JP7138542B2 - Concrete beam structure - Google Patents
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Description
本発明は、建物の骨組みを構成する建築構造の梁部材に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a beam member of a building structure that constitutes the frame of a building.
従来より、高層建物を建設する場合、建設現場に、予め工場で製作されたプレキャストコンクリート(以後、「PCa」という)製の柱部材や梁部材、または外装板などを搬入し、其々のPCa材を所定位置に設置した後、接合させるプレキャスト化工法が数多く採用されている。プレキャスト化工法のなかでは、PCa柱部材やPCa梁部材に関する技術開発が活発に行われてきた。
従来のPCa造の梁部材では、工場で製作されたPCa造の梁材ユニット同士の間に、後打ち部として前記梁材ユニットと同強度のコンクリートを現場打設して、一体化されていた。従って、高強度コンクリートを用いて製造されたPCa造の梁材ユニットの場合、建設現場で、後打ち部に高強度コンクリートが打設されていた。その後打ち部に高強度コンクリートを現場打設する作業工程では、粘性の高い高強度コンクリートで平滑面を形成するには作業難易度が高いために作業効率が悪く、かつ強度管理が難しい為に現場での取り扱いが容易でない、という課題があった。また、後打ち部に高強度コンクリートを現場打設することで、普通強度コンクリートに比べて、材料費コストが高く、建築コストが高くなる、という課題があった。
また、梁構造の後打ち部に高強度コンクリートを現場打設し、かつ床スラブに普通強度コンクリートを打設するには、後打ち部と床スラブとのコンクリート打ち分け箇所では型枠の設置・脱型作業に手間がかかる、という課題があった。
以下に、PCa梁部材を対象とするプレキャスト化工法について、その特徴を述べる。
Conventionally, when constructing a high-rise building, precast concrete (hereinafter referred to as "PCa") prefabricated in a factory is brought into the construction site, such as column members, beam members, or exterior panels, and each PCa A number of precasting methods are used in which materials are placed in place and then joined together. In the precasting construction method, technical development related to PCa column members and PCa beam members has been actively carried out.
In the conventional PCa beam members, concrete of the same strength as the beam units was cast on site as a post-cast part between the PCa beam units manufactured at the factory, and integrated. . Therefore, in the case of a PCa beam unit manufactured using high-strength concrete, high-strength concrete is placed in the post-cast portion at the construction site. In the work process of placing high-strength concrete on-site in the post-casting part, it is difficult to form a smooth surface with high-strength concrete with high viscosity, so work efficiency is poor. There was a problem that it was not easy to handle in In addition, since high-strength concrete is cast on site in the post-cast part, there is a problem that the material cost and the construction cost are higher than those of normal-strength concrete.
In addition, in order to cast high-strength concrete on the post-cast part of the beam structure and to cast normal-strength concrete on the floor slab, it is necessary to install a formwork and There was a problem that it took time and effort to remove the mold.
The features of the precast construction method for PCa beam members are described below.
例えば、特許文献1(実開平4-42502号公報)には、梁部材の端部、及び柱梁接合部を高強度コンクリートで構築し、梁部材の中間部を低強度コンクリートで構築するRC柱梁部材が示されている。
特許文献2(特開平7-305443号公報)には、梁下半部のみを高強度コンクリートを用いてハーフPCa梁部を製作し、梁上半部については建設現場で普通強度コンクリートを現場打設して、接合させるプレキャストRC梁構造が示されている。
特許文献3(特許第4137037号公報)には、梁下半部のみのハーフPCa梁部の上部側、梁上半部、及び床スラブに低強度コンクリートを打設して接合させた床スラブ付きのRC梁の設計方法が示されている。
特許文献4(特開2008-169672号公報)には、梁端部にPCa梁部を配置し、梁中央部に低強度コンクリートを打設して接合させたコンクリート梁構造が示されている。
For example, in Patent Document 1 (Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-42502), an RC column in which the ends of the beam members and the column-to-beam joints are constructed with high-strength concrete, and the middle portion of the beam members is constructed with low-strength concrete A beam member is shown.
In Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-305443), a half PCa beam is manufactured using high-strength concrete only for the lower half of the beam, and normal strength concrete is cast on site at the construction site for the upper half of the beam. A precast RC beam structure to be installed and joined is shown.
In Patent Document 3 (Japanese Patent No. 4137037), the upper part of the half PCa beam part of only the lower half of the beam, the upper half of the beam, and the floor slab are joined by placing low-strength concrete on the floor slab. is shown for RC beam design.
Patent Document 4 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-169672) discloses a concrete beam structure in which PCa beams are arranged at beam ends and low-strength concrete is poured and joined to the beam center.
本発明は、PCa材と現場打設コンクリート材を接合させるプレキャスト化工法に使用する梁構造として、梁全体をPCa材で構築する場合と同程度の構造性能を有するとともに、建築コストを低く抑えることが可能なコンクリート造の梁構造を提供することを目的とする。 The present invention provides a beam structure used in a precast construction method that joins PCa material and cast-in-place concrete material, and has the same level of structural performance as when constructing the entire beam with PCa material, while keeping construction costs low. To provide a concrete beam structure capable of
本発明者らは、プレキャスト化工法に使用する梁構造として、PCa造の梁材ユニット同士の間に、せん断補強筋を高密度配筋する、或いは高強度せん断補強筋を配筋した状態で、低強度コンクリートを現場打設して梁材接続部を構築し、当該梁材接続部と梁材ユニットを接合させた。本梁構造によって、高い構造性能を有しながら、低コスト化を可能とした。 As a beam structure used in the precast construction method, the present inventors have arranged high-density shear reinforcing bars or high-strength shear reinforcing bars between PCa beam units. Low-strength concrete was placed on site to construct the beam joints, and the beam joints and beam units were joined. This beam structure enables cost reduction while maintaining high structural performance.
