JPS59209818A - 鉄筋コンクリ−ト製部材の配筋構造 - 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】 本発明は鉄筋コンクリート容器或は床やスラブ等の配筋
構造としては勿論のこと、特に作用位置が限定されない
集中荷重を受けるスラブ等の版状部材の配筋構造として
好適な鉄筋コンクリート部材の配筋構造に関し、その目
的は衝撃や疲労現象も伴う押抜きせん新現象に対して、
エネルギー吸収能力を顕著に改善するとともに、せん断
耐力だけでなく曲げ耐力も増大が可能となる効率的な配
筋構造を容易に形成し得るものを提供することにある。

一般にせん断補強をしない版状部材は、第１図に示すよ
うに集中荷重Ｆが加わった場合、脆性的な押抜きせん断
破壊性状を示す。

この集中荷重の作用位置が確定している場合には、通常
スターラップや折シ曲げ鉄筋等によるせん断補強を行う
場合もあるが、せん断補強筋の定着が十分で、しかも、
その配置密度が大きくないと有効となシえない。

しかし乍ら、版状部材は、厚さが薄いため、せん断補強
筋の定着が十分とはなり難く、せん断補強筋を配置して
もその効果はあまシ期特出来ない。

このため、型鋼等による別の形態のせん断補強方法が検
討されている。

これに対し、作用位置が限定されない集中荷重例えば衝
突、爆発などの衝撃的外力や、自動車の輪荷重等の移動
集中荷重に対しては版全面の補強が必要とな、るが、通
常のスターラップや折シ曲げ鉄筋を有効に作用させるよ
うに版全面に配置することは、定着の問題も含めて、前
記の場合よシさらに困難となシ、実用性の観点からは不
可能とみなされている。

そのため、従来、移動集中荷重を受ける道路橋スラブ等
の場合にはスラブ厚を厚くするとともに鉄筋比を低く押
えることによって、押抜きせん断に対する考慮を回避す
る方法と、Ｈ型鋼等の配置によってスラブを強化する方
法の２つが夫々検討されている。しかしＨ型鋼等を配置
した場合はコンクリートとＨ型鋼との間の付着破壊を起
す虞がある。

従って、特に作用位置が限定されない集中荷重を受ける
版状部材に対して、現状では効率的なせん断補強筋の配
置方法がないものといえる。

そこで本発明は、分布荷重に対しては勿論のこと、集中
荷重に対して耐力並びに靭性の優れた性状を持ち、しか
も施工が比較的容易で現場配筋は言うまでもなく、工場
生産にも向く鉄筋コンクリート製部材の配筋構造を提供
しようとするものである。

即ち、本発明は、波形線材、金銅状に組んだ波形線材及
びエキスノぞンドメタルタイプの金銅の中の１糧又は２
種以上を組合せて斜筋体を構成し、それらをあらかじめ
格子状に配置した上下の縦横鉄筋に溶接、又は斜筋体の
を胴部に縦横鉄筋の何れか全挿入した後、もう一方の鉄
筋上その内側に挿入ないし外側に当接し、溶接又はノ々
インド線により結び付は且つ前記斜筋体の各斜め筋を他
の斜め筋と交差するように配筋したことを特徴とするも
のである。

第２図はこの発明の原理説明画であり％　　ａｌｍは版
状部材から取出した梁状の要素５０に溶接等の方法によ
シ、比較的容易にせん断補強筋の十分な定着ができる平
面トラス筋５１を配筋した場合で、波形鉄筋５２の頂部
に集中荷重を加えた場合を示すものである。

そしてａ図のように、中央に大きな集中荷重を加えると
、点線図示のようなせん断による斜めひびわれ５３が生
じるが、これと直交するようにせん断補強筋が配置され
ている場合は、補強効果が太きい。

しかしながら、曲げによって破壊が決る場合、大きなひ
びわれが生じる位置は、Ａ−Ａ断面であシ、この断面の
曲げ抵抗力が梁要素の曲げ耐力となるので、斜め筋はせ
ん断ひびわれを生じる場合には、せん断補強筋として有
効に働くが、曲げに対しては有効にならない。

これに対し、ｂ図及びＣ図のように、今一つの波形鉄筋
５２′をずらせて配筋し、斜め筋を交差させるようにす
ると、０−０断面の方が、Ｂ−ＢやＤ−Ｄ断面よシも曲
げ剛性及び曲げ耐力共大きく、曲げ破壊する場合には、
Ｂ−Ｂ及びＤ−Ｄ断面に大きな、またＥ−ＥやＦ−Ｆ断
面には、小さなひびわれを生じるが、交差位置に軸方向
鉄筋が配置されたのと同様な効果がある。これは、斜め
筋に働く力の水平分力が曲げに有効となるためである。

