JP6434853B2 - Design method of reinforced concrete structure and reinforced concrete structure - Google Patents
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Description
本発明は、柱と梁との柱梁接合部を備えた鉄筋コンクリート造を設計する鉄筋コンクリート造の設計方法、及び、その設計方法で設計された鉄筋コンクリート造に関する。 The present invention relates to a reinforced concrete structure design method for designing a reinforced concrete structure having a column-beam joint between a column and a beam, and a reinforced concrete structure designed by the design method.
鉄筋コンクリート造を設計するため、設計用曲げモーメントに基づいて、梁の曲げに対する断面算定を行う。断面算定は、曲げモーメント、鉄筋の許容引張応力度、梁の応力中心距離及び梁の有効せいの関係から、鉄筋断面積として求められる(非特許文献1)。
非特許文献1における鉄筋断面積とは、複数の梁用の主筋の断面積の合計値である。複数の梁用の主筋の断面積の合計は鉄筋量として、梁用の主筋の本数として換算される。
一般的な鉄筋コンクリート造では、設計用曲げモーメントが梁の付け根で最大となることから、梁用の主筋の径や本数は、付け根の設計用曲げモーメントの大きさに基づいて算出される。
In order to design a reinforced concrete structure, the cross section for the beam bending is calculated based on the bending moment for design. The cross section is calculated as a cross section of the reinforcing bar from the relationship between the bending moment, the allowable tensile stress level of the reinforcing bar, the stress center distance of the beam, and the effective cause of the beam (Non-Patent Document 1).
The reinforcing bar cross-sectional area in
In a general reinforced concrete structure, the design bending moment is maximized at the base of the beam. Therefore, the diameter and the number of the main bars for the beam are calculated based on the magnitude of the design bending moment of the base.
非特許文献1で示される通り、鉄筋断面積は設計用曲げモーメントに基づいて算出されるものであり、一般的には、梁の付け根が降伏ヒンジとなるように設定される。この付け根の設計用曲げモーメントの大きさに基づいて、梁用の主筋の径の大きさや本数が算出されるので、梁用の主筋の径の大きさや本数は、付け根の曲げモーメントが大きいと、1本あたりの梁用の主筋の強度が同一であれば、多くの梁用の主筋が必要とされたり、径の大きな主筋が必要とされたりする。
しかし、梁用の主筋の本数が多く配置できない場合には、梁幅を大きくして配置できるようにするか、主筋量を減らすために梁せいを大きくして梁あるいは柱梁接合部の断面積を大きくしなければならない、という課題がある。
As shown in
However, if the number of main bars for the beam cannot be increased, either the beam width can be increased or the beam can be increased to reduce the amount of the main bar, and the cross-sectional area of the beam or column beam joint can be increased. There is a problem that must be increased.
この課題を解決するために、梁用の主筋を、普通強度部分と、普通強度部分よりも強度が大きい高強度部分とを備えて構成し、高強度部分を、梁用の主筋のうち柱梁接合部と柱梁接合部から梁長さ方向に沿った高強度領域とに連続して配置し、普通強度部分を、高強度領域を挟んで柱梁接合部とは反対側に位置する普通強度領域に連続して配置し、梁用の主筋の鉄筋量を、降伏ヒンジの位置の曲げモーメントを設計用曲げモーメントとして算定するにあたり、降伏ヒンジの位置を高強度部分と普通強度部分との境界部に設定することが考えられる。
しかしながら、降伏ヒンジの位置を高強度部分と普通強度部分との境界部に設定した建物では、普通強度部分で降伏するため、主に、降伏ヒンジを設定した位置から梁中央側に連続して形成された普通強度部分に、ひび割れ等の破壊が進行するという課題が生じる。
この課題は、主筋が全長に渡って一様の強度の建物や、高強度部分が柱梁接合部にのみに配置され梁に高強度領域がかからない建物でも生じるものである。これらの建物では、柱梁接合部の付け根が降伏ヒンジとなり、普通強度部分では、付け根から梁中央側に向かってひび割れ等の破壊が進行するおそれがある。
In order to solve this problem, the main bar for the beam is configured to include a normal strength portion and a high strength portion having a strength higher than that of the normal strength portion, and the high strength portion is a column beam of the main bars for the beam. Placed continuously from the joint and the high-strength region along the beam length from the beam-to-column joint, and the normal strength part is located on the opposite side of the beam-to-column joint across the high-strength region When calculating the amount of reinforcing bars of the main bars for the beam and the bending moment at the position of the yield hinge as the design bending moment, the position of the yield hinge is the boundary between the high strength part and the normal strength part. It is conceivable to set to
However, in buildings where the position of the yield hinge is set at the boundary between the high-strength part and the normal-strength part, it yields at the normal-strength part, so it is mainly formed continuously from the position where the yield hinge is set to the beam center side. There arises a problem that fracture such as cracking proceeds in the normal strength portion.
This problem also occurs in buildings where the main bars have uniform strength over the entire length, and buildings where the high-strength portions are arranged only at the column beam joints and the beams do not have a high-strength region. In these buildings, the base of the beam-column joint becomes a yielding hinge, and in the normal strength part, there is a possibility that destruction such as cracks progresses from the base toward the center of the beam.
本発明の目的は、降伏ヒンジの設定位置から梁中央側に向かってひび割れ等の破壊が進行することが少ない鉄筋コンクリート造の設計方法及び鉄筋コンクリート造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a design method for a reinforced concrete structure and a reinforced concrete structure in which fractures such as cracks are less likely to proceed from the setting position of the yield hinge toward the center of the beam.