第1の発明のコンクリート造の梁構造は、プレキャストコンクリート造の梁材ユニット(例えば、後述の梁材ユニット3、3a3b)同士の間に、現場打設コンクリート造の梁材接続部(例えば、後述の梁材接続部4)が設けられたコンクリート造の梁構造(例えば、後述の梁構造1)であって、前記梁材接続部は、前記梁材ユニットを形成するコンクリートより低強度コンクリートで形成されているとともに、前記梁材接続部のせん断補強筋(例えば、後述のせん断補強筋6、64a、64b、65a~65d)は、前記梁材ユニットに対する前記梁材接続部のコンクリート強度差によるせん断強度の低下分をせん断補強筋で負担させるために、前記梁材ユニットに配筋されるせん断補強筋に比べて、高強度鉄筋が略同一の間隔をあけて高密度に配筋されていることを特徴とする。
In the concrete beam structure of the first invention, between precast concrete beam units (for example, beam units 3 and 3a3b described later), beam connection portions of cast-in-place concrete (for example, described later) A concrete beam structure (for example, a
本発明によれば、梁材接続部のせん断補強筋を、梁材ユニットのせん断補強筋に比べて、高密度配筋し、かつ高強度鉄筋を配筋することで、せん断補強筋が負担出来るせん断強度分を増大させることができる。よって、PCa造の梁材ユニット同士の間に、前記梁材接続部が設けられた本発明の梁構造では、せん断補強筋の配筋量や鉄筋強度を高めることで、せん断補強筋のせん断抵抗力が増大されるために、梁全体をPCa材で構築する場合と同程度の構造性能を確保することができる。
また、現場打設コンクリート造の梁材接続部は、梁材ユニットの製造時のコンクリートより低強度コンクリートで形成されるために、梁全体をPCa材で構築する場合に比べて、建築コストを低減することが可能である。
本発明の梁構造は、PCa造の梁材ユニット同士の間に、現場打設コンクリート造の梁材接続部を設けて其々を接合させたものであり、梁全体をPCa材で構築する場合に比べて、PCa造の梁材ユニットが小型サイズとなるために、建設現場にて梁材ユニットの揚重や建て方などを効率的に行うことができる。
According to the present invention, the shear reinforcing bars of the beam connection part can bear the load of the shear reinforcing bars by arranging them with higher density and higher strength than the shear reinforcing bars of the beam unit. Shear strength can be increased. Therefore, in the beam structure of the present invention in which the beam connecting portions are provided between the PCa beam units, the shear resistance of the shear reinforcing bars is increased by increasing the amount of reinforcing bars and the strength of the reinforcing bars. Due to the increased force, the same level of structural performance can be ensured as when the entire beam is constructed of PCa material.
In addition, since the joints of the beams of cast-in-place concrete construction are made of concrete with a lower strength than the concrete used to manufacture the beam units, construction costs are reduced compared to constructing the entire beam with PCa material. It is possible to
In the beam structure of the present invention, beam connecting parts made of cast-in-place concrete are provided between beam units made of PCa to join them together. Compared to the PCa structure, beam units of PCa structure are smaller in size, so that the beam units can be lifted and erected efficiently at the construction site.
第2の発明によるコンクリート造の梁構造では、前記梁材接続部の材端部(例えば、後述の梁材接続部の材端部4a)、及び中間部(例えば、後述の梁材接続部の中間部4b)には、せん断補強筋を2本または3本を密着させ、梁主筋を囲むように巻き立てられた密着せん断補強筋部(例えば、後述の密着せん断補強筋部64a、64b)と、1本のせん断補強筋が交互に設けられており、前記梁材接続部に接する前記梁材ユニットの内部側の最材端には、密着せん断補強筋部が設けられていることを特徴とする。
In the concrete beam structure according to the second invention, the end portion of the beam connection portion (for example, the
第2の発明によれば、上述の作用効果に加えて、梁材接続部の材端部、及び/または中間部に、せん断補強筋を2本または3本を密着させて密着せん断補強筋部を設けることで、梁材接続部のせん断補強筋量を増やすことができ、高密度に配筋することができる。梁材接続部にせん断補強筋を高密度配筋することで、せん断補強筋が負担可能なせん断強度を増大させることができる。
また、梁材接続部の密着せん断補強筋部は、複数本のせん断補強筋を2重、3重に重ね巻きするのではなく、横方向に密着させつつ、梁主筋を囲むように横一列に束ねられたものであり、せん断補強筋の表面からコンクリート外面までの最短距離を表す鉄筋のかぶり厚さが低減されることはなく、耐久性、及び構造性能に優れた梁構造を実現することができる。
According to the second invention, in addition to the above effects, two or three shear reinforcing bars are adhered to the material end and/or the intermediate part of the beam connecting part, and the adhesive shear reinforcing bars are attached. By providing the , the amount of shear reinforcement at the beam connection part can be increased, and the reinforcement can be arranged at high density. By arranging the shear reinforcing bars at the joints of beams at a high density, the shear strength that the shear reinforcing bars can bear can be increased.
