JP6815734B2 - 柱梁接合部構造 - Google Patents

Description

本発明は柱梁接合部構造に係り、鉄筋コンクリートラーメン構造柱・梁架構の梁として扁平梁が用いられる構造系の柱梁接合部構造に関する。

鉄筋コンクリートラーメン構造柱・梁架構の建物において、柱幅より大きい幅を有する扁平梁構法が提案されている（特許文献１，特許文献２）。これらの扁平梁構法は通常の梁よりも、梁せいを小さくすることで、梁下により開放的な空間を構築でき、建物の全体高さを低くしつつ十分な室内高さを確保することができる。

扁平梁構法の柱梁接合部では、梁幅が柱幅より大きい梁（扁平梁）が一方向あるいは二方向に交差するため、特許文献１，２に開示された発明は、それぞれ扁平梁と柱との接合部（扁平梁の交差部）において、交差部の外側（梁方向中央側）に降伏ヒンジを移動させることで、交差部の構造的な安定性、変形性能を向上させたことを特徴としている。

特許文献１の柱・梁架構では、柱梁接合において柱断面位置と連続する扁平梁側の跳ね出し部において扁平梁の梁主筋に加えて、梁主筋に平行する曲げ補強筋を配筋することで、その部分の耐力が梁端部の耐力に比べて十分大きくなるようにしている。特許文献２においても、同様に梁主筋と平行する閉鎖ループ形状の閉鎖型主筋を曲げ補強筋として配筋することで、梁端部近傍の配筋量を梁中央部の配筋量より多くすることで、扁平梁の降伏位置を梁中央側に移すことで、ひび割れ発生後においても扁平梁に所定の剛性を維持させている。

特許第４１０５１９１号公報 特開平１１−４３９９４号公報

特許文献１，２で用いられる扁平梁の柱梁接合部では、施工面において、曲げ補強筋として用いられる鉄筋は梁主筋と同等径を有し、鉄筋形状として閉鎖ループ形状あるいは１８０°端部フックが形成されているため、鉄筋加工、柱梁接合部での配筋作業が困難となっている。また、曲げ補強筋は柱内を梁主筋とともに貫通するように配筋されるため、過密な配筋となり、配筋が困難であったり、コンクリートの充填不良等が懸念される。

また完成後の構造面において、扁平梁の梁端部の曲げ耐力の向上は図れるが、交差部の部材断面を変更することなく内部の鉄筋量を増やすことで補強がなされているため、柱梁接合部自体の剛性向上はあまり見込めない。

そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、扁平梁の交差部を支持する袖壁を柱側面に一体的に設けることで、扁平梁の交差部の剛域を交差部全体の範囲まで拡大させた柱梁接合部構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は梁主筋が柱を貫通して配筋されたラーメン構造の柱・梁架構からなり、柱幅より大きい梁幅からなる梁同士が前記柱位置を含むように交差して前記柱に接合される柱梁接合部構造において、前記梁は、前記柱と前記柱の側面に連接された袖壁とに接合されたことを特徴とする。

前記袖壁と前記柱とを一体構築した鉄筋コンクリート部材とすることが好ましい。

前記袖壁は、前記梁に沿って柱・梁架構を区画する壁部材の一部を構成することが好ましい。

前記梁が交差する部位に、該部位を剛域とする補強鉄筋を配筋することが好ましい。

二方向扁平梁と外周柱との柱梁接合部（第１実施形態）における袖壁の配置例を示した斜視図。 図１に示した柱梁接合部での袖壁の配置例を示した部分断面図。 広い梁幅の内部梁を有する柱梁接合部での補強鉄筋の配筋例を示した部分断面図。 二方向扁平梁と外周柱（隅柱）との柱梁接合部（第２実施形態）における袖壁の配置例を示した斜視図。 図４に示した柱梁接合部での袖壁の配置例を示した部分断面図。 二方向扁平梁と内部柱との柱梁接合部（第３実施形態）における袖壁の配置例を示した斜視図。 図６に示した柱梁接合部での袖壁の配置例を示した部分断面図。 二方向扁平梁と内部柱との柱梁接合部（第３実施形態の変形例）における袖壁の配置例を示した斜視図。 図８に示した柱梁接合部での袖壁の配置例を示した部分断面図。 一方向扁平梁と外周柱との柱梁接合部（第４実施形態）における袖壁の配置例を示した斜視図。 図１０に示した柱梁接合部での袖壁の配置例を示した部分断面図。

以下、本発明の柱梁接合部構造の複数の実施形態の構成について添付図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、梁架構を鉄筋コンクリート扁平梁で構成した建物において、建物外周面の外周梁２０と、外周梁２０と直交する内部梁２１と、三方に袖壁１５を有する外周柱１０との柱梁接合部を部分的に示した概略斜視図である。図２は、図１に示した柱梁接合部１での袖壁１５の配置状態と柱（外周柱１０）内部、扁平梁（外周梁２０，内部梁２１）内部の配筋状態を示した概略断面図である。なお、柱梁接合部１の柱、扁平梁、袖壁の配置例を示した各部分断面図内において、柱梁接合部には一方向ハッチングを、袖壁平断面には格子状ハッチングを付してその範囲を示している。