本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法は、柱と接合される複数の梁用の主筋を備え、前記梁用の主筋は、普通強度部分と、前記普通強度部分よりも強度が大きく前記普通強度部分に隣合って配置された高強度部分とを有する鉄筋コンクリート造を設計する方法であって、前記高強度部分を、少なくとも前記梁用の主筋のうち前記柱と接合される柱梁接合部を含む接合部側領域と、前記普通強度部分を挟んで前記柱梁接合部とは反対側に位置する梁中央側領域とに配置し、前記梁用の主筋の鉄筋量を、降伏ヒンジの位置の曲げモーメントを設計用曲げモーメントとして算定するにあたり、前記降伏ヒンジの位置を前記高強度部分のうち前記接合部側領域と前記普通強度部分との境界部に設定したことを特徴とする。 The method for designing a reinforced concrete structure of the present invention includes a plurality of main bars for beams to be joined to a column, and the main bars for the beams have a normal strength portion and a strength higher than that of the normal strength portion. A method of designing a reinforced concrete structure having high strength portions arranged adjacent to each other, wherein the high strength portion includes at least a column beam joint portion joined to the column among the main bars for the beam. It is arranged in the side region and the beam center side region located on the opposite side of the beam-column joint with the normal strength portion interposed therebetween, and the reinforcing bar amount of the main reinforcement for the beam is set to the bending moment at the position of the yield hinge. In calculating the design bending moment, the position of the yield hinge is set at the boundary between the joint-side region and the normal strength portion in the high strength portion.
以上の構成の本発明では、高強度部分は、接合部側領域に配置され、普通強度部分は、高強度部分に隣接して配置される。つまり、降伏ヒンジの位置を柱梁接合部から離れた位置とし、降伏ヒンジの位置(破壊領域)を限定させる部分を普通強度部分とした。
本発明では、地震等の大きな荷重が鉄筋コンクリート造に生じた際に、高強度部分と普通強度部分との境界部に力が集中する。境界部に破壊が集中してひび割れ等の破壊が梁中央側に向けて拡散しようとしても、本発明では、高強度部分は、接合部側領域だけでなく、梁中央側領域にも配置されるので、梁中央側に向けての破壊の拡散が抑制される。
そのため、本発明では、大きな地震等が発生した際に、高強度部分を構成する接合部側領域と普通強度部分との間で梁用の主筋を確実に破損させることができる。
しかも、本発明では、降伏ヒンジが設定される位置を柱梁接合部の付け根から梁長さ方向の所定位置までにコントロールすることができる。つまり、梁の長さが長い場合には、接合部側領域を柱梁接合部の付け根から遠い位置とし、梁の長さが短い場合には、接合部側領域を柱梁接合部の付け根から近い位置にする。そのため、鉄筋コンクリート造の設計上の自由度が大きくなる。
In the present invention having the above-described configuration, the high-strength portion is disposed in the joint-side region, and the normal-strength portion is disposed adjacent to the high-strength portion. That is, the position of the yield hinge was set to a position away from the beam-column joint, and the portion that limited the position of the yield hinge (destructive region) was set as the normal strength portion.
In the present invention, when a large load such as an earthquake occurs in a reinforced concrete structure, the force concentrates on the boundary portion between the high strength portion and the normal strength portion. In the present invention, the high-strength portion is arranged not only in the joint side region but also in the beam central side region even if the fracture concentrates on the boundary portion and cracks or the like try to diffuse toward the beam central side. Therefore, the diffusion of destruction toward the beam center side is suppressed.
Therefore, in the present invention, when a large earthquake or the like occurs, the main bar for the beam can be surely broken between the joint-side region constituting the high strength portion and the normal strength portion.
Moreover, in the present invention, the position where the yield hinge is set can be controlled from the base of the beam-column joint to a predetermined position in the beam length direction. In other words, when the length of the beam is long, the joint side area is positioned far from the base of the beam-column joint, and when the length of the beam is short, the joint side area is shifted from the base of the beam-column joint. Close position. This increases the degree of freedom in designing reinforced concrete structures.
本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法では、前記普通強度部分のうち前記接合部側領域との境界位置と前記梁中央側領域との境界位置との梁長さ方向の寸法は、100mm以上梁の有効梁せいの長さ以下である構成が好ましい。
前述の寸法を確保することにより、大地震等が発生した際に、梁の破壊が柱梁接合部に進展することを抑制できるとともに、梁用の主筋を確実に破損させることができる。
In the reinforced concrete design method of the present invention, the dimension in the beam length direction between the boundary position between the joint-side region and the boundary position between the beam center-side region of the normal strength portion is 100 mm or more. A configuration that is less than or equal to the length of the beam is preferable.
By securing the above-mentioned dimensions, it is possible to suppress the breakage of the beam from progressing to the beam-column joint when a large earthquake or the like occurs, and to reliably break the main bar for the beam.
本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法では、前記梁用の主筋のうち中央の曲げモーメントが小さい部分を普通強度とする構成が好ましい。
この構成では、降伏ヒンジが設定される位置以外に、梁の中央側に普通強度部分を設定することにより、製造コストを低いものにできる。つまり、降伏ヒンジが設定される位置の梁中央側領域を挟んで反対側の梁の中央側は、中央の曲げモーメントが小さいので、高強度部分にする必要がない。そのため、高強度部分に設定する領域を必要最小限にすることで、主筋の製造コストを抑えることができる。
In the method for designing a reinforced concrete structure according to the present invention, it is preferable that a portion having a small bending moment at the center of the main reinforcing bars for the beam has a normal strength.
