JPH03287936A - 柱・梁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、高層建造物に適用するに好適な柱・梁構造に
関する。

（ｂ）、従来の技術 従来、高層建築においては、地震や風圧に対する耐久性
が強く要求されることから、柱や梁等からなる構造体に
、靭性に優れた鉄骨構造や鉄骨鉄筋コンクリート構造が
広く用いられていた。−方、中低層建築では、経済性が
重視されることから、主として鉄筋コンクリート構造が
用いられていた。

（Ｃ）１発明が解決しようとする問題点しかし、最近で
は高層建築においてもコンクリート構造を採用せんとす
る動きが強まっており、そうしたことの可能な柱・梁構
造の開発が望まれている。

本発明は、上記事情に鑑み、コンクリート構造による高
層建造物の実現に寄与することの出来る柱・梁構造を提
供することを目的とする。

（ｄ）１問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、構造体（２）の最終崩壊型を梁崩壊型
、即ち降伏ヒンジを梁（５）端部で発生させる構造とす
ることにより、柱（３）に要求される靭性を大幅に低減
させ得ることに着目した。

なお、括弧内の番号等は１図面における対応する要素を
示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記
載に限定拘束されるものではない。以下のｒ（ａ）、作
用」の欄についても同様である。

第２図は第１図に示す高層建造物の柱と梁の接合部の一
例を示す拡大断面図、 第３図は第１図に示す高層建造物の柱と地中梁の接合部
の一例を示す拡大断面図。

第４図は第１図に示す高層建造物における降伏ヒンジの
発生部位を示す模式図、 第５図は第工図に示す高層建造物の柱と地中梁の接合部
の別の例を示す拡大断面図である。

（ｅ）０作用 本発明は、構造体（２）が梁（５）部分で降伏すること
により、柱（３）部分の降伏を柱（３）の上下端部、即
ち建物の最上階と最下階でのみ発生させることが出来る
ように作用する。

（ｆ）、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明による柱・梁構造の一実施例が適用され
た高層建造物の一例を示す正断面図、本発明による柱・
梁構造が適用された高層建造物上は、第工図に示すよう
に、地盤７上に構築されたラーメン構造の構造体２を有
しており、構造体２は、互いに直交する形で剛に接合さ
れた複数本の柱３及び梁５から構成されている。従って
、柱３と梁５の接合部６は、図中上下方向である矢印Ａ
、Ｂ方向、左右方向である矢印Ｃ，Ｄ方向及び第工図紙
面と直角方向の三方向にそれぞれ所定の間隔で配置した
形で設けられている。

多柱３は、第２図に示すように、超高強度コンクリート
（圧縮強さ６００ｋｇ／Ｃｍ”以上）からなる矩形断面
の柱本体３ａを有しており、柱本体３ａの外周面付近の
外縁部３ｂには、アラミド繊維、炭素繊維等の不錆性高
性能繊維が丸棒状に形成された高強度支持部材からなる
主筋９が複数本、柱３の細心方向（上下方向）である矢
印Ａ、Ｂ方向に埋設されている。更に、これ等主筋９に
は。

該主筋９と同じ材質からなる多数のフープ筋１０が隣接
する主筋９間を連結する形で上下方向に所定の間隔で配
置されている。

一方、柱３に直交する各梁５は、第２図に示すように１
通常の鉄筋コンクリート構造を有している。即ち、各梁
５は普通コンクリートからなる矩形断面の梁本体５ａを
有しており、梁本体５ａの外周面付近の外縁部５ｂには
、丸鋼、異形棒鋼等の鉄筋からなる主筋上ｌが複数本、
梁５の軸心方向（水平方向）である矢印Ｃ，Ｄ方向に配
筋されている。更に、これ等主筋上１には同様に鉄筋か
らなる多数のフープ筋１２が図中左右方向に所定の間隔
で、隣接する主筋１１間を連結する形で巻設されている
。

また、第１図に示す高層建造物上を構成する構造体２の
地中梁１３は、第３図に示すように、普通コンクリート
からなる矩形断面の地中梁本体１３ａを有しており、地
中梁本体１３ａは柱・地中梁交差部１９を有している。

柱・地中梁交差部１９にはＨ形鋼等の鉄骨１５が図中上
方、即ち柱３側に突出した形で埋設されており、該鉄骨
１５の突出部分は、柱３の軸心部において前記複数本の
主筋９及びフープ筋１０に取り囲まれている。

なお、柱３中の主筋９及びフープ筋１０は、第３図に示
すように、該柱３の下端部で途切れて柱・地中梁交差部
１９には達していない また、第１図に示す高層建造物上を構成する構造体２の
最上層の梁５Ａは、上述した地中梁１３と上下対称的な
構成を有している。

