JPH0439926Y2 - - Google Patents

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JPH0439926Y2
JPH0439926Y2 JP14882686U JP14882686U JPH0439926Y2 JP H0439926 Y2 JPH0439926 Y2 JP H0439926Y2 JP 14882686 U JP14882686 U JP 14882686U JP 14882686 U JP14882686 U JP 14882686U JP H0439926 Y2 JPH0439926 Y2 JP H0439926Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は鉄筋コンクリート造の多層建築物の壁
体に生ずるひび割れの対策技術に関し、ことに、
柱と梁によつて周囲を拘束されている壁体にコン
クリート版の変形によつて生ずる斜め方向のひび
割れを防止する建築物の構造に関するものであ
る。
[Detailed description of the invention] Industrial application field The present invention relates to a technology for countermeasures against cracks that occur in the walls of multi-story buildings made of reinforced concrete, and in particular,
This invention relates to a building structure that prevents diagonal cracks that occur due to deformation of concrete slabs in walls whose peripheries are constrained by columns and beams.

従来の技術 鉄筋コンクリート建築物を柱、梁の架構体を軸
組として構成するとき、ことに建築物の桁行方向
に対しては、最外端または端部に近い柱間に耐震
壁を設けて水平力を負担させる構造が採用され
る。このとき、この耐震壁は上下の梁と両側の柱
とで拘束された剛な版体としてはたらき、版体を
平行四辺形に変形させようとする力は、コンクリ
ートの特性に従つて、一方の対角線に沿う方向の
圧縮応力によつて処理される。しかし、この変形
で、他方の対角線に沿う方向では、コンクリート
に伸びを生じ、四周を柱、梁で拘束されている壁
体では、コンクリートの引張り応力が追随でき
ず、伸びの方向と交差する方向に亀裂を生ずる。
そして水平力は版の面内に振動方向に加えられる
から、伸びの変形は両対角線方向に現われ、この
ために通常採られる対策は、版体内の鉄筋に対角
線に沿つて筋違鉄筋を配することであつた。しか
し、鉄筋によるコンクリートの補強は、鋼材の最
終強度に依存し、鋼材に許される伸びを含んでい
るから、コンクリートにひび割れを生ずることは
避けることができない。
Conventional technology When constructing a reinforced concrete building with a frame of columns and beams, especially in the direction of the girder of the building, a shear wall is installed between the columns at the outermost end or near the end. A structure that burdens the force is adopted. At this time, this shear wall acts as a rigid slab restrained by the upper and lower beams and the columns on both sides, and the force that attempts to deform the slab into a parallelogram is applied to one side according to the properties of the concrete. It is treated by compressive stress along the diagonal. However, due to this deformation, the concrete elongates in the direction along the other diagonal, and the tensile stress of the concrete cannot follow the wall, which is constrained on all four sides by columns and beams, and in the direction that intersects with the direction of elongation. cracks occur.
Since the horizontal force is applied in the plane of the plate in the vibration direction, the elongation deformation appears in both diagonal directions, and the usual countermeasure for this is to arrange reinforcing bars along the diagonals within the plate. It happened. However, since reinforcing concrete with reinforcing bars depends on the ultimate strength of the steel and includes the allowable elongation of the steel, cracks cannot be avoided in the concrete.

一方、一般の鉄筋コンクリート構造物におい
て、コンクリートに生ずる引張応力に対して、予
め圧縮の応力を加えておき、引張応力を減少さ
せ、あるいは相殺するプレストレスト・コンクリ
ート構造の技術があり、通常はコンクリート構造
物内に線状の鋼材を配し、これを許容値近くまで
緊張し、その鋼材が収縮する復原力をコンクリー
トに圧縮応力として与えておく。従つて、このプ
レストレスを超えない引張応力に対してはコンク
リートに亀烈を生ずることがない。
On the other hand, in general reinforced concrete structures, there is a prestressed concrete structure technology that reduces or offsets the tensile stress by applying compressive stress in advance to the tensile stress that occurs in concrete. A wire-shaped steel material is placed inside, and this is tensed to near the allowable value, and the restoring force of the steel material is applied as compressive stress to the concrete. Therefore, cracks will not occur in concrete under tensile stress that does not exceed this prestress.