さらにせん断に対しては、荷重の作用位置がｂ図の場合
、斜め筋Ｇ、ｌ（、Ｋが直接有効に働き、また斜め筋Ｉ
、Ｊがせん断ひびわれの発生に対し、緩和作用をする。

荷重の作用位置がＣ図の場合にも、同様な抵抗機構を有
しており、荷重の作用位置がどこであっても、せん断に
対して有効に抵抗できる。

即ち、斜め筋を交差させることによシ、斜め筋にせん断
補強筋としての機能のみならず、曲げ筋としての機能も
付加出来る。

この曲げ筋としての機能は、曲げひびわれの発生によっ
て、中立軸が移動してから、顕著に効果を発揮する。

一方、通常梁や版状部材に用いられる軸方向鉄筋の量で
あれば、荷重の小さい段階で曲げひびわれを生じる。

斜め筋を交差させた配筋の場合、曲げひびわれは、交差
位置の断面に発生し、中立軸が移動することによって斜
め筋が曲げ筋として働く効果が増大するが、これに伴な
い、ｂ図において、せん断ひびわれ緩和機能を有する斜
め筋Ｉ、Ｊに引張力が作用することになる。

この結果、斜め筋Ｉ、Ｊも、拘束筋となフ、せん断に対
して有効に機能できる仁とになる。

さらにまた、せん断補強が十分に行なわれた場合には、
部材の破壊が曲げ形式となシ、断面曲げ抵抗力が大きい
程部材の耐力は大きくなる。

従って、斜め筋をせん断と曲げの両者に機能させること
は効率的な配筋方法といえる。

上記の椋構は、内的に不静足で３次元的応力状態となる
版状部材で、集中荷重を受ける部材の場合には、特に有
効であり、押抜きせん断耐力が向上すると共に、斜め筋
のせん断補強筋としての拘束効果に加えて、曲げ筋とし
ての機能が付加されるため、荷重−撓み曲線における最
大荷重以降の領域においても大きな荷重に抵抗でき、優
れた靭性を有する性状とすることが出来る。

このためには、斜め筋を３次元的に交差させたものを、
定着が光分となる形態で２方向以上に有効となるように
配筋する必要がある。

本発明はこの原理を版状部材にも適用しようとするもの
である。

従来、第２図ａに示す配筋方法を版状部材の配筋に適用
した例は見られるが、第２図す及びＣに示す配筋方法を
版状部材の配筋に適用した例は見られない。

これは前者の方法を実施するにしても配筋作業が面倒で
あるのに、更に、後者の配筋方法を実施しようとする場
合公知の構造では非常に面倒になるからである。

そこで本発明は、波形線材、金銅状に組んだ波形線材及
びエキス／インドメタルタイプの金銅の中の１種又は２
棟以上を組合せて斜筋体を構成し、それらをあらかじめ
格子状に配置した上下の縦横鉄筋に爆接、又は斜筋体の
空胴部に縦横鉄筋の何れかを挿入した稜、もう一方の鉄
筋をその内側に挿入ないし外側に当接し、爆接又はノ々
インド線によシ結び付け、且つ前記斜筋体の各斜め筋を
他の斜め筋と交差するように配筋する方法を採ること　
　　”により、その工業化に成功したものである。

以下本発明の種々の実施例を図面に基づき説明する。

第３図は波形線材と直線材を使用した本発明の一実施例
の平面図、第４図はその正面図を示すもので、その組み
方は次のようにして行なうものである。

即ち第５図に示すように、先ず半ピツチずらせて２本の
波形線材１．２ＩＣ重ねたものを適数組並設し、縦方向
の直線材３で各波形線材の屈曲部を隣接する波形線材の
屈曲部と綴った後、第４図に示したように、ジグザグ状
に屈曲させ、次いで横方向の直線材４・を上位及び下位
の縦方向の直線材３．３の下又は上に当接しバインド線
（図示せず）或いは爆接によシ縦方向の直線材３及び波
形線材１．２と結束し完成する。なお、結束は全部の接
点について行う必要はなく要所だけでよい。

なおこの実施例では波形線材と直線材とを組合せて斜筋
体Ｘを構成したが、第３図及び第４図から容易に類推で
きるように、金銅状に組んだ波形線材或いはエキスバン
ドメタルタイプの金＃５ｔ−２枚重ね、それらをジグザ
グ状に屈曲する方法やジグザグ状に屈曲した１枚のエキ
スバンドメタルタイプの金銅或いは金銅状に組んだ波形
線材と波形線材との組合せによっても類似構成の斜筋体
を得ることができる。

