。
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 beam weight and reduce the length of the beam because the center part is made of S, and that can provide a long span of the beam.
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。
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 formed to penetrate horizontally, and can also absorb the energy of earthquakes and durability of a hybrid beam. It is an object of the present invention to provide a reinforcing structure for a hybrid beam having a hole for equipment which is advantageous in increasing the height of the beam.
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のそれぞれにおいて設け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るハイブリッド梁であって、前記鉄筋コンクリート梁部において、設備用孔が前記鉄骨を水平に貫通して形成され、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、前記設備用孔に合致する孔が形成され、且つ前記設備用孔の周辺を含む前記鉄筋コンクリート梁部の箇所の両側面を覆う補強板と、前記補強板を前記鉄筋コンクリート梁部の両側面に締め付ける緊張材とで構成され、前記緊張材は、前記鉄骨の上方に設けられた前記複数の梁主筋と前記鉄骨の間と、前記鉄骨の下方に設けられた前記複数の梁主筋と前記鉄骨との間に設けられ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. beam portion includes a plurality of beams main reinforcement that each of the portions of the upper and lower of the steel provided Te smell, a hybrid beam and a plurality of transverse reinforcement surrounding them beam main reinforcement, Contact to the reinforced concrete beam portion There, the formed equipment hole penetrates the steel horizontal, the plant hole reinforcing portion for reinforcing the portion of the reinforced concrete beams of the peripheral equipment for the hole is provided, the plant hole reinforcement portion, the hole that matches the equipment holes are formed, and a reinforcing plate covering the sides of portions of the reinforced concrete beam portion including a periphery of the equipment hole, said reinforced concrete with said reinforcing plate It is composed of a tendon tightened on both sides of parts, the tendon, and between the steel and said plurality of beams main reinforcement that is provided above the steel, said plurality of beams provided below the steel It is provided between the main bar and the steel frame .
本発明によれば、補強板が鉄筋コンクリート梁部の表面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補強板が負担する。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、補強板を用いるため、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、補強板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、この補強板によって補強された部分の横補強筋を削減し、あるいは省略することも可能となる。
According to the present invention, since the reinforcing plate constitutes a part of the surface of the reinforced concrete beam portion, the reinforcing plate 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 reinforcing plate is used, it is easier and faster to reinforce the reinforced concrete beam part of the hybrid beam, where the reinforcing bar is originally overcrowded, using a hole reinforcing bar, improving workability. This is advantageous for shortening the construction period and reducing costs.
In addition, the reinforcing plate can absorb the energy of the earthquake, which is advantageous for enhancing the durability of the hybrid beam.
Further, it is possible to reduce or omit the lateral reinforcing bars in the portion reinforced by the reinforcing plate.
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8、図9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。また、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を参照して第1の実施の形態の設備用孔補強部22Aについて説明する。
第1の実施の形態では、設備用孔20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を覆う一対の側面部2402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の箇所の下面を覆う下面部2404とを備える補強板24を設ける。
補強板24は鋼製で、補強板24により設備用孔20の周辺を含む鉄筋コンクリート梁部10B箇所の両側面と下面で覆うとともに、鉄筋コンクリート梁部10Bの水平方向両側から緊張材26により補強板24の両側面部2402を鉄筋コンクリート梁部10Bの両側面に締め付け、これにより設備用孔補強部22Aを構成するようにしたものである。