In this configuration, the manufacturing cost can be reduced by setting the normal strength portion on the center side of the beam other than the position where the yield hinge is set. In other words, the center side of the beam on the opposite side across the beam center side region where the yield hinge is set does not need to be a high-strength portion because the bending moment at the center is small. Therefore, the manufacturing cost of the main bar can be suppressed by minimizing the area set in the high-strength portion.
本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法では、前記高強度部分には設備配管用貫通孔が設けられている構成が好ましい。
この構成では、設備配管用貫通孔が設けられる領域が高強度であるため、設備用配管用孔を施工しても、建物の強度低下を小さなものにできる。
In the design method of the reinforced concrete structure of this invention, the structure by which the through-hole for equipment piping is provided in the said high intensity | strength part is preferable.
In this structure, since the area | region in which the through-hole for equipment piping is provided is high intensity | strength, even if it constructs the hole for equipment piping, the strength fall of a building can be made small.
本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法では、前記接合部側領域は、前記柱梁接合部に配置された第一領域と、前記第一領域と連続して形成され前記柱梁接合部から梁長さ方向に沿った第二領域とを備え、前記設備配管用貫通孔は、前記第二領域に配置された第一貫通孔と、前記梁中央側領域に配置された第二貫通孔とを有する構成が好ましい。
この構成では、降伏ヒンジが設定される普通強度部分を挟んで第一貫通孔と第二貫通孔とが配置されるので、複数の設備用配管の施工作業を容易に行うことができる。
In the method for designing a reinforced concrete structure of the present invention, the joint side region is formed to be continuous with the first region disposed in the column beam joint and the first region, and the beam length from the column beam joint. A second region along the direction, wherein the facility piping through-hole includes a first through-hole disposed in the second region and a second through-hole disposed in the beam center side region. Is preferred.
In this configuration, since the first through hole and the second through hole are arranged across the normal strength portion where the yield hinge is set, it is possible to easily perform the construction work of the plurality of facility pipes.
本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法では、前記普通強度部分は降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定され、前記高強度部分は前記普通強度部分よりも降伏点又は0.2%耐力が大きく設定され、前記梁用の主筋は、前記普通強度部分と同じ強度の1本の普通鉄筋を部分焼入れして前記高強度部分とする構成が好ましい。
この構成では、降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定される1本の普通鉄筋を部分焼入れして普通強度部分と高強度部分とを形成しているので、柱梁接合部に配置される高強度部分の太さを太くすることを要しない。そのため、この点からも、柱梁接合部の断面積を大きくすることを要しない。しかも、普通強度部分と高強度部分とが1本の鉄筋から構成されるので、現場での取り扱いが容易となる。
In the reinforced concrete design method of the present invention, the normal strength portion has a yield point or 0.2% yield strength defined by JIS G3112, and the high strength portion has a yield point or 0.2% yield strength greater than the normal strength portion. It is preferable that the main reinforcing bar for the beam is a structure in which one normal reinforcing bar having the same strength as that of the normal strength portion is partially quenched to form the high strength portion.
In this configuration, a normal strength portion and a high strength portion are formed by partially quenching one ordinary rebar with a yield point or 0.2% proof stress specified in JIS G3112. It is not necessary to increase the thickness of the high strength part. Therefore, also from this point, it is not necessary to increase the cross-sectional area of the column beam joint. Moreover, since the normal strength portion and the high strength portion are composed of a single reinforcing bar, handling on the site is facilitated.
本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法では、前記普通強度部分の太さに対して前記高強度部分の太さが太い構成が好ましい。
鉄筋の太さと強度とは比例するため、鉄筋の太さが太いと、鉄筋自体の強度が大きなものになる。そのため、普通強度部分に比べて、高強度部分は強度及び径のそれぞれが大きいから、普通強度部分に対する強度の差をより大きくすることができる。
In the design method of the reinforced concrete structure of this invention, the structure where the thickness of the said high strength part is thick with respect to the thickness of the said normal strength part is preferable.
Since the thickness of the reinforcing bar is proportional to the strength, if the thickness of the reinforcing bar is large, the strength of the reinforcing bar itself becomes large. Therefore, since the strength and the diameter of the high strength portion are larger than those of the normal strength portion, the difference in strength with respect to the normal strength portion can be made larger.
本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法では、前記普通強度部分と前記高強度部分とは、互いに対向する端部同士が接合部を介して連結され、前記接合部は、摩擦圧接、ガス圧接、溶接のいずれかで形成される構成が好ましい。
この構成では、接合部を摩擦圧接、ガス圧接、溶接で形成することで、普通強度部分と高強度部分との突き合わされた部分が膨らんだ状態となる。この膨らんだ部分がコンクリートとの付着力を大きくすることができる。
In the method for designing a reinforced concrete structure of the present invention, the normal strength portion and the high strength portion are connected to each other through end portions facing each other, and the joint portion includes friction welding, gas pressure welding, and welding. The structure formed by either is preferable.
In this configuration, the joining portion is formed by friction welding, gas welding, or welding, so that the portion where the normal strength portion and the high strength portion are abutted is swollen. This swollen portion can increase the adhesion with concrete.
本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法では、前記普通強度部分と前記高強度部分とは、互いに対向する端部同士が接合部を介して連結され、前記接合部は、前記普通鉄筋部分に形成された雄ねじ部と前記高強度部分に形成された雄ねじ部とにそれぞれ螺合されるカプラーを有する構成が好ましい。
この構成では、小径鉄筋と大径鉄筋とをカプラーを用いて接合するので、摩擦圧接、ガス圧接、溶接で接合部を形成する場合に比べて、建設現場での大径鉄筋と小径鉄筋との接続作業が容易となる。
In the method for designing a reinforced concrete structure of the present invention, the normal strength portion and the high strength portion are connected to each other through end portions facing each other, and the joint portion is formed in the normal rebar portion. A configuration having a coupler screwed into the male screw portion and the male screw portion formed in the high-strength portion is preferable.