しかし、プレストレスト・コンクリート造は、
柱や梁のような柱状体のコンクリートに適用さ
れ、近時厚形の床版にも採用されるようになつた
が、壁体に適用する例は少なく、円筒状の構造物
の円周方向の引張力(リング・テンシヨン)に対
するものなどに限られていた。
However, prestressed concrete construction
It is applied to concrete columnar bodies such as columns and beams, and has recently been applied to thick floor slabs, but there are few examples of its application to walls, and it is applied to concrete in the circumferential direction of cylindrical structures. It was limited to the tensile force (ring tension) of

考案が解決しようとする問題点 上述のように、筋違鉄筋を配することによつて
コンクリートを補強することは可能であるにして
も、これによつてコンクリートのひび割れを防止
することは不可能である。
Problems that the invention aims to solve As mentioned above, although it is possible to reinforce concrete by placing reinforcing bars, it is impossible to prevent concrete from cracking. It is.

また、かかる鉄筋コンクリート壁体にプレスト
レスの思想を導入するとしても、壁体固有のひび
割れを制御しようとする場合、上述の柱状体コン
クリート等におけるプレストレスのかけ方をその
まま適用することは不合理である。即ち、壁体の
場合、同一壁体の面内でもひび割れの応力の分布
が異なり、とりわけ多層建築物においては、上方
階と下方階とで壁体のひび割れ応力の生じる状態
も異なつているため、プレストレスを導入する場
合、これに応じたプレストレスケーブルの合理的
な配置を提供することが望まれる。
Furthermore, even if the concept of prestressing is introduced into such reinforced concrete walls, it is unreasonable to apply the prestressing method for columnar concrete, etc., as described above, when trying to control the cracks inherent in the walls. be. In other words, in the case of walls, the distribution of crack stress differs even within the plane of the same wall, and especially in multi-story buildings, the conditions in which crack stress occurs in the wall differ between upper and lower floors. When introducing prestress, it is desirable to provide a rational arrangement of prestress cables accordingly.

問題点を解決するための手段 本考案は鉄筋コンクリート造の多層建築物にお
いて、柱、梁によつて四周を拘束されている壁体
に変形によつて生ずるひび割れを防止することを
目的として開発されたものである。本考案のひび
割れ防止構造は拘束された壁体が変形するときに
引張り伸びが酷しい条件となるコンクリートの壁
体に架構体の上下にわたつてプレストレスを導入
し、予め圧縮応力を与えておくことを要旨として
いる。そして本考案では、プレストレス・ケーブ
ルを下方の梁の下面と上方の梁の外方上面に定着
して直線的に、かつ、壁体の対角線方向より急角
度に配設し、壁体内に斜め方向の圧縮力を導入
し、そのプレストレス量を建築物の各階ごとに変
化させ、上方階ではケーブルの配置をX形に交差
させて、さらに多くのプレストレスを導入するこ
とを特徴としている。これによつて、本考案の建
築物では壁体の所定位置に筋違鉄筋を設けるひび
割れ対策を、壁体内に与えるプレストレスによつ
て一切回避する構造を達成したものである。
Means to Solve the Problems This invention was developed with the aim of preventing cracks that occur due to deformation in walls that are constrained on all sides by columns and beams in multi-story buildings made of reinforced concrete. It is something. The crack prevention structure of the present invention introduces prestress to the concrete wall, which is subject to severe tensile elongation when the constrained wall deforms, across the top and bottom of the frame to apply compressive stress in advance. The gist is that. In the present invention, prestress cables are fixed to the lower surface of the lower beam and the outer upper surface of the upper beam, and are arranged linearly and at a steeper angle than the diagonal direction of the wall, and diagonally inside the wall. It is characterized by introducing compressive force in the direction, changing the amount of prestress for each floor of the building, and on the upper floors, the cable arrangement is crossed in an X shape to introduce even more prestress. As a result, the building of the present invention has achieved a structure in which the countermeasure against cracks, which is provided by reinforcing bars at predetermined positions of the wall, is completely avoided by applying prestress within the wall.

実施例 本考案のひび割れ防止構造を実施例の図面にも
とづいて詳細に説明する。
Embodiments The crack prevention structure of the present invention will be explained in detail based on drawings of embodiments.