本実施の形態では、両側の側面部2402は、設備用孔20を含む鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所の両側面を覆う大きさで形成され、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、例えば、設備用配管を設備用孔20、孔2410を介して鉄筋コンクリート梁部10Bに貫通できるように図られている。
緊張材26として、ボルトやPC鋼棒や低降伏点鋼など従来公知の様々な構造のものが使用可能であり、緊張材26により両側面部2402を鉄筋コンクリート梁部10Bの両側面に締め付け、補強板24を鉄筋コンクリート梁部10Bに一体化するようにしている。
この場合、緊張材26として低降伏点鋼製のものを用いると、変形後に交換できる点で有利となる。
なお、設備用孔20の部分では、横補強筋16の上下に延在する部分は設備用孔20により切断され上下に分離されるが、この横補強筋16が分離された箇所に補強板24の側面部2402が位置しこの部分を補強することになる。ハイブリット梁10を初めから構築する場合には、設備用孔20の部分においてコ字状の鉄筋を上方および下方から梁主筋に被せるようにしてもよい。
The facility
In the first embodiment, a pair of
The reinforcing
In the present embodiment, the
Conventionally known various structures such as bolts, PC steel bars, and low yield point steel can be used as the
In this case, the use of a low yield point steel as the
In addition, in the part of the
このように設備用孔補強部22Aを構成すると、次の効果A〜Dが発揮される。
効果A:補強板24が鉄筋コンクリート梁部10Bに一体化し、補強板24が鉄筋コンクリート梁部10Bの表面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補強板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:補強板24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:補強板24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。
また、緊張材26を着脱可能に構成すると、地震により補強板24が損傷した場合、補強板24を交換でき、メンテナンスを簡単に行なう上でも有利となる。
この場合、補強板24の大きさは部分的であってもよくあるいは全面的であってもよく、図3に示すように、鉄筋コンクリート梁部10Bの両側面の全域、下面の全域を覆う補強板24を用いると、地震のエネルギーを吸収し、ハイブリッド梁10の耐久性を高める上でより有利となる。
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補強板24が負担するため、補強板24によって補強された部分の横補強筋16を削減し、あるいは省略することも可能となる。
Thus, if the
Effect A: Since the
Effect B: Since the reinforcing
Effect C: The reinforcing
In addition, when the
In this case, the size of the reinforcing
Effect D: Since the reinforcing
次に、図4、図5を参照して第2の実施の形態の設備用孔補強部22Bについて説明する。なお、以下の実施の形態の説明では、第1の実施の形態と同様な箇所、部材に同一の符号を付してその説明を省略し、異なった点を重点的に説明する。
第2の実施の形態では、第1の実施の形態よりも幅の小さな鋼製の補強板30を2つ用いている点が第1の実施の形態と異なっている。
すなわち、第2の実施の形態では、ハイブリッド梁10の長手方向において設備用孔20の両側における鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所において、それぞれ少なくとも両側面、下面を補強板30の両側面部3002と下面部3004で覆うとともに、鉄筋コンクリート梁部10Bの水平方向両側から緊張材26により各補強板24の両側面部3002を締め付け、これにより設備用孔補強部22Bを構成するようにしたものである。
緊張材26の構成に関しては第1の実施の形態と同様である。
第2の実施の形態によれば、ハイブリッド梁10の長手方向において設備用孔20の両側の鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所を2つの補強板30で補強できるので、第2の実施の形態と同様に、効果A〜Dが奏される。
Next, the facility
The second embodiment is different from the first embodiment in that two
That is, in the second embodiment, at the locations of the reinforced
The configuration of the
According to the second embodiment, the locations of the reinforced
次に、図6、図7を参照して第3の実施の形態の設備用孔補強部22Cについて説明する。
第3の実施の形態では、補強板32として炭素繊維シートを用いている点が第1の実施の形態と異なっている。
すなわち、炭素繊維シートからなる補強板32の両側の側面部3202は、設備用孔20を含む鉄筋コンクリート梁部10Bの箇所の両側面を覆う大きさで形成され、両側の側面部3202には、設備用孔20に合致する孔3210が形成されている。
そして、両側の側面部3202で鉄筋コンクリート梁部10B箇所の両側面を覆うと共に下面を下面部3204で覆い、鉄筋コンクリート梁部10Bの水平方向両側から緊張材26により補強板32の両側面部3202を締め付け、これにより設備用孔補強部22Cを構成するようにしたものである。
緊張材26の構成に関しては第1の実施の形態と同様である。
第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様に効果A〜Dが奏され、さらに、軽量な炭素繊維シートからなる補強板32で鉄筋コンクリート梁部10Bを補強できるので、設備用孔補強部22Cの軽量化を図れ、施工性が良い点で有利となる。
Next, the facility
The third embodiment is different from the first embodiment in that a carbon fiber sheet is used as the reinforcing
That is, the
Then, both
The configuration of the
According to the third embodiment, the effects A to D are produced as in the first embodiment, and the reinforced
なお、上記の実施の形態において、補強板24、30,32は、両側の側面部2402,3002,3202と、下面部2404,3004、3204とを有している場合について説明したが、下面部2404,3004、3204は省略可能である。ただし、実施の形態のように下面部2404,3004、3204を有する補強板24、30、32を用いると、下面部2404,3004、3204を有しない補強板24、30、32に比べ、下面部2404,3004、3204でも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するため、効果A〜Cを発揮する上でより有利となり、また、1部品となるため補強板24、30、32の取り扱いを簡単に行なう上でも有利となる。
また、鉄筋コンクリート梁部10Bの上面を覆う上面部を加えるなど任意である。