In this configuration, a small-diameter rebar and a large-diameter rebar are joined using a coupler, so compared with the case where a joint is formed by friction welding, gas welding, or welding, the large-diameter rebar and the small-diameter rebar at the construction site are connected. Connection work becomes easy.
本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法では、前記普通強度部分と前記高強度部分とは、互いに対向する端部同士が接合部を介して連結され、前記接合部は、前記普通鉄筋部分に形成された雄ねじ部と、前記雄ねじ部に螺合されるとともに前記高強度部に形成された雌ねじ部とを有する構成が好ましい。
この構成では、普通強度部分と高強度部分とを接合するために、カプラーが不要とされるので、現場での作業が容易となるだけでなく、カプラーを別途用意する必要がないから、鉄筋構造を施工するに際しての管理が容易となる。
In the method for designing a reinforced concrete structure of the present invention, the normal strength portion and the high strength portion are connected to each other through end portions facing each other, and the joint portion is formed in the normal rebar portion. A configuration having a male screw part and a female screw part screwed into the male screw part and formed in the high-strength part is preferable.
In this configuration, a coupler is not required to join the normal strength part and the high strength part, so it is not only easy to work on site, but there is no need to prepare a separate coupler. Management during construction becomes easier.
本発明の鉄筋コンクリート造は、前述の構成の鉄筋コンクリート造の設計方法で設計されたことを特徴とする。
この構成では、前述と同様の効果を奏することができる。
The reinforced concrete structure of the present invention is characterized by being designed by the method for designing a reinforced concrete structure having the above-described configuration.
With this configuration, the same effects as described above can be obtained.
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態を図面の図1及び図2に基づいて説明する。
図1には第1実施形態の全体構成が示されている。
図1において、建物は、複数の梁2と、梁2と接合する複数の柱3とを備えた複数階建ての鉄筋コンクリート造であり、鉄筋構造1にコンクリート体100が打設されている。
梁2と柱3とが接合された柱梁接合部200の形態としては、十字形接合S1やト形接合S2があるが、本実施形態では、他の接合に適用されるものでもよい。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
1st Embodiment of this invention is described based on FIG.1 and FIG.2 of drawing.
FIG. 1 shows the overall configuration of the first embodiment.
In FIG. 1, the building is a multi-storey reinforced concrete structure including a plurality of
As a form of the beam-to-column joint 200 in which the
梁2の鉄筋構造1は、水平方向に延びて配筋された複数の梁用の主筋21と、主筋21の軸方向と交差する平面内において主筋21を囲んで等間隔に配筋されて梁2のせん断強度を補強する複数の梁用のせん断補強筋22とを備える。
水平方向に隣合う主筋21は、継手4で接合されている。継手4は、機械式継手や、それ以外の継手でもよい。あるいは、端部同士を重ね合わせ、針金等で結線する構成でもよい。さらには、端部同士を突き合わせて溶接等で接合する構成でもよい。
柱3の鉄筋構造1は、垂直方向に延びて所定間隔を空けて配筋された複数の柱用の鉄筋材31と、鉄筋材31の軸方向と交差する平面内において鉄筋材31を囲んで等間隔に鉄筋材31の延出方向に配筋されて柱3のせん断強度を補強する複数の柱用のせん断補強筋32とを備える。鉄筋材31及びせん断補強筋32は普通鉄筋である。
なお、図1は、本実施形態の概略を示すものであるため、主筋21や鉄筋材31の本数や配列は、後述する図2(B)とは異なる。
The reinforcing
The
The reinforcing
In addition, since FIG. 1 shows the outline of this embodiment, the number and arrangement | sequence of the
十字形接合S1を含む領域において、主筋21は、その中央部分に第一高強度部分211Aがあり、第一高強度部分211Aの両端側にそれぞれ普通強度部分212があり、これらの普通強度部分212を挟んで第一高強度部分211Aの反対側に第二高強度部分211Bがある。
第一高強度部分211Aは、十字形接合S1に配置された第一領域210Sと十字形接合S1から梁長さ方向に沿った高強度領域としての第二領域210Aとに配置される。
第二領域210Aの梁長さ方向に沿った寸法は、隣合う柱3の間の寸法、建物全体の大きさ、その他の条件により設定されるものである。
例えば、梁の長さが長い場合には、接合部側領域21Mのうち第二領域210Aの端縁を十字形接合S1の付け根Rから遠い位置とし、梁の長さが短い場合には、第二領域210Aを十字形接合S1の付け根Rから近い位置にする。
In the region including the cruciform joint S1, the
The first high-
The dimension along the beam length direction of the
For example, when the length of the beam is long, the edge of the
普通強度部分212は、第二領域210Aを挟んで十字形接合S1とは反対側に位置する普通強度領域210Bに配置されている。第二高強度部分211Bは、1本の主筋21の両端側に配置されている。
即ち、高強度部分は、梁用の主筋21のうち十字形接合S1と第二領域210Aとに位置する接合部側領域21Mと、普通強度部分212を挟んで十字形接合S1とは反対側に位置する梁中央側領域21Nとに配置されている。
The
That is, the high-strength portion is located on the opposite side of the cross-shaped joint S1 with the normal-
梁2には設備配管用貫通孔Hが設けられている。
設備配管用貫通孔Hは、第二領域210Aを水平方向に貫通して設けられた第一貫通孔H1と、梁中央側領域21Nを水平方向に貫通して設けられた第二貫通孔H2とを有する。第一貫通孔H1と第二貫通孔H2とは、それぞれ普通強度部分212に近接配置されている。
第一貫通孔H1及び第二貫通孔H2は、それぞれ台所から引き出された換気用配管(図示せず)や、電線を通す配管、その他の設備配管を通すものである。
第一貫通孔H1及び第二貫通孔H2の開口形状は、図では、円形である。なお、本実施形態では第一貫通孔H1及び第二貫通孔H2の開口形状は、円形孔に限定されるものではなく、長方形孔でも、矩形状でもよい。第一貫通孔H1及び第二貫通孔H2の大きさは、上下の梁2の間の寸法や、後述するせん断補強筋22の配置位置に制限される。
The
The through-hole H for equipment piping includes a first through-hole H1 provided through the
The 1st through-hole H1 and the 2nd through-hole H2 let the piping for ventilation (not shown) pulled out from the kitchen, the piping which lets an electric wire pass, and other equipment piping, respectively.