第1図において1は鉄筋コンクリート造の3層
建築物の全体を示す。2は柱、3は梁であり、多
数の柱、梁は端部のもの、下方のものから順に2
1,22,23…31,32,33,34と表わ
してあり、柱21と柱22の端部の柱間では各階
に壁体4を有し、この壁体は下方のものから4
1,42,43としてある。中間の柱22,23
…の間の柱間では壁面の構成は、壁体、開口など
任意であるが、建築物1の他方の端部柱間は柱2
1,22の柱間と同様とし対称に考えて詳細番号
を省略してある。
In Figure 1, 1 shows the entire three-story reinforced concrete building. 2 is a column, 3 is a beam, and the many columns and beams are 2 in order from the end and the bottom.
1, 22, 23...31, 32, 33, 34, each floor has a wall 4 between the pillars 21 and 22, and this wall is 4 from the lower one.
1, 42, 43. Middle pillars 22, 23
The structure of the wall surface between the pillars between... can be arbitrary, such as walls and openings, but between the pillars at the other end of building 1, the structure of the wall surface is arbitrary.
It is the same as Hashirama of 1 and 22, and the detailed number is omitted because it is considered symmetrical.

壁体41,42,43は第2図に示すように補
強鉄筋5を複筋配筋として壁厚を厚くし、耐震壁
として桁行方向の耐震要素に導入してある。
As shown in FIG. 2, the wall bodies 41, 42, and 43 have reinforced reinforcing bars 5 arranged in multiple reinforcements to increase wall thickness, and are introduced as earthquake-resistant elements in the row direction as earthquake-resistant walls.

各階の壁体内にはプレストレス用の鋼材6を壁
体の対角線方向より急角度に水平から45°の角度
で斜めに直線的に配設してあり、第2図のように
壁厚tの中心線上に位置している。該鋼材6は第
2図では2本の組として使用しているが、設計に
より、1本又は2本以上の組とすることができる
ことは言うまでもない。この鋼材6として、この
実施例ではプレストレス撚り鋼線を使用し、コン
クリートとはアンボンドまたはボンド方式をと
る。プレストレス・ケーブル6は壁体の対角線方
向より急角度としたから第2層の壁体42ではケ
ーブル61と62の2本が配され、ケーブル61
は梁32の下面から梁33の上面にわたつて柱2
2の外方に向かつて壁体42内を直線的に貫通
し、両端から緊張し、梁32の下面と梁33の上
面とで定着されている。同様にケーブル62は梁
32の下面からケーブル61と平行に梁33の上
面にわたつて壁体42内を貫通したうえ両端から
緊張し、定着される。これらの定着位置にはそれ
ぞれ柱21の外面、柱22の内面なども関連して
いる。
In the walls of each floor, prestressing steel members 6 are arranged diagonally and linearly at a steeper angle than the diagonal direction of the walls and at an angle of 45° from the horizontal, as shown in Figure 2. It is located on the center line. Although the steel materials 6 are used as a set of two in FIG. 2, it goes without saying that they can be used as a set of one or two or more depending on the design. In this embodiment, a prestressed twisted steel wire is used as the steel material 6, and an unbonded or bonded method is used with the concrete. Since the prestress cable 6 is set at a steeper angle than the diagonal direction of the wall, two cables 61 and 62 are arranged on the second layer wall 42, and the cable 61
is the column 2 extending from the bottom surface of beam 32 to the top surface of beam 33.
It extends linearly through the inside of the wall 42 toward the outside of the beam 2, is taut from both ends, and is fixed to the lower surface of the beam 32 and the upper surface of the beam 33. Similarly, the cable 62 passes through the wall 42 from the lower surface of the beam 32 to the upper surface of the beam 33 in parallel with the cable 61, and is tensioned and fixed from both ends. The outer surface of the column 21, the inner surface of the column 22, etc. are also associated with these fixing positions, respectively.

1階の壁体41ではケーブル6は中間に1本追
加して3本となつており、中間のケーブル63は
梁33,32の上下面だけで定着されている。
In the wall 41 on the first floor, there are three cables 6 with one added in the middle, and the middle cable 63 is fixed only to the upper and lower surfaces of the beams 33 and 32.

3階の壁体43ではケーブル6はさらに増加し
ており、新たに加えられたケーブル64,64
は、2階のケーブル61,62と上下の定着位置
を逆にしてある。即ち、上方の定着位置から下方
に向けてケーブル61,62にX形に交差させて
あり、下方からは外向き、内向きに逆方向になつ
ている。
The number of cables 6 has further increased in the wall 43 on the third floor, and newly added cables 64, 64
In this case, the upper and lower fixing positions of the cables 61 and 62 on the second floor are reversed. That is, the cables 61 and 62 are crossed in an X-shape from the upper fixing position downward, and from the downward direction are opposite directions outward and inward.