In addition, the coherent shear reinforcing bars of the beam joints are not double- or triple-wrapped, but in a horizontal row so as to surround the beam main bars while adhering them in the lateral direction. It is bundled, and the cover thickness of the rebar, which represents the shortest distance from the surface of the shear reinforcing bar to the outer surface of the concrete, is not reduced, and it is possible to realize a beam structure with excellent durability and structural performance. can.
本発明によれば、梁全体をPCa材で構築するのではなく、PC造の梁材ユニット同士の間に、せん断補強筋の応力負担能力を高めた現場打設コンクリート造の梁材接続部を設けて、其々を接合させて梁構造を実現した。よって、プレキャスト化工法に使用する梁構造として、梁全体をPCa材で構築する場合と同程度の構造性能を確保しつつ、低コスト化を可能とした。 According to the present invention, instead of constructing the entire beam with PCa material, between PC beam units, beam joints made of cast-in-place concrete with enhanced stress-bearing capacity of shear reinforcing bars are installed. A beam structure was realized by joining them together. Therefore, as a beam structure used in the precasting construction method, it is possible to reduce the cost while ensuring the same level of structural performance as when constructing the entire beam with PCa material.
本発明は、PCa造の梁材ユニット同士の間に、現場打設コンクリート造の梁材接続部が設けられたコンクリート造の梁構造である。コンクリート造の梁構造は、現場打設コンクリート造の梁材接続部が梁材ユニットを形成するコンクリートより低強度コンクリートで形成されているとともに、梁材接続部のせん断補強筋が、梁材ユニットに配筋されるせん断補強筋に比べて、高密度に配筋されている、及び/または高強度鉄筋が配筋されている点が特徴である。
第一実施形態は、全ての梁せい断面がPCa造の梁材ユニット同士の間に、前記梁材ユニットと同様に、全ての梁せい断面が現場打設コンクリート造の梁材接続部を接合させたコンクリート造の梁構造である(図1、図2)。
第二実施形態は、梁断面を梁上部分と梁下部分に区分けした場合、梁下部分のみがプレキャストコンクリート製のハーフPCa造の梁材ユニットと、当該梁材ユニットの梁上部分、及び当該梁材ユニットに接して設ける梁材接続部を現場打設コンクリートで形成したコンクリート造の梁構造である(図3)。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明では、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略する。
The present invention is a concrete beam structure in which joints of cast-in-place concrete beams are provided between PCa beam units. In the concrete beam structure, the joints of the cast-in-place concrete beams are made of lower-strength concrete than the concrete forming the beam units, and the shear reinforcing bars of the beam joints are attached to the beam units. It is characterized by high-density reinforcement and/or high-strength reinforcing bars compared to shear reinforcement.
In the first embodiment, between the beam units whose entire beam height section is made of PCa, like the beam unit, all the beam height sections are made of cast-in-place concrete. It is a concrete beam structure (Fig. 1, Fig. 2).
In the second embodiment, when the beam cross section is divided into the beam upper part and the beam lower part, only the beam lower part is a half PCa construction beam unit made of precast concrete, the beam upper part of the beam unit, and the beam part It is a concrete beam structure in which the beam connection part provided in contact with the beam unit is formed of cast-in-place concrete (Fig. 3).
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in the following description of the embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
(第一実施形態)
図1は、第一実施形態に係るPCa造の梁材ユニット3、3a、3bと、現場打設コンクリート造の梁材接続部4を接合させたコンクリート造の梁構造1である。図1(a)は、コンクリート造の梁構造の立面図である。図1(b)は、コンクリート造の梁構造の見下げ平面図である。梁構造1は、隣接する柱部材2間の中央付近において、全ての梁せい断面がPCa造の梁材ユニット3、3a、3bと、全ての梁せい断面が現場打設コンクリート造の梁材接続部4を接合させたコンクリート造の梁構造である。
PCa造の梁材ユニット3、3a、3bは、柱部材2の上部に設置される。PCa造の梁材ユニット3、3a、3bは、柱部材2の側面から3方向に延びる直方体形状であり、梁主筋7が直方体形状の材端面から突出して設けられている。現場打設コンクリート造の梁材接続部4は、柱部材間のほぼ中央に位置するPCa造の梁材ユニット3a、3b同士の間に設けられる。梁材接続部4では、対向する各梁材ユニットから突出している梁主筋7、7a、7b同士が鉄筋継手部を介して連結されている。
鉄筋継手部4では、図2に示すように、対向する各PCa造の梁材ユニットの梁端面から突出する梁上端筋同士、及び梁下端筋7b1、7b2同士に重ね継手添え筋8と割裂補強筋9を添えて、重ね継手で連結される。
PCa造の梁材ユニット3、3a、3bには、図1及び図2に示すように、梁材接続部と接合される材端面(鉛直接合面)には梁せいの中間高さ付近に凹形状を有するシャーコッター5が複数設けられている。また、PCa造の梁材ユニット3、3a、3bは、圧縮強度が48N/mm2の高強度コンクリートで形成されている。
梁材接続部4は、梁材ユニット3、3a、3b同士の間の底面、及び側面に型枠材を設置し、梁材ユニット3a、3bを形成するコンクリートより低強度コンクリートを型枠材内に現場打設を行い、形成される。よって、コンクリート造の梁構造1では、現場打設コンクリート造の梁材接続部4が梁材ユニット3、3a、3bを形成するコンクリートより低強度コンクリートで形成されているとともに、梁材接続部のせん断補強筋6、64a、64b、65a~65dが、梁材ユニットに配筋されるせん断補強筋61に比べて、高密度に配筋されている、及び/または高強度鉄筋が配筋されている。梁材接続部4の下端面、及び上端面は、梁材ユニット3a、3bの上端面、及び下端面と面一に形成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a
PCa beam units 3 , 3 a and 3 b are installed on top of the column member 2 . The PCa beam units 3, 3a, and 3b are rectangular parallelepipeds extending in three directions from the side surface of the column member 2, and beam main reinforcements 7 are provided so as to protrude from end faces of the rectangular parallelepipeds. The cast-in-place concrete beam connecting portion 4 is provided between the beam units 3a and 3b of PCa construction positioned substantially in the center between the column members. In the beam connecting portion 4, beam main bars 7, 7a, and 7b protruding from the beam units facing each other are connected to each other via reinforcing bar joints.