The opening shapes of the first through hole H1 and the second through hole H2 are circular in the drawing. In the present embodiment, the opening shapes of the first through hole H1 and the second through hole H2 are not limited to circular holes, and may be rectangular holes or rectangular shapes. The magnitude | size of the 1st through-hole H1 and the 2nd through-hole H2 is restrict | limited to the dimension between the upper and
本実施形態では、設備配管用貫通孔Hの補強は、「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」(日本建築学会2010年2月20日第8版第1刷)に従う。
つまり、鉄筋コンクリート造の梁に設備配管用貫通孔が形成されると、梁の構造性能、特に、せん断終局強度が低下する。また、孔の外周囲には、応力集中によるひび割れも生じやすいことから、孔周囲は適切に補強することが必要とされる。そのため、設備配管用貫通孔Hを構成する第一貫通孔H1や第二貫通孔H2は、それぞれ円形孔の直径や長方形孔の梁せい方向の辺長は、梁せいの1/3以下とし、同一の梁に2個以上の円形孔が設けられる場合、円形孔の中心間隔は、孔径の3倍以上にすることが望ましい。
梁の降伏ヒンジが設けられる領域や梁せい方向に偏心した位置に第一貫通孔H1や第二貫通孔H2を設けないことが好ましい。
第一貫通孔H1や第二貫通孔H2の周囲は、補強することが好ましい。せん断に対する補強としては、あばら筋や斜め補強筋を用いる方法がある。補強筋としては、第一貫通孔H1や第二貫通孔H2の周囲を囲う補強筋、例えば、スーパーハリーZ(株式会社栗本鉄工所の商品名)を用いてもよい。
In this embodiment, the reinforcement of the through hole H for equipment piping follows the “Reinforced Concrete Structural Calculation Standards / Same Explanation” (8th Edition, February 20, 2010, Architectural Institute of Japan).
In other words, when a through hole for equipment piping is formed in a reinforced concrete beam, the structural performance of the beam, particularly the ultimate shear strength, is lowered. Further, since cracks due to stress concentration are likely to occur around the outer periphery of the hole, it is necessary to appropriately reinforce the periphery of the hole. Therefore, the first through-hole H1 and the second through-hole H2 constituting the equipment pipe through-hole H have a diameter of the circular hole and a side length of the rectangular hole in the beam direction of 1/3 or less, respectively. When two or more circular holes are provided in the same beam, it is desirable that the center interval of the circular holes be three times or more the hole diameter.
It is preferable not to provide the first through hole H1 and the second through hole H2 in a region where the yield hinge of the beam is provided or in a position eccentric in the beam direction.
It is preferable to reinforce the periphery of the first through hole H1 and the second through hole H2. As a reinforcement against shear, there is a method using a stirrup or an oblique reinforcement. As the reinforcing bars, reinforcing bars surrounding the first through hole H1 and the second through hole H2, for example, Super Harry Z (trade name of Kurimoto Iron Works) may be used.
第一高強度部分211A、普通強度部分212及び第二高強度部分211Bは、1本の鉄筋から一体に形成されている。
普通強度部分212は降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定されている。
第一高強度部分211A及び第二高強度部分211Bは、普通強度部分212より高強度である。
例えば、第一高強度部分211A及び第二高強度部分211Bの降伏点又は0.2%耐力は、490MPa(N/mm2)以上1000MPa(N/mm2)以下である。普通強度部分212の降伏点又は0.2%耐力は、295MPa(N/mm2)以上390MPa(N/mm2)以下である。
以上の構成の主筋21は、普通強度部分212と同じ強度の1本の普通鉄筋(SD345)を部分焼入れして高強度部分211にする。
The first high-
The
The first high-
For example, the yield point or 0.2% proof stress of the first high-
The main reinforcing
ト形接合S2を含む領域において、主筋21は、建物外側に位置する一端部分に第一高強度部分211Aがあり、第一高強度部分211Aの梁中央側に隣接して普通強度部分212があり、普通強度部分212を挟んで第一高強度部分211Aの反対側に第二高強度部分211Bがある。
第一高強度部分211Aは、ト形接合S2とト形接合S2から梁長さ方向に沿った第二領域210Aとに配置される。
In the region including the G-shaped joint S2, the
The first high-
第1実施形態において、鉄筋コンクリート造を設計する方法について説明する。
図2では、設計用曲げモーメント分布が(A)に示され、主筋の概略正面図が(B)に示され、概略断面図が(C)に示されている。
図2(B)に示される通り、主筋21は、上下にそれぞれ水平に配置された上部21A及び下部21Bと、上部21A及び下部21Bの間の高さ位置に配置された側部21Cとからなる。
第1実施形態では、降伏ヒンジの位置Qを曲げモーメントを設計用曲げモーメントとして算定するために用いるものであり、第一高強度部分211Aのうち接合部側領域21Mと普通強度部分212との境界部に設定する。
In the first embodiment, a method for designing a reinforced concrete structure will be described.