高層建造物１は以上のような構成を有するので、第１図
に示す高層建造物１に対して地震、風圧等の水平荷重が
１例えば矢印り方向に作用した場合には、該高層建造物
１の構造体２を構成する構造部材である複数本の柱３．
梁５及び地中梁上３にそれぞれ、該水平荷重に応じた曲
げモーメントが生じ、これ等構造部材には圧縮及び引張
の繰返し応力が発生する。この際、各梁５は、既に述へ
たように、通常の鉄筋コンクリート構造を有しているの
に対して、多柱３の柱本体３ａは、第２図に示すように
、梁本体５ａを形成する普通コンクリートと比べて圧縮
強さ及びヤング率の大きい超高強度コンクリートから形
成されており、更に該柱本体３ａの外縁部３ｂ、即ち引
張応力が最大となる部位には、梁５中に配筋された主筋
１１と比＾て引張強さ及びヤング率の大きい主筋９が引
張方向である矢印Ａ−Ｂ方向に埋設されているので、構
造体２の柱３部分が降伏する前に梁５部分が降伏して、
第４図○印で示すように、各梁５の左右両端部（即ち、
柱３との接合部６付近）に降伏ヒンジが発生する。なお
、これ等梁５中には靭性に富む主筋１１が配筋されてい
るので、各梁５は、降伏点を越えた後も粘り強く変形す
ることが出来ることから、降伏直後に柱３から破断する
危険性はない。

一方、多柱３と地中梁上３とは、第３図に示すように、
靭性に富む鉄骨１５を介して接合されており、また柱３
に埋設された主筋９及びフープ筋１０は、既に述べたよ
うに、普通コンクリートからなる柱・地中梁交差部１９
には達していないので、多柱３はその端部（柱脚部）で
降伏ヒンジが発生する。このことは、多柱３と最上層の
梁５Ａとの接合部６についても同様である。即ち、構造
体２の柱３部分は、第４図○印で示すように、該柱３の
上下端部、即ち柱頭部及び柱脚部でのみ降伏ヒンジが発
生する。

こうして、構造体２が梁崩壊型で最終崩壊すると、構造
体２の耐力は柱３の靭性とは無関係に決定され、従って
、柱３の靭性不足が原因で高層建造物上が急激に倒壊す
るようなことはない。

なお、上述の実施例においては、第３図に示すように、
地中梁１３と柱３の接合部６に鉄骨１５を埋設した高層
建造物上について説明したが。

第５図に示すように、鉄骨１５の代わりに複数本の鉄筋
からなる主筋１６及びフープ筋１７を該接合部６に配筋
することも可能である。

（ｇ）０発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、互いに接合された
柱３及び梁５を有する構造体２において、前記柱３を超
高強度コンクリートから形成すると共に、前記柱３にア
ラミド繊維、炭素繊維等の不錆性高性能繊維からなる主
筋９を該柱３の軸心方向（例えば、第２図矢印Ａ、Ｂ方
向）に埋設し、前記梁５を普通コンクリートから形成す
ると共に、前記梁５に鉄筋からなる主筋１１を該梁５の
軸心方向（例えば、第２図矢印Ｃ，Ｄ方向）に埋設して
構成したので、構造体２の崩壊に際しては柱３中の不錆
性高性能繊維からなる主筋９よりも引張強度の小さな梁
５中の鉄筋からなる主筋１１が降伏変形することから、
構造体２の降伏ヒンジを梁５部分に発生させることが出
来る。その結果、柱３に要求される靭性を大幅に低減す
ることが可能となり、構造体２の耐久性を低下させるこ
となく柱３の設計断面を縮小することが出来る。

従って、構造体２を軽量化することが出来、コンクリー
ト構造による高層建造物の実現に寄与し得る。

【図面の簡単な説明】

第工図は本発明による柱・梁構造の一実施例が適用され
た高層建造物の一例を示す正断面図。 第２図は第１図に示す高層建造物の柱と梁の接合部の一
例を示す拡大断面図、 第３図は第１図に示す高層建造物の柱と地中梁の接合部
の一例を示す拡大断面図、 第４図は第１図に示す高層建造物における降伏ヒンジの
発生部位を示す模式図。 第５図は第１図に示す高層建造物の柱と地中梁の接合部
の別の例を示す拡大断面図である。 ２・・・・・・構造体 ３・・・・・・柱 ５・・・・・・梁 ９・・・・・・主筋 １１・・・・・・主筋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　互いに接合された柱及び梁を有する構造体において、
   前記柱を超高強度コンクリートから形成すると共に、前
   記柱に不錆性高性能繊維からなる主筋を該柱の軸心方向
   に埋設し、前記梁を普通コンクリートから形成すると共
   に、前記梁に鉄筋からなる主筋を該梁の軸心方向に埋設
   して構成した柱・梁構造。