以上のようにして構成した鉄筋を埋設した鉄筋コンクリ
ート製版状部材Ｙは、交差した斜め筋が均等に配置され
ているので、分布荷重に対しては言う迄もなく、集中荷
重に対して耐力並びに靭性のすぐれた性状を持ち、しか
も荷重の作用位置がどこであっても同様に抵抗できる。

更にその構造上工場生産する場合、プレストレスの導入
を容易に行うことができるので、更に靭性及び剛性の優
れたものを提供することもできる。

また配筋自体の剛性が通常配筋よυ大きいため。

コンクリートを現場打設する場合には支保工の簡略化が
計れる実益がおる。

以上説明した実施例は、交差斜め筋を持つ平面トラス筋
をジグザグ状に並設した形の配筋構造で、斜め筋交差部
列が平行に配置されているため、強度に若干方向性があ
るが、組み方を変えることにより方向性が少ないものを
得ることが出来る。

第６図はその実施例を示すもので、斜め筋交差部列ｍ１
　、ｍ２　、ｍ３　、ｍ４　”’が斜め筋交差部列ｎｌ
＋ｒ１２＋！１３．ｎ４・・・と交差して配置されるよ
うにしたものである。

即ち、その組み方は、第３図に示した実施例とは異なシ
、第８図及び第７図に示すように波形線材１，２をＸ状
に噛み合せたものを並設し、各波形線材の屈曲部を隣接
する波形線材の屈曲部と綴るように縦方向の直線材３を
挿通し、横方向の直線材４を上位及び下位の縦方向の直
線材３，３の下又は上に当接し、ノ々インド線（図示せ
ず）或いは熔接により縦方向の直線材３と波形線材１，
２とに結束して配筋構造体を得るものである。

なお、結束は全部の接点について行う必要はなく、要所
だけ、例えば周囲の接点だけを結束すれば楽に造形する
ことができ、更に適数個所を結束すれば所期の配筋構造
体が得られる。

以上説明した組み方による配筋構造体２は○印の部分が
斜筋交差部にとなシ、第３図の実施例の場合よシも強度
に方向性のない鉄筋コンクリート版状部材が得られるこ
とになる。

この場合も、斜筋体Ｘ′を構成するに当って、第９図に
示すように金銅状に組んだ波形線材５と波形線材６との
組合せや、エキスバンドメタルタイプの金銅と波形線材
６との組合せ等、波形線材、金銅状に組んだ波形線材、
エキスバンドメタルタイプの金銅の中から選んで組み合
せることによシ斜筋体Ｘ”（＋−構成することが可能で
あるので、こ＼に例示した構成のみに限定されるもので
はないことは勿論である。

以上第３図と第６図及び第９図に示した実施例は、交差
斜筋部を波形線材を２本組合せて構成した形式のもので
ちるが、４本組とすることにより、第１０図に示すよう
な４本の斜め筋が立体交差する斜筋交差部ｋを形成させ
、靭性及び剛性が更に優れ、しかも後述のように種々の
特長を持つ鉄筋コンクリート部材を得ることができる。

第１１図はその実施例を示すもので、２図は平面図、ｂ
図は正面図、Ｃ図は側面図である。

第１２図は斜筋体ｘ’ｉ−構成する方法を示す説明図で
、４本の波形線材２１〜２４を各斜め筋Ｈ９Ｉ、Ｊ、Ｋ
が立体交差するようにＸ状に噛み合せて組んだユニット
Ｖｌ、Ｖ２・・・を千鳥に並設、即ち隣接ユニットに対
し、屈曲部の１／４ピツチをずらせて並設し、それを、
前述の実施例と同様、屈曲部を綴るように縦方向の直線
材３を挿通し、その直線材３と直交する横方向の直線材
４を縦方向の直線材３の下位又は上位に当接して、バイ
ンド線（図示せず）又は熔接により結束して立体トラス
斜筋体Ｘ＃全構成したものでおる。

第１３図は異なる実施例を示すもので、格子状に配置′
した縦横の直線材３，４を斜筋体Ｘ＃の上下に当接する
構造としたもので、斜筋体Ｘ＃の構成は第１１図の実施
例と同じである。