In FIG. 2, the design bending moment distribution is shown in (A), the schematic front view of the main bar is shown in (B), and the schematic cross-sectional view is shown in (C).
As shown in FIG. 2 (B), the
In the first embodiment, the yield hinge position Q is used to calculate the bending moment as the design bending moment, and the boundary between the joint-
普通強度領域210Bの梁長さ方向の寸法、つまり、第一高強度部分211Aのうち接合部側領域21Mと普通強度部分212との境界位置と、第二高強度部分211Bの梁中央側領域21Nと普通強度部分212との境界位置との梁長さ方向の寸法は、100mm以上、かつ、梁の有効梁せいdの長さ以下である。ここで、梁の有効梁せいdは、圧縮縁から引張鉄筋の重心までの距離で、曲げモーメントが作用したときに下側の鉄筋が引張応力となる場合には、下側の主筋の重心Gから梁上面までの寸法である。
例えば、本実施形態の梁用の主筋21の配列において、梁の高さ寸法が400mmである場合、梁の有効せいdは346mmとすることができる。
主筋21のうち十字形接合S1から外れた位置には、上部21A、下部21B及び側部21Cの外周部分を覆うようにせん断補強筋22が複数配置されている。これらのせん断補強筋22は、梁の長手方向に沿って互いに等間隔に配置されている。
せん断補強筋22は、普通鉄筋の降伏点又は0.2%耐力(345MPa(N/mm2))よりも大きい降伏点又は0.2%耐力(1275MPa(N/mm2))を有するウルボン1275(高周波熱錬(株)の商品名)を用いることが好ましい。なお、本実施形態では、ウルボン1275に代えて普通鉄筋と同じ降伏点又は0.2%耐力を有するせん断補強筋を用いてもよい。
The dimension of the
For example, in the arrangement of the main reinforcing
A plurality of shear reinforcement bars 22 are arranged at positions away from the cruciform joint S1 in the
The
図2(A)で示される設計用曲げモーメント分布は、隣合う主筋21の普通強度部分212の接続部分で0となり、図2(B)の左側に配置された柱梁接合部200の梁2の付け根Rに向かうに従って大きくなる。なお、図2(A)で示される設計用曲げモーメントは、常時(自重)荷重のモーメントに外力モーメントを加えたものである。設計用曲げモーメントは通常の設計手法によって求められる。
主筋21の鉄筋量の算定は、鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説(日本建築学会2010年2月20日第8版第1刷)第14頁から第16頁に準拠する。
梁の引張鉄筋比が釣合鉄筋比以下のときは、許容曲げモーメント(設計用曲げモーメント)は次式による。
M=atftj ……式(A)
The design bending moment distribution shown in FIG. 2A becomes 0 at the connection portion of the
Calculation of the amount of reinforcing bars in the
When the tensile reinforcement ratio of the beam is equal to or less than the balanced reinforcement ratio, the allowable bending moment (design bending moment) is given by the following equation.
M = a t f t j ...... Formula (A)
ここで、atは引張鉄筋断面積であり、ftは鉄筋の許容引張応力度であり、jは梁の応力中心距離である。引張鉄筋断面積atは、主筋21が上下に分かれて複数本ずつ配置されている場合には、上下それぞれ配置された主筋21の断面積の合計値である。
jは(7/8)dあるいは0.9dとしてもよい。許容引張応力度ftは、鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説で規定された下記の表から求められる。例えば、SD345の主筋21では、短期許容引張応力度は345N/mm2である。
Here, a t is the tensile reinforcing bar cross-sectional area, f t is the allowable tensile stress of the rebar, j is the stress center distance of the beam. Tensile reinforcement cross section a t, if
j may be (7/8) d or 0.9d. The allowable tensile stress degree f t can be obtained from the following table defined in the reinforced concrete structure calculation criteria and explanation. For example, in the
前述の式(A)の算定の他、梁は次の条件に従うことが求められる。
長期荷重時に正負最大曲げモーメントを受ける部分の引張鉄筋断面積は0.004bd(bは梁幅)又は存在応力によって必要とされる量の4/3倍のうち、小さい方の数値以上とする。
主要な梁は、全スパンにわたり複筋梁とする。
主筋は、D13(Dは呼び名)以上の異形鉄筋とする。
主筋のあきは、25mm以上かつ異形鉄筋の径(呼び名の数値mm)の1.5倍以上とする。
主筋の配置は、特別な場合を除いて2段以下とする。
In addition to the calculation of the above formula (A), the beam is required to comply with the following conditions.
The tensile rebar cross-sectional area of the portion that receives positive and negative maximum bending moments during long-term loading is 0.004 bd (b is the beam width) or 4/3 times the amount required by the existing stress, which is the smaller value.
The main beam is a double beam over the entire span.
The main reinforcing bars are deformed reinforcing bars of D13 (D is the nominal name) or higher.
The opening of the main bar is at least 25 mm and at least 1.5 times the diameter of the deformed bar (nominal numerical value mm).
The arrangement of the main bars shall be two or less, except in special cases.