また、本発明の設備用孔補強部22A〜22Cは、ハイブリット梁10を初めから構築する場合、あるいは、既設のハイブリット梁10に設備用孔20を貫設して補強する場合の双方に適用可能である。
In the above-described embodiment, the case where the reinforcing
Moreover, it is arbitrary, such as adding the upper surface part which covers the upper surface of the reinforced
The facility
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
22A〜22C……設備用孔補強部
24、30,32……補強板
2402,3002,3202……側面部
2404,3004、3204……下面部
26……緊張材
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記鉄筋コンクリート梁部において、設備用孔が前記鉄骨を水平に貫通して形成され、
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、前記設備用孔に合致する孔が形成され、且つ前記設備用孔の周辺を含む前記鉄筋コンクリート梁部の箇所の両側面を覆う補強板と、前記補強板を前記鉄筋コンクリート梁部の両側面に締め付ける緊張材とで構成され、
前記緊張材は、前記鉄骨の上方に設けられた前記複数の梁主筋と前記鉄骨の間と、前記鉄骨の下方に設けられた前記複数の梁主筋と前記鉄骨との間に設けられる
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 plurality of beam main reinforcement provided Te smell each occurrence, a hybrid beam and a plurality of transverse reinforcement surrounding them beam main reinforcement,
Oite the reinforced concrete beam portion facilities, holes are formed through the steel horizontal,
A facility hole reinforcing portion for reinforcing a portion of the reinforced concrete beam portion around the facility hole is provided,
The plant hole reinforcing section, said holes matching the equipment holes are formed, and a reinforcing plate covering the sides of portions of the reinforced concrete beam portion including a periphery of the equipment hole, said reinforced concrete with said reinforcing plate It is composed of tension materials that are tightened on both sides of the beam,
The tendon is provided between the plurality of beam main bars and the steel frame provided above the steel frame, and between the plurality of beam main bars and the steel frame provided below the steel frame. Reinforcing structure of hybrid beam having equipment holes.
ことを特徴とする請求項1に記載の設備用孔を有するハイブリッド梁の補強構造。 The reinforcement structure of the hybrid beam which has the hole for facilities of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1に記載の設備用孔を有するハイブリッド梁の補強構造。 The reinforcement structure of the hybrid beam which has the hole for facilities of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記第1の補強板及び前記第2の補強板はそれぞれ、前記鉄筋コンクリート梁部の長手方向において前記設備用孔の両側に位置する前記鉄筋コンクリート梁部の両側面の箇所においてそれぞれそれら両側面の上縁から下縁にわたって覆う一対の側面部を有する Each of the first reinforcing plate and the second reinforcing plate is an upper edge of each of the reinforced concrete beam portions at both side surfaces of the reinforced concrete beam portion located on both sides of the facility hole in the longitudinal direction of the reinforced concrete beam portion. A pair of side surfaces covering from the bottom edge to the bottom edge
ことを特徴とする請求項1に記載の設備用孔を有するハイブリッド梁の補強構造。 The reinforcement structure of the hybrid beam which has the hole for facilities of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1〜4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。 The reinforcement structure of the hybrid beam which has the hole for facilities of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
前記緊張材は、低降伏点鋼製である、
ことを特徴とする請求項1〜5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。 The tendon is detachable with respect to the reinforced concrete beam portion and the reinforcing plate,
The tendon is made of low yield point steel,
The reinforcing structure of a hybrid beam having a facility hole according to any one of claims 1 to 5 .
ことを特徴とする請求項1〜6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。 The reinforcing plate is composed of a steel plate or a carbon fiber sheet,
The reinforcing structure of a hybrid beam having a hole for equipment according to any one of claims 1 to 6 .
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