In the reinforcing bar joint 4, as shown in FIG. 2, lap joint reinforcing bars 8 and splitting reinforcement are provided between the upper end bars of the beams and the lower end bars 7b1 and 7b2 of the beams projecting from the beam end surfaces of the beam units of PCa construction facing each other. It is connected with a lap joint, with a bar 9 attached.
As shown in FIGS. 1 and 2, the beam units 3, 3a, and 3b made of PCa have a recess near the middle height of the beam on the material end surface (vertical direct contact surface) that is joined to the beam connection part. A plurality of shear cotters 5 having a shape are provided. The PCa beam units 3, 3a, and 3b are made of high-strength concrete having a compressive strength of 48 N/mm2.
In the beam connection part 4, form members are installed on the bottom and side surfaces between the beam units 3, 3a, and 3b, and lower strength concrete than the concrete forming the beam units 3a and 3b is placed inside the form members. is cast in place and formed. Therefore, in the
ここでは、図1と図2に示すPCa造の梁材ユニット、及び現場打設コンクリート造の梁材接続部に配筋されるせん断補強筋について、配筋方法とその配筋位置に関して述べる。
PCa造の梁材ユニットの材端部には、せん断補強筋を2本密着させて、密着せん断補強筋部63a、63bを設けた。
梁材接続部の材端部4aには、せん断補強筋を2本密着させて密着せん断補強筋部64a、64bを設け、梁材接続部の中間部4bには所定のあばら筋間隔をあけて、せん断補強筋65a~65dが1本づつ配筋される。なお、密着せん断補強筋部63a、63b、64a、64bは、せん断補強筋を3本密着させて巻き立てる場合であってもよい。または、梁材接続部の一部または全てのせん断補強筋6には、梁材ユニットのせん断補強筋より高強度鉄筋である。
具体的には、梁材接続部4は、PCa造の梁材ユニット3のコンクリート強度より低強度コンクリート(例えば、圧縮強度が27N/mm2、30N/mm2、36/mm2)を使用し、現場打設コンクリートで形成する。
Here, the reinforcement arrangement method and the reinforcement arrangement position will be described for the shear reinforcing bars arranged in the beam unit of PCa structure and the beam connection part of the cast-in-place concrete structure shown in FIGS. 1 and 2 .
At the end of the PCa beam unit, two shear reinforcing bars are brought into close contact with each other to form adhered
At the
Specifically, the beam connecting portion 4 uses concrete having a strength lower than that of the beam unit 3 made of PCa (for example, compressive strength of 27 N/mm2, 30 N/mm2, or 36/mm2). It will be formed with concrete.