図２に示すように、扁平梁である外周梁２０と内部梁２１とが略Ｔ字形状に交差する柱梁接合部１において、一例として外周梁２０の梁幅Ｂoutは柱幅Ｄ＋３００ｍｍに、内部梁２１の梁幅Ｂinは柱幅Ｄ＋１５０ｍｍ×２（柱の両側）に設定されている。外周柱１０はその外側面が外周梁２０の外側縁と一致する位置に配置されている。外周梁２０に沿う袖壁１５は、交差部５において、その外側面が柱外側面と一致する（面一となる）位置で外周柱１０と一体的に構築されている。内部梁２１に沿う袖壁１５は、柱内側面の幅方向の中央位置で外周柱１０と一体的に構築されている。ここで「一体的に構築」とは、袖壁１５内に配筋された鉄筋の各端部が所定の定着長を確保して柱内に定着され、構築されることを意味する。十分な配筋量を有する袖壁１５を外周柱１０と一体的に構築することにより、地震時において鉄筋コンクリート構造の柱梁接合部１の柱の変形性能を阻害することなく、交差した外周梁２０と内部梁２１の互いの梁の側面で区画される部位（以下、交差部５と記す。図中、剛域範囲指示線Ｒ（破線）で区画された範囲）を剛域とすることができる。よってこの柱梁接合部１の外周柱１０に袖壁１５を連接することで、交差部５内に補強筋を設けることなく、ひび割れ発生後、この交差部５を剛域として剛域の端部まで降伏ヒンジを梁方向の中央位置に向けて移動することができる。

図３各図は、梁幅Ｂinが柱幅Ｄ＋１５０ｍｍ×２より大きい扁平梁（内部梁２１）を備えた交差部５の剛域を補剛するための曲げ鉄筋の配筋例を示した断面図である。広い幅の扁平梁が設けられた交差部５では、柱の断面積に比べて交差部５の面積が大きくなる。袖壁１５を設けることで交差部５を剛域とすることができるが、剛域を確実に確保するために最小限の配筋量の曲げ補強筋７を交差部５の柱以外の部分に、剛域を確保したい扁平梁の主筋と平行に配筋することが好ましい（図３（ａ））。また、外周梁２０と内部梁２１との仕口部近傍のひび割れ発生を防止するために、図３（ｂ）に示したような斜め補強筋８を交差部５とそれぞれの扁平梁の一部とにわたって配筋することも好ましい。

［第２実施形態］
図４は、梁架構を鉄筋コンクリート扁平梁で構成した建物において、建物隅角部で直交して二方向に延びる外周梁２０と、二方に袖壁１５を有する隅柱との柱梁接合部１を部分的に示した概略斜視図である。図５は、図４に示した柱梁接合部１での袖壁１５の配置状態と隅柱１１内部、外周梁２０内部の配筋状態を示した概略断面図である。

図４に示すように、扁平梁である２本の外周梁２０は隅柱１１との接合位置である柱梁接合部１において略Ｌ字形状に交差している。一例として外周梁２０の梁幅Ｂoutは柱幅Ｄ＋３００ｍｍに設定されている（図５参照）。隅柱１１はその外側面が外周梁２０の外側縁と一致する位置に配置されている。外周梁２０に沿う袖壁１５は、第１実施形態と同様に、その外側面が隅柱１１の外側面と一致する（面一となる）ように配置され、隅柱１１と一体的に構築されている。十分な配筋量を有する袖壁１５を隅柱１１の外側面に沿って一体的に構築することにより、柱梁接合部１においてＬ字形状に交差した外周梁２０の互いの梁の側面に沿う剛域範囲指示線Ｒ（破線）で区画される交差部に剛域が形成される。よってこの実施形態においても扁平梁の交差部５に位置する隅柱１１に袖壁１５を連接することで、ひび割れ発生後、交差部５を剛域として剛域の端部まで降伏ヒンジを、二方に延びる袖壁１５に沿って各梁の梁方向の中央位置に向けて移動にすることができる。交差部５の面積に比べて隅柱１１の断面積が小さい場合には、交差部５を確実に剛域とするために、交差部５内に最小限の配筋量の補強鉄筋を配筋することも好ましい。