Mは、図2(A)で示される設計用曲げモーメントのグラフから求められるモーメント値である。モーメント値Mは、降伏ヒンジの位置Qでの値である。
なお、主筋21の柱梁接合部200の付け根Rの応力は、第一高強度部分211A及び第二高強度部分211Bの降伏点以下である。
図2(A)で示される設計用曲げモーメントでは、最大値が梁の左側の付け根Rの位置であり、最小値が梁の右側の付け根であり、これらの中間位置(隣合う主筋21の普通強度部分同士が接合される位置の近傍(梁の中央部付近))で0となる。降伏ヒンジの位置Qは付け根Rより小さな値となる。
M is a moment value obtained from the design bending moment graph shown in FIG. The moment value M is a value at the position Q of the yield hinge.
In addition, the stress of the root R of the column beam
In the design bending moment shown in FIG. 2 (A), the maximum value is the position of the base R on the left side of the beam, the minimum value is the base of the right side of the beam, and these intermediate positions (normality of adjacent main bars 21) It is 0 in the vicinity of the position where the strength portions are joined (near the center of the beam). The position Q of the yield hinge is smaller than the base R.
図2(B)に示される通り、隣合う柱3の間の互いに対向する垂直面間寸法や、付け根Rから降伏ヒンジの位置Qまでの寸法Sは設計者により曲げモーメント分布に基づいて適宜設定されている。設計用曲げモーメントの付け根Rでの値と、モーメント値が0となる位置の付け根Rからの寸法とは、事前の解析等により降伏ヒンジの位置を検討する時点で既知の数値である。そのため、降伏ヒンジの位置Qでのモーメント値Mは、これらの数値の比に基づいて求められる数値を利用してもよい。
本実施形態では、主筋21の鉄筋量を図2(A)の設計用曲げモーメントの降伏ヒンジの位置Qでの値から算定する。
鉄筋量は引張鉄筋断面積atから求められる。鉄筋本数は、断面積atから1本あたりの主筋21の断面積を除算することで求められる。
As shown in FIG. 2B, the dimension between the vertical surfaces facing each other between
In the present embodiment, the amount of reinforcing bars of the main reinforcing
Rebar amount is determined from the tensile reinforcing bar cross section a t. Rebar number is obtained by dividing the cross-sectional area of the
このような計算に基づいて、主筋21の断面積を求め、さらに、断面積から主筋21の径及び本数を求める。例えば、梁の中心から上側の鉄筋量が906mm2であり、下側の鉄筋量が906mm2であり、上下の鉄筋量がそれぞれ906mm2必要とされた場合、上部21Aの主筋21として、中央に2本のD13(SD345)の主筋21を配置し、両角部にそれぞれ1本のD16(SD345)の主筋21を配置し、下部21Bの主筋21として、中央にD13の主筋21を2本配置し、両角部にD13の主筋21を1本ずつ配置し、側部21Cの主筋21を上下左右にD16の主筋21を1本ずつ配置する(図2(C)参照)。
Based on such calculation, the cross-sectional area of the
従って、第1実施形態では、次の効果を奏することができる。
(1)梁用の主筋21の第一高強度部分211Aを、十字形接合S1に位置する接合部側領域21Mとし、第二高強度部分211Bを、普通強度部分212を挟んで十字形接合S1とは反対側に位置する梁中央側領域21Nとし、主筋21の鉄筋量を、降伏ヒンジの位置Qの曲げモーメントを設計用曲げモーメントとして算定するにあたり、降伏ヒンジの位置Qを接合部側領域21Mと普通強度部分212との境界部に設定した。そのため、地震等の大きな荷重が鉄筋コンクリート造に生じた際に、第一高強度部分211Aと普通強度部分212との境界部に力が集中し、ひび割れ等の破壊が梁中央側に向けて拡散しようとしても、高強度領域は、接合部側領域21Mに配置される第一高強度部分211Aだけでなく、梁中央側領域21Nに配置される第二高強度部分211Bもあるため、破壊の拡散が抑制される。
Therefore, in the first embodiment, the following effects can be achieved.
(1) The first high-
しかも、降伏ヒンジが設定される位置Qを十字形接合S1の付け根Rから梁長さ方向の所定位置までにコントロールすることができる。
図3(A)は第1実施形態の梁の模式図であり、図3(B)は梁用の主筋の付着長さLdと応力分布との関係を示すグラフである。前述では、第一高強度部分211Aのうち接合部側領域21Mと普通強度部分212との境界位置と、第二高強度部分211Bの梁中央側領域21Nと普通強度部分212との境界位置との梁長さ方向の好ましい寸法は、100mm以上、かつ、梁の有効梁せいdの長さ以下としたが、ここでは、説明を簡便にするため、接合部側領域21Mと普通強度部分212との境界位置は梁の付け根とした。
図3(A)(B)において、第1実施形態の梁用の主筋21では、実際の応力分布σ1は、降伏ヒンジの位置Qで生じるものである。降伏ヒンジの位置Qの近傍においてひび割れCが生じるものであり、実際の応力分布σ1は、降伏ヒンジの位置Qから普通強度部分212の長さxに渡って高い値が連続するが、第二高強度部分211Bに対応する領域になると、低い値となり、従来例と比較してひび割れの発生範囲が小さくなる。実際の応力分布σ1に対応して設計で考える応力分布σ2を設定する。
以上のことから、梁用の主筋21の長さが長い場合には、接合部側領域21Mを柱梁接合部200の付け根Rから遠い位置とし、主筋21の長さが短い場合には、接合部側領域21Mを柱梁接合部200の付け根Rから近い位置にする。このように、第1実施形態では、鉄筋コンクリート造の設計上の自由度が大きくなる。
Moreover, the position Q where the yield hinge is set can be controlled from the root R of the cross-shaped joint S1 to a predetermined position in the beam length direction.