(梁構造の構築方法)
以下、本実施形態の梁構造の構築手順について、図4に示すフローチャートを参照しながら説明する。
ステップS1では、図1に示すように柱部材2の上部にPCa造の梁材ユニット3、3a、3bを配置し、柱部材と接合させる。ここでいうPCa造の梁材ユニットは、PC工場において、梁材ユニットを形成する型枠材の中に、梁主筋とせん断補強筋を配筋した地組み梁鉄筋を設置した後、コンクリートを打設してプレキャストコンクリート造の梁材ユニットを構築する。そのPCa造の梁材ユニットは、建設現場までトラックで運搬する。
ステップS2では、図2に示すように柱部材上に設置された各PCa造の梁材ユニット同士の間において、梁材ユニット3a、3bの材端面から梁主筋7b、7b1、7b2を梁材接続部の水平長さの半分程度突出させておき、前記梁主筋同士を連結するとともに、梁材ユニット同士の間の梁材接合部内にせん断補強筋を配筋する。次に、梁材ユニット用に、底面型枠材と側面型枠材を設置する。
以下に、梁材接続部での梁主筋の連結方法を示す。各PCa造の梁材ユニット4の梁端面から突出する梁上端筋同士、及び梁下端筋7b1、7b2同士は、僅かな隙間(15mm程度)をあけて突合せて配置し、その対向する梁主筋同士(梁上端筋、梁下端筋)に重ね継手添え筋8を添わせた後、その梁主筋7と重ね継手添え筋8を覆うように半円弧状に加工した割裂補強筋9を設置して、重ね継手で連結する。
重ね継手添え筋8は、梁上端筋、または梁下端筋より細径の異形鉄筋を複数用いて、梁上端筋の下面側、及び梁下端筋の上面側に配置する。梁主筋がD41径の場合、重ね継手添え筋8にはD25径を2本添わせ、梁主筋がD35~D38径の場合、重ね継手添え筋にはD22径を2本添わせる。
ステップS3は、図1、図2に示すように梁材接続部の型枠材の内部に、梁材ユニットを形成するコンクリートより低強度コンクリートを現場打設して梁材接続部を形成する。その梁材接続部とPCa造の梁材ユニットとを接合することで、コンクリート造の梁構造を実現する。
梁材接続部4に現場打設されたコンクリートは、梁材ユニット3、3a、3bの材端面に設けられた凹形状のシャーコッター5に入り込み、梁材ユニット3、3a、3bと
梁材接続部4との一体性を高める。
(Construction method of beam structure)
The construction procedure of the beam structure according to this embodiment will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
In step S1, beam units 3, 3a, and 3b made of PCa are placed on top of a column member 2 as shown in FIG. 1, and joined to the column member. The beam unit of PCa structure referred to here refers to a beam unit made of PCa at a PC factory. and construct a beam unit of precast concrete construction. The PCa beam unit is transported to the construction site by truck.
In step S2, as shown in FIG. 2, between the beam units of the PCa structure installed on the column members, the beam main reinforcements 7b, 7b1, and 7b2 are connected from the end surfaces of the beam units 3a and 3b. The beam main reinforcements are connected to each other, and shear reinforcements are arranged in the beam joints between the beam units. Next, the bottom formwork and side formwork are installed for the beam unit.
The following shows how to connect the beam main reinforcements at the beam joints. The upper beam reinforcements and the lower beam reinforcements 7b1 and 7b2 protruding from the beam end faces of each PCa beam unit 4 are arranged facing each other with a slight gap (about 15 mm) between them. After attaching the lap joint reinforcement 8 to the (beam top reinforcement, beam bottom reinforcement), the split reinforcement 9 processed into a semicircular arc is installed so as to cover the beam main reinforcement 7 and the lap joint reinforcement 8, Connect with a lap joint.
The lap joint reinforcement 8 uses a plurality of deformed reinforcing bars having a smaller diameter than the beam top reinforcement or the beam bottom reinforcement, and is arranged on the bottom side of the beam top reinforcement and on the top side of the beam bottom reinforcement. When the beam main reinforcement has a diameter of D41, two lap joint reinforcement reinforcements 8 are provided with a D25 diameter.
In step S3, as shown in FIGS. 1 and 2, a concrete having a lower strength than the concrete forming the beam unit is placed in the inside of the form member of the beam connecting portion to form the beam connecting portion. A beam structure made of concrete is realized by joining the beam connection part and the PCa beam unit.
Concrete placed on site at the beam connection portion 4 enters the concave shear cotter 5 provided on the end face of the beam units 3, 3a, 3b, and connects the beam units 3, 3a, 3b to the beams. Increase integration with part 4.
(梁構造のせん断抵抗機構)
以下、本実施形態の梁構造のせん断抵抗機能について、図5に示す梁材を対象とするせん断抵抗機構の模式図を参照しながら説明する。
図5(a)は、梁せい中央部の斜めコンクート体Cの応力伝達機構(アーチ機構)の模式図である。図5(b)は、梁主筋Tとせん断補強筋Tと梁断面内での斜めコンクリート体Cによる応力伝達機構(トラス機構)の模式図である。
RC梁部材は、コンクリートと、上下の梁主筋と、梁主筋同士を囲むように巻き立てられるせん断補強筋とで構成される。RC梁部材のせん断強度は、非特許文献1に記載されている図5に示されるように、梁せい中央部の斜めコンクート体Cが負担するせん断強度分(アーチ機構)、及び梁主筋Tとせん断補強筋T、梁断面内の斜めコンクリート体Cが負担するせん断強度分(トラス機構)の累加として設計されている
具体的には、日本建築学会の設計施工規準類に倣うと、RC梁のせん断強度は、梁せい中央部の斜めコンクート体Cに斜め圧縮力が生じ、これによりせん断力が伝達されるというコンクリートのアーチ機構によるせん断強度抵抗分と、梁主筋Tの付着力、せん断補強筋Tの引張力、及びコンクリートの斜め圧縮力Cで形成されるトラス体によるせん断強度抵抗分の和として評価される(非特許文献1、pp.142~pp.162)。
そこで、本発明によるコンクリート造の梁構造では、梁材接続部を他の梁部位(梁材ユニット)より低強度コンクリートで形成するものであり、梁せい中央部の斜めコンクート体のせん断強度抵抗分(アーチ機構)が低下する一方で、梁材接続部のせん断補強筋量やせん断補強筋強度を高めることによって、せん断補強筋が負担するせん断強度抵抗分(トラス機構)を増加させるものである。よって、本発明では、PCa材と現場打設コンクリート材を接合させるプレキャスト化工法に使用する梁構造として、梁全体をPCa材で構築する場合と同程度の構造性能を確保するものである。
(Shear resistance mechanism of beam structure)
Hereinafter, the shear resistance function of the beam structure of this embodiment will be described with reference to the schematic diagram of the shear resistance mechanism for beam members shown in FIG.