これらのケーブル6の配置によつて中間階の2階
におけるケーブル6の鋼材量を基準とすると、下
方階の1階では1本増加し、上方階の3階では2
本増えている。もちろん、上記の数量、角度など
は設計に従つて変化するものであつて考案の構成
を限定しない。
Due to the arrangement of these cables 6, based on the amount of steel for the cables 6 on the second intermediate floor, one will be added on the lower first floor, and two will be added on the upper third floor.
Books are increasing. Of course, the above-mentioned quantities, angles, etc. change according to the design and do not limit the configuration of the invention.

作 用 本考案の作用をこの建築物の施工法と地震時の
応力解析とによつて説明する。
Function The function of the present invention will be explained using the construction method of this building and stress analysis during an earthquake.

建築物1の柱2、梁3、壁体4の鉄筋コンクリ
ート造構築物としての施工は常法の通りであつて
詳説を要しない。
The construction of the pillars 2, beams 3, and walls 4 of the building 1 as a reinforced concrete structure is a conventional method and does not require detailed explanation.

プレストレス・ケーブル6の配置は、地中梁3
1の施工の時点で、梁31の下面に固定端65を
設け、ケーブル6は壁体41のコンクリート型枠
内に直線的に延在させ、梁32上面に延長させて
壁体41のコンクリートを打設し、ケーブル6を
貫通状態に埋設する。ケーブル6がボンド形式の
場合にはコンクリートの打設前に、アンボンド・
ケーブルの場合にはコンクリートの硬化後に所定
の緊張を行い壁体コンクリートに圧縮のプレスト
レスを導入し、他端を固定端、定着端65とす
る。
The prestress cable 6 is placed in the underground beam 3.
At the time of construction 1, a fixed end 65 is provided on the lower surface of the beam 31, and the cable 6 is extended linearly into the concrete formwork of the wall 41, and is extended to the upper surface of the beam 32 to cover the concrete of the wall 41. Then, the cable 6 is buried in a penetrating state. If the cable 6 is of the bond type, unbond and
In the case of a cable, a predetermined tension is applied after the concrete hardens to introduce compressive prestress into the wall concrete, and the other end is used as a fixed end 65.

構造躯体のコンクリート打設は各階ごとに行わ
れ、プレストレス・ケーブル6の緊急も各階ごと
に行われる。
Concrete pouring for the structural frame is performed on each floor, and emergency prestressing cables 6 are also placed on each floor.

いま一例として、各階階高を4mとし、耐震壁
として壁体の厚さを20cmと定め、ケーブル6とし
て17.8mm径の鋼より線を2本使用すると、通常の
圧縮強度240m/cm2のコンクリートに対するひび
割れ防止のプレストレス導入は下記の計算のよう
になる。
As an example, if the height of each floor is 4 m, the thickness of the wall is 20 cm as a seismic wall, and two stranded steel wires with a diameter of 17.8 mm are used as the cable 6, concrete with a normal compressive strength of 240 m/cm 2 is used. The calculation for introducing prestress to prevent cracking is as follows.

壁の断面積400×20=8000cm2 コンクリートの許容引張強度 240×1/10×1/3=8m/cm2 強度の2/3を目安としてプレストレスを与える
と8×2/3=5.33≒五m/cm2 壁断面内の所要プレストレス 5×8000=40000Kg=40トン 17.8mm径のケーブルの耐力33.6トンが与えられる
と、 33.6×計画緊張率0.8×有効最終耐力0.85×2
本=45.7トン>45トン>40トン となり、2本組の上記ケーブルで本考案が実施で
きることがわかる。
Wall cross-sectional area 400 x 20 = 8000 cm 2 Allowable tensile strength of concrete 240 x 1/10 x 1/3 = 8 m/cm 2 If prestress is applied using 2/3 of the strength as a guide, 8 x 2/3 = 5.33≒ 5 m/cm 2 Required prestress in the wall cross section 5 x 8000 = 40000 Kg = 40 tons Given the yield strength of 33.6 tons for a cable with a diameter of 17.8 mm, 33.6 x planned strain rate 0.8 x effective ultimate proof stress 0.85 x 2
45.7 tons > 45 tons > 40 tons, and it can be seen that the present invention can be implemented with a set of two cables as described above.