以上第１１図及び第１３図に示した実施例は、４本の斜
め筋の又差位置が、短辺方向に関して千鳥配置となって
いるので、せん断補強筋の均等配置ができるとともに、
立体トラス斜筋体Ｘ′の存在による断面曲げ耐力の大小
を平均化できる効果がある。またスラブ自体がもともと
内的に不静定であることに加えて、この立体トラス斜筋
体Ｘ＃を組み入れることによって不静定次数が顕著に高
まり、ひびわれの発生に対して応力の再分配が容易とな
る。この場合、本発明配筋構造は３次元的に内部のコン
クリートを拘束しているため、応力の分散が通常のせん
断補強筋を用いた場合よシも良好である。

またせん断補強筋としての定着効果は連続した鉄筋を用
いてるだけでなく、３次元的に縦方向の直線材３間を拘
束する形態をとっているため、きわめて良好である。

そして、縦方向の直線材３は、曲げ剛性を受は持つこと
と、せん断補強筋の定着のため必ずなくてはならないが
、立体トラス斜筋体の交差位置の断面においては、引張
側および圧縮側の鉄筋が交差位置のヒンジ化を拘束する
機能を持っている。

この配筋構造の場合には、耐力並びに靭性が極めて優れ
た性状となる。

さらに衝撃荷重に対しては、１次応答である応力波によ
る裏面はく離現象が、特に斜筋体における斜め筋の交差
位置に起こりやすいが、この位置に横方向鉄筋を配置す
ることによって、はく離に対する抵抗性を高めることが
でき、その後の版のバネ的性質にもとづく動的応答であ
る準静的な２次応答に対しては、静的な集中荷重の場合
と同様に大きなエネルギーを吸収することができ、破壊
後も構造が保持される効果がある。

ところで、第１１図及び第１３図に示した実施例では斜
め筋の交差部を千鳥配置となるように構成したが、基石
状配置に構成し得ることは勿論でおる。

そして基石状配置の場合は、全鎖状に組んだ波形線材、
又はエキスバンドメタルを一部に使用出来るので、配筋
作業を楽にすることが可能である。

なお、立体トラス斜筋体を構成するに当って、自立でき
る程度に交差位置を焼きなまし鉄線がスポット爆接によ
シ固定しておくようにすれば組み立てを迅速化できる。

また、第１３図に示す実施例のように、直線材３．４を
斜筋体Ｘ″の外側に配置する構造とする時は、予め直線
材３，４をスポット爆接などで格子状に組んでおき、そ
の上に斜筋体を結び付けるようにすれば組み立ての迅速
化を図ることができる。

以上詳述したように、本発明による配筋構造は優れた特
性を有するので、プレキャストの道路橋床版、重量物や
機械による局部荷重が作用する工場床、重要構造物の屋
根スラブや檄、せん新壁、フラットスラブ、耐力的には
問題ないため撓みなどの使用性が無視されている鋼製の
構造物の代替品、例えば歩道橋、或いは放射性物質の投
棄用鉄筋コンクリート容器等の配筋構造として好適で、
その応用範囲は極めて広いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は集中荷重による押抜きせん断破壊状態を示す説
明図、第２図は本発明の原理説明図、第３図は本発明の
実施例の平面図、第４図はその正面図、第５図は斜筋体
の組立方法の説明図、第６図は異なる実施例の平面図、
第７図はその正面図。 第８図はその斜筋体の組立方法の説明図、第９図は異な
る実施例の平面図、第１０図は本発明におけ−る立体交
差部の構成を示す斜視図、第１１図は本発明の異なる実
施例の平面図、正面図及び側面図、第１２図は他の異な
る実施例の平面図及び正面図である。 １及び２・・・波形線材、３及び４・・・直線材、Ｘ・
・・斜筋体、Ｙ・・・鉄筋コンクリート版状部材、２・
・・配筋構造体 特許出願人　　秩父セメント株式会社 第ｊ圓　　　第５回 Ｆ。 第１Ｏ目 第ｊ５圓 ＣＱ） ｔｂン 第１ｉ閣 箕■疫ｍンＸｊｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 波形線材、金銅状に組んだ波形線材及びエキスバンドメ
   タルタイプの金銅の中の１ｉ又は２種以上を組合せて斜
   筋体を構成し、それらをあらかじめ格子状に配置した上
   下の縦横鉄筋に熔接、又は斜筋体の空胴部に縦横鉄筋の
   倒れかを挿入した後、もう一方の鉄筋をその内側に挿入
   ないし外側に当接し、熔接又はバインド線によシ結び付
   け、且つ前記斜筋体の各斜め筋を他の斜め筋と交差する
   ように配筋したことを特徴とする鉄筋コンクリート製部
   材の配筋構造。