FIG. 5(a) is a schematic diagram of the stress transmission mechanism (arch mechanism) of the oblique concrete body C at the center of the beam beam. FIG. 5(b) is a schematic diagram of a stress transmission mechanism (truss mechanism) by beam main reinforcement T, shear reinforcing reinforcement T, and oblique concrete bodies C in the cross section of the beam.
An RC beam member is composed of concrete, upper and lower beam main bars, and shear reinforcing bars wound around the beam main bars. As shown in FIG. 5 described in
Therefore, in the concrete beam structure according to the present invention, the beam joints are made of concrete having a lower strength than the other beam parts (beam units). While the (arch mechanism) is reduced, the shear strength resistance (truss mechanism) borne by the shear reinforcement is increased by increasing the amount of shear reinforcement and the strength of the shear reinforcement at the joint of the beam. Therefore, in the present invention, as a beam structure used in a precast construction method that joins PCa material and cast-in-place concrete material, the same level of structural performance as when constructing the entire beam with PCa material is secured.
第一実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)本実施形態の梁構造は、PCa造の梁材ユニット同士の間に、複数のせん断補強筋を密着させて密着せん断補強筋部を設ける、及び/または高強度せん断補強筋を用いる。また、梁材接続部は、梁材ユニットよりも鉄筋量や鉄筋強度を高めたせん断補強筋を配筋し、かつ低強度コンクリートを現場打設して構築される。
梁構造では、梁材接続部が低強度コンクリートであっても、梁材接続部のせん断補強筋を密着させて高密度、または高強度鉄筋を配筋することで、梁材接続部のコンクリート強度差によるせん断強度の低下分を補うようにせん断補強筋が割増しで負担する。よって、本実施形態の梁構造では、梁全体が同一のコンクリート強度で形成された梁部材と同等の構造性能を確保することができる。
(2)梁材接続部のせん断補強筋は、梁材ユニットのせん断補強筋に比べて、高密度に配筋する、または高強度鉄筋を配筋する、或いは高強度鉄筋を高密度に配筋することで、梁主筋の付着力、せん断補強筋の引張力、及びコンクリートの斜め圧縮力で構成されるトラス機構によるせん断補強筋が負担するせん断強度を増大させることができる。
(3)梁構造は、PCa造の梁材ユニットと、低強度コンクリートを用いた現場打設コンクリート造の梁材接続部とを一体化させたコンクリート造の梁構造である。その梁材接続部を形成する低強度コンクリートは、全国殆どの建設場所であっても容易に入手可能な圧縮強度が36/mm2を下回る市場流通コンクリートであるために、建設場所の影響を殆ど受けることなく、コンクリート造の梁構造を容易に構築することができる。
According to the first embodiment, there are the following effects.
(1) In the beam structure of the present embodiment, a plurality of shear reinforcing bars are brought into close contact with each other between PCa beam units to form a close contact shear reinforcing bar, and/or high-strength shear reinforcing bars are used. In addition, the beam joints are constructed by arranging shear reinforcing bars having a higher reinforcing bar quantity and reinforcing strength than those of the beam units, and by placing low-strength concrete on site.
In a beam structure, even if the beam joints are made of low-strength concrete, the concrete strength of the beam joints can be increased by placing high-density or high-strength reinforcing bars in close contact with the shear reinforcing bars of the beam joints. Shear reinforcing bars bear an extra burden so as to compensate for the decrease in shear strength due to the difference. Therefore, in the beam structure of this embodiment, it is possible to ensure structural performance equivalent to that of a beam member in which the entire beam is formed with the same concrete strength.
(2) The shear reinforcing bars of the beam connection parts are arranged at a higher density than the shear reinforcing bars of the beam unit, or high-strength reinforcing bars are arranged, or high-strength reinforcing bars are arranged at a high density. By doing so, the shear strength borne by the shear reinforcement by the truss mechanism composed of the adhesion force of the beam main reinforcement, the tensile force of the shear reinforcement, and the diagonal compression force of the concrete can be increased.
(3) The beam structure is a concrete beam structure that integrates PCa beam units and beam joints of cast-in-place concrete using low-strength concrete. The low-strength concrete that forms the joints of the beams is market-circulated concrete with a compressive strength of less than 36/mm2, which can be easily obtained even in most construction sites nationwide, so it is almost affected by the construction site. It is possible to easily build a concrete beam structure without any need.