上記計算のような原理に基づき、各ケーブル6
1,62,63,64へそれぞれの壁体部位に応
じたプレストレスを導入することができる。
Based on the principle like the calculation above, each cable 6
1, 62, 63, and 64, it is possible to introduce prestress according to each wall portion.

建築物1に第1図のように左方から水平力が加
わると、下方階では水平力が累加され、上方階で
は変形が大きくてそれぞれ壁体41,43に生ず
る引張応力が大きいから同一の壁体断面に対して
プレストレスの導入量を増大させておかなければ
ならない。また、上方階では縮みも生じるため
に、上方階では、ケーブル6の配置を倍加してX
形とし、圧縮応力を与える方向は建築物1の他端
側の追加分ケーブル64が寄与するようにしてあ
る。
When a horizontal force is applied to the building 1 from the left side as shown in Fig. 1, the horizontal force is cumulatively added to the lower floors, and the upper floors are deformed and the tensile stress generated in the walls 41 and 43 is large, so the same It is necessary to increase the amount of prestress applied to the wall cross section. Also, since shrinkage occurs on the upper floors, the arrangement of the cables 6 is doubled on the upper floors.
The additional cable 64 at the other end of the building 1 contributes to the direction in which compressive stress is applied.

考案の効果 本考案のひび割れ防止構造は壁体の内部に直線
的に配置したプレストレス・ケーブルによつて内
部圧縮力を有効に与えておくもので、ひび割れ防
止が可能である。
Effects of the invention The crack-prevention structure of the invention effectively applies internal compressive force using prestress cables arranged linearly inside the wall, making it possible to prevent cracks.

しかも作用の項で説明したようにプレストレ
ス・ケーブルの配置が合理的であり、個々に壁面
の部分的な応力処理を廃し、建築物の壁体を構造
軸材で高速された状態で応力処理を行うものであ
るか、プレストレスト・コンクリートの構造にも
新しい進展を達成したものである。
Moreover, as explained in the section of the function, the arrangement of the prestressing cables is rational, eliminating the need for stress treatment on individual wall surfaces, and stress treatment on the building wall at high speed using structural shaft members. It also represents a new development in prestressed concrete construction.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は3層の鉄筋コンクリート造建築物を例
とする架構体の立面図、第2図は壁体の詳細断面
図である。 1……建築物、2,21,22,23……柱、
3,31,32,33,34……梁、4,41,
42,43……壁体、5……鉄筋、6,61,6
2……鋼材、プレストレス、ケーブル、63,6
4……追加のケーブル、65……固定端、定着
端。
FIG. 1 is an elevational view of a frame structure taking a three-story reinforced concrete building as an example, and FIG. 2 is a detailed sectional view of a wall. 1... Building, 2, 21, 22, 23... Pillar,
3, 31, 32, 33, 34... Beam, 4, 41,
42, 43... Wall, 5... Rebar, 6, 61, 6
2...Steel material, prestress, cable, 63,6
4...Additional cable, 65...Fixed end, fixing end.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 柱、梁の架構体を有する鉄筋コンクリート造の
多層建築物であつて、桁行方向の端部寄りの柱間
に柱、梁で拘束された鉄筋コンクリート壁体を有
する建築物において、上記柱間の各階の壁体の厚
さの中心線上に下方梁の下面から上方梁の上面に
直線的に壁体の対角線方向より急角度に斜行する
プレストレス・ケーブルを配設してあり、その数
を中間の階を基準として下方階において多くし、
上方階では上方から下方に向けたX形交差方向の
ケーブルを加えてさらに多くしてあり、各ケーブ
ルの両端から壁体の面内に圧縮のプレストレスを
導入してあることを特徴とする壁体のひび割れ防
止構造。
In a multi-story building made of reinforced concrete with a frame structure of columns and beams, and with reinforced concrete walls restrained by columns and beams between the columns near the ends in the girder direction, each floor between the columns is Prestress cables are installed on the center line of the thickness of the wall from the lower surface of the lower beam to the upper surface of the upper beam, running in a straight line at a steeper angle than the diagonal direction of the wall. increase on the lower floor based on the floor,
On the upper floor, the number of cables is increased by adding cables in an X-shaped cross direction from above to below, and a compressive prestress is introduced into the plane of the wall from both ends of each cable. Anti-crack structure on the body.
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