［第３実施形態］
図６は、梁架構を鉄筋コンクリート扁平梁で構成した建物において、直交して四方向に延びる内部梁２１と、四方に袖壁１５を有する中柱１２との柱梁接合部１を部分的に示した概略斜視図である。図７は、図６に示した柱梁接合部１での袖壁１５の配置状態と中柱１２内部、内部梁２１内部の配筋状態を示した概略断面図である。
図６に示した柱梁接合部１において、内部梁２１は図示したように、中柱１２との接合位置である柱梁接合部１において十字形状に交差している。中柱１２の四方の側面の、内部梁２１上に設けられる非構造壁１８の通り芯に沿った位置には袖壁１５がそれぞれ中柱１２と一体的に構築されている。さらにそれぞれの袖壁１５には、仮想線で示した非構造壁１８が付属している。非構造壁１８は交差した各内部梁２１に支持されるように各梁上に構築されている。交差する各内部梁２１の梁幅Ｂinは、一例として柱幅Ｄ＋１５０〜３００ｍｍに設定されている（図７参照）。中柱１２に対して十分な配筋量を有する袖壁１５を一体的に構築することにより、中柱１２の柱梁接合部１において十字形状に交差した内部梁２１の互いの梁の側面に沿う剛域範囲指示線Ｒ（破線）で区画される交差部に剛域が形成される。よってこの実施形態においても扁平梁の交差部５に位置する中柱１２の四方の側面に袖壁１５を連接することで、ひび割れ発生後、交差部５を剛域として剛域の端部まで降伏ヒンジを四方に延びる袖壁１５に沿って各梁の梁方向の中央位置に向けて移動にすることができる。交差部５の面積に比べて中柱１２の断面積が小さい場合には、交差部５を確実に剛域とするために、交差部５内に最小限の配筋量の補強鉄筋７を配筋することも好ましい。

［第３実施形態の変形例］
図８は、梁架構を鉄筋コンクリート扁平梁で構成した建物において、直交して四方向に延びる内部梁２１と、三方に袖壁１５を有する中柱１２との柱梁接合部１を部分的に示した概略斜視図である。図９は、図８に示した柱梁接合部１での袖壁１５の配置状態と中柱１２内部、内部梁２１内部の配筋状態を示した概略断面図である。図８に示した柱梁接合部１において、内部梁２１は図示したように、中柱１２との接合位置である柱梁接合部１において十字形状に交差している。中柱１２の三方の側面の、内部梁２１上に設けられる非構造壁１８の通り芯に沿った位置には袖壁１５がそれぞれ中柱１２と一体的に構築されている。さらにそれぞれの袖壁１５には、仮想線で示した非構造壁１８が連接されている。非構造壁１８は交差した各内部梁２１に支持されるように各梁上に構築されている。中柱１２は、図９に示したように、袖壁１５が設けられていない柱側面が内部梁２１の側面と一致する（面一となる）位置に立設されている。よってこの実施形態においても扁平梁の交差部５に位置する中柱１２の三方の側面に袖壁１５を連接することで、ひび割れ発生後、交差部５を剛域として剛域の端部まで降伏ヒンジを三方に延びる袖壁１５に沿って各梁の梁方向の中央位置に向けて移動にすることができる。交差部５の面積に比べて中柱１２の断面積が小さい場合には、交差部５を確実に剛域とするために、交差部５内に最小限の配筋量の補強鉄筋７を配筋することも好ましい。

［第４実施形態］
図１０は、梁架構を鉄筋コンクリート扁平梁と梁幅が梁せいより小さい通常の梁（以下、通常梁２２）とで構成した建物において、建物外周面の外周梁２０と、外周梁２０と直交する通常梁２２と、通常梁２２に向く袖壁１５を有する外周柱１０との柱梁接合部１を部分的に示した概略斜視図である。図１１は、図１０に示した柱梁接合部１での袖壁１５の配置と柱内部、扁平梁、通常梁２２内部の配筋状態を示した概略断面図である。
図１０に示した柱梁接合部１において、外周梁２０と通常梁２２とは略Ｔ字形状に交差する通常梁２２の梁幅Ｂ0は柱幅Ｄよりわずかに狭く設定されている（図１１参照）。外周梁２０と外周柱１０とは、第１実施形態と同様に、外周柱１０の外側面が外周梁２０の外側縁と一致する位置に配置されている。通常梁２２に沿う袖壁１５は、柱内側面の幅方向の中央位置で外周柱１０と一体的に構築されている。交差部５において、通常梁２２の梁端部は袖壁１５で支持されるとともに、主筋端部が外周梁２０と外周柱１０内まで延設されているため、ひび割れ発生後、交差部５を剛域として剛域の端部まで降伏ヒンジを袖壁１５に沿って各梁の梁方向の中央位置に向けて移動にすることができる。本実施形態では、交差部５の面積は小さいため、交差部５内に補強鉄筋を配筋する必要はない。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に示した範囲内での種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 柱梁接合部
１０ 外周柱
１１ 隅柱
１２ 中柱
１５ 袖壁
２０ 外周梁
２１ 内部梁
２２ 通常梁

Claims (4)

1. 梁主筋が柱を貫通して配筋されたラーメン構造の柱・梁架構からなり、柱幅より大きい梁幅からなる梁同士が前記柱位置を含むように交差して前記柱に接合される柱梁接合部構造において、前記梁は、前記柱と前記柱の側面に連接された袖壁とに接合されたことを特徴とする柱梁接合部構造。
2. 前記袖壁と前記柱とは、一体構築された鉄筋コンクリート部材である請求項１に記載の柱梁接合部構造。
3. 前記袖壁は、前記梁に沿って柱・梁架構を区画する壁部材の一部を構成する請求項１または請求項２に記載の柱梁接合部構造。
4. 前記梁が交差する部位に、該部位を剛域とする補強鉄筋が配筋された請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の柱梁接合部構造。

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