(第二実施形態)
第二実施形態は、PCa造の梁材ユニットの形状が第一実施形態と異なるものであり、梁断面の梁下部分のみがプレキャストコンクリート製のハーフPCa造の梁材ユニット3a、3bと、当該梁材ユニットの梁上部分、及び当該梁材ユニットに接して設ける梁材接続部4を現場打設コンクリートで形成させたコンクリート造の梁構造1である。
図3は、第二実施形態に係る梁構造を構成する梁材接続部の部分拡大図である。ハーフPCa造の梁材ユニット3a、3bには、梁上端筋は埋設されておらず、梁断面の梁下部側に複数の梁下端筋7b1、7b2が埋設され、その梁下端筋を覆うように、複数のせん断補強筋64a、64bが配筋されている。梁幅650mmで、梁せい500mmの梁断面を有するハーフPCa造の梁材ユニットの場合、梁断面内に横幅400mm、高さ200mmで、深さ25mmの凹部形状のシャーコッター5が1段形成されている。梁材接続部の梁下端筋7b1、7b2は、第一実施形態と同様に、各梁材ユニットの材端面から突出させた梁下端筋同士が重ね継手添え筋8と割裂補強筋9を介して連結される。また、梁材接続部の梁上端筋は、各梁材ユニットから突出させた梁上端筋同士が機械式継ぎ手で連結される。
ハーフPCa造の梁材ユニット3a、3bの材端部には、第1実施形態と同様に、せん断補強筋を密着させた密着せん断補強筋部64a、64bを1巻きのみ配置し、他はせん断補強筋を1本ごとに配置した。梁材接続部の材端部4a、4bには、第1実施形態と同様に、せん断補強筋を密着させ、横一列に1巻き形式で束ねて密着せん断補強筋部64a、64bを配置し、他はせん断補強筋65a~65dを1本ごとに配置した。梁材接続部4の底面位置は、図2中に示す点線部分であり、梁材ユニット3a、3bの下面と同一である。
また、本実施形態では、ハーフPCa造の梁材ユニットの梁上部分、及び当該梁材ユニット同士の間の梁材接続部4に、低強度コンクリートを現場打設してコンクリート造の梁構造1を形成したが、さらに、低強度コンクリートを梁材ユニットの梁上部分と、梁材接続部4に加えて、床スラブ部分にも同時に低強度コンクリートを現場打設して、床スラブ付きのコンクリート造の梁構造としてもよい。
(Second embodiment)
The second embodiment differs from the first embodiment in the shape of the PCa beam units. It is a
FIG. 3 is a partially enlarged view of a beam connecting portion that constitutes the beam structure according to the second embodiment. The beam units 3a and 3b of the half PCa construction do not have embedded upper beam reinforcements, and a plurality of lower beam reinforcements 7b1 and 7b2 are embedded on the beam lower side of the beam cross section so as to cover the beam lower reinforcements. , a plurality of
At the ends of the half PCa beam units 3a and 3b, only one turn of the
In addition, in the present embodiment, low-strength concrete is placed on site on the beam upper portions of the half PCa beam units and on the beam connection portions 4 between the beam units to form the
本第二実施形態によれば、上述の第一実施形態による効果に加えて、以下のような効果がある。
(4)本実施形態では、ハーフPCa造の梁材ユニットと、当該ハーフPCa造の梁断面の梁上部分、及び梁材ユニット間の梁材接続部に低強度コンクリートを現場打設することで、コンクリート造の梁構造を実現する。ハーフPCa造の梁材ユニットと、現場打設コンクリート造の当該ハーフPCa造の梁上部分、及び梁材接続部との接合面積は、第一実施形態より増加するために、PCa造の梁材ユニットと梁材接続部との一体性が高められた梁構造を実現できる。
(5)床スラブ付きの梁構造は、PCa造の梁材ユニットと、低強度コンクリートを用いた現場打設コンクリート造の梁材ユニットの梁上部分、梁材接続部、及び床スラブを同時に一体化できるために、床スラブを含むコンクリート造の梁構造を実現できる。
(6)ハーフPCa造の梁材ユニットは、第一実施形態の全ての梁せい断面がフルPCa造の梁材ユニットに比べて、重量が軽いことで、小型の楊重装置であってもハーフPCa造の梁材ユニットを容易に所定位置に設置できる。
According to the second embodiment, in addition to the effects of the above-described first embodiment, the following effects are obtained.
(4) In this embodiment, low-strength concrete is placed on-site at the half PCa beam unit, the beam upper part of the beam cross section of the half PCa structure, and the beam connection between the beam units. , to realize a concrete beam structure. Since the joint area between the beam unit of half PCa structure, the upper part of the half PCa beam of cast-in-place concrete structure, and the beam connection part is larger than that of the first embodiment, the beam of PCa structure It is possible to realize a beam structure in which the integration between the unit and the beam connecting portion is enhanced.
(5) The beam structure with floor slab is a PCa beam unit, the upper part of the beam unit of cast-in-place concrete using low-strength concrete, the beam connection part, and the floor slab are integrated at the same time. Since it can be made into a concrete beam structure including a floor slab, it can be realized.
(6) The half-PCa beam unit is lighter in weight than the full-PCa beam unit in the first embodiment. A beam unit made of PCa can be easily installed at a predetermined position.
(変形例)
図6は、梁材接続部4の配筋形式の変形例を示す部分拡大図である。PCa造の梁材ユニットの材端部には、第1、第2実施形態と同様に、密着せん断補強筋部63a、63bが設けられている。また、梁材接続部の材端部4aには、第1、第2実施形態と同様に、密着せん断補強筋部64a、64bが設けられている。
また、梁材接続部での梁主筋同士の継手方法、及び梁材接続部に接する梁材ユニットの材端面のシャーコッター5は、第1、第2実施形態と同様である。しかし、梁材接続部の中間部には、1本のみ巻き立てられたせん断補強筋65a、65bを挟んで左右に密着せん断補強筋部64a~64dが設けられている。また、梁材接続部のせん断補強筋65a、65b、及び密着せん断補強筋部64a~64dには、一部本数または全本数をPCa造の梁材ユニット3a、3bのせん断補強筋61より高強度鉄筋を配置する。
本変形例によれば、上述の各実施形態による効果に加えて、以下のような効果がある。
(7)梁材接続部の材端部、及び中間部に、複数本のせん断補強筋を密着させた密着せん断補強筋部を設けることで、梁材接続部のせん断補強筋量が増加されるために、梁材接続部のせん断補強筋が負担するせん断強度分(トラス機構)を高めることができる。また、梁材接続部に高強度せん断補強筋を配筋することで、せん断補強筋量を増加させた場合と同様に、せん断補強筋が負担するせん断強度分(トラス機構)を高めることができる。
(Modification)
FIG. 6 is a partially enlarged view showing a modification of the reinforcement arrangement form of the beam connecting portion 4. As shown in FIG. As in the first and second embodiments, adhesion
Also, the joint method between the beam main reinforcements at the beam connecting portion and the shear cotter 5 on the material end face of the beam unit in contact with the beam connecting portion are the same as those in the first and second embodiments. However, at the intermediate portion of the beam connecting portion, there are provided right and left adhesive
According to this modified example, in addition to the effects of the above-described embodiments, the following effects are obtained.
(7) The amount of shear reinforcing bars in the beam connecting part is increased by providing a close contact shear reinforcing bar in which a plurality of shear reinforcing bars are in close contact with each other at the ends and intermediate parts of the beam connecting part. Therefore, it is possible to increase the shear strength (truss mechanism) borne by the shear reinforcement of the beam connecting portion. In addition, by arranging high-strength shear reinforcing bars at the joints of beams, the shear strength (truss mechanism) borne by the shear reinforcing bars can be increased in the same way as when increasing the amount of shear reinforcing bars. .
また、上述の各実施形態では、梁材接続部の梁上端筋や梁下端筋は、重ね継手添え筋と割裂補強筋を用いた重ね継ぎ手方式、または機械式継ぎ手によって連結したが、これに限らず、ねじ節鉄筋継手や端部ねじ加工継手、或いはねじ節鉄筋継手とモルタル充填式継手の併用継手などで連結させてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the beam upper end reinforcement and the beam lower end reinforcement of the beam connecting portion are connected by a lap joint method using the lap joint support reinforcement and the split reinforcing reinforcement or by a mechanical joint, but this is not the only option. Instead, they may be connected by a threaded joint, an end threaded joint, or a combined joint of a threaded joint and a mortar filling type joint.
1 梁構造
2 柱部材
3、3a、3b 梁材ユニット
4 梁材接続部(4a:梁材接続部の材端部、4b:梁材接続部の中間部)
5 シャーコッター
6、65a~65d せん断補強筋
63a、63b、64a~64d 密着せん断補強筋部
7 梁主筋(7a:梁上端筋、7b、7b1、7b2:梁下端筋)
8 重ね継手添え筋
9 割裂補強筋
10 機械式継ぎ手
1 Beam structure 2 Column member 3, 3a, 3b Beam unit 4 Beam connection part (4a: material end of beam connection part, 4b: intermediate part of beam connection part)
5
7 Beam main reinforcement (7a: beam top reinforcement, 7b, 7b1, 7b2: beam bottom reinforcement)
8 lap joint reinforcement 9 split reinforcement 10 mechanical joint
Claims (2)
前記梁材接続部は、前記梁材ユニットを形成するコンクリートより低強度コンクリートで形成されているとともに、
前記梁材接続部のせん断補強筋は、前記梁材ユニットに対する前記梁材接続部のコンクリート強度差によるせん断強度の低下分をせん断補強筋で負担させるために、前記梁材ユニットに配筋されるせん断補強筋に比べて、高強度鉄筋が略同一の間隔をあけて高密度に配筋されていることを特徴とするコンクリート造の梁構造。
A concrete beam structure in which joints of cast-in-place concrete beams are provided between precast concrete beam units,
The beam connecting portion is made of concrete having a lower strength than the concrete forming the beam unit, and
The shear reinforcing bar of the beam connecting portion is arranged in the beam unit so that the shear reinforcing bar bears the decrease in shear strength due to the difference in the concrete strength of the beam connecting portion with respect to the beam unit. Concrete beam structure characterized in that high- strength reinforcing bars are densely arranged at approximately the same intervals as compared to shear reinforcing bars.
前記梁材接続部に接する前記梁材ユニットの内部側の最材端には、密着せん断補強筋部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のコンクリート造の梁構造。
Two or three shear reinforcing bars are adhered to the material end and the intermediate part of the beam connection part, and the adhesive shear reinforcing bar is rolled up so as to surround the beam main reinforcing bar , and one Shear reinforcing bars are provided alternately,
2. The concrete beam structure according to claim 1, wherein a tight shear reinforcement is provided at the innermost material end of the beam unit that contacts the beam connecting portion .
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