FIG. 3A is a schematic diagram of the beam according to the first embodiment, and FIG. 3B is a graph showing the relationship between the attachment length Ld of the main reinforcement for the beam and the stress distribution. In the above description, the boundary position between the joint-
3A and 3B, in the main reinforcing
From the above, when the length of the
これに対して、全てが同一強度からなる従来例の梁用の主筋では、図4(A)(B)に示される通り、柱梁接合部200の付け根Rから有効梁せいdの長さに渡って高い応力分布σ1となり、鉄筋コンクリート造の設計の自由度が制限される。
図4(A)は従来例の梁の模式図であり、図4(B)は梁用の主筋の付着長さと応力分布との関係を示すグラフである。
図4(A)(B)において、従来例の梁用の主筋では、実際の応力分布σ1は、降伏ヒンジの位置Qで最大となるが、第1実施形態とは異なり、最大値となるのは、柱梁接合部200の付け根Rである。実際の応力分布σ1は、柱梁接合部200の付け根Rから有効梁せいdの長さに対応する寸法に渡って高い値が連続し、有効梁せいの長さdを超えると、低い値となる。そのため、従来例では、実際の応力分布σ1に対応し、設計で考える応力分布σ2を設定するにあたり、少なくとも、有効梁せいの長さdに渡って設計上の応力分布σ2を高い値としなければならない。以上のことから、従来例では、第1実施形態とは異なり、鉄筋コンクリート造の設計の自由度が制限されることになる。
On the other hand, in the main bars for beams of the conventional example, all of which have the same strength, as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), the length from the root R of the column beam joint 200 to the length of the effective beam d The stress distribution σ1 is high, and the degree of freedom in designing a reinforced concrete structure is limited.
FIG. 4A is a schematic diagram of a conventional beam, and FIG. 4B is a graph showing the relationship between the attachment length of the main bars for the beam and the stress distribution.
4A and 4B, the actual stress distribution σ1 is maximum at the position Q of the yield hinge in the conventional beam main reinforcement, but is the maximum value unlike the first embodiment. Is the root R of the beam-
(2)普通強度部分212のうち接合部側領域21Mとの境界位置と梁中央側領域21Nとの境界位置との梁長さ方向の寸法が100mm以上梁の有効梁せいdの長さ以下が確保されるから、大地震等が発生した際に、梁の破壊が柱梁接合部に進展することを抑制できるとともに、梁用の主筋21を確実に破損させることができる。
(2) Of the
(3)高強度領域には設備配管用貫通孔Hが設けられているから、設備配管用貫通孔Hを利用して配管作業をすることができる。その上、設備配管用貫通孔Hが設けられる領域が高強度領域であり、ひび割れの拡散が抑制されるため、設備用配管用孔を施工しても、建物の強度低下を小さなものにできる。 (3) Since the through-hole H for equipment piping is provided in the high-strength region, piping work can be performed using the through-hole H for equipment piping. In addition, the area where the facility piping through-hole H is provided is a high-strength region, and the diffusion of cracks is suppressed. Therefore, even if the facility piping hole is constructed, the strength reduction of the building can be reduced.
(4)降伏ヒンジが設定される普通強度部分212を挟んで第一貫通孔H1と第二貫通孔H2とが配置されるので、配管作業をより容易に行うことができる。
(4) Since the first through hole H1 and the second through hole H2 are disposed across the
(5)主筋21は、普通強度部分212と同じ強度の1本の普通鉄筋を部分焼入れして第一高強度部分211A及び第二高強度部分211Bとしたから、十字形接合S1に配置される高強度部分の太さを太くすることを要しない。そのため、現場での取り扱いが容易となる。
(5) The main reinforcing
(6)接合部側領域21Mを、十字形接合S1と、十字形接合S1の付け根Rから梁長さ方向に位置する第二領域210Aとから構成したから、降伏ヒンジの位置Qが梁2の付け根Rから離れた位置となる。そのため、設計用壁モーメントが小さくなり、その分、鉄筋量が少なくて済むので、端や柱梁接合部200の断面積を大きくすることを要せず、その結果、居住空間を広いものにできる。
(6) Since the joint-
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態を図5に基づいて説明する。
第2実施形態は、主筋21の構成が第1実施形態とは異なり、他の構成は第1実施形態と同じである。第2実施形態の説明では、第1実施形態と同一の構成要素は同一符号を付して説明を省略する。
図5(B)に示される通り、十字形接合S1を含む領域において、主筋21は、その中央部分に第一高強度部分211Aがあり、第一高強度部分211Aの隣に第一普通強度部分212Aがあり、第一普通強度部分212Aを挟んで第一高強度部分211Aの反対側に第二高強度部分211Bがあり、第二高強度部分211Bの隣に第二普通強度部分212Bがある。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, the configuration of the
As shown in FIG. 5B, in the region including the cruciform joint S1, the
第一普通強度部分212Aは、第二領域210Aを挟んで十字形接合S1とは反対側に位置する普通強度領域210Bに配置されている。
第二普通強度部分212Bは、主筋21の端部に配置されており、隣合う主筋21は、第二普通強度部分212Bで互いに継手4で連結されている。
第2実施形態では、第二普通強度部分212Bが配置される位置は、図5(A)で示される通り、中央の設計用曲げモーメントMが小さい部分である。
The first
The second
In the second embodiment, the position at which the second
第2実施形態において、鉄筋コンクリート造を設計する方法は、第1実施形態と同じである。
第2実施形態では、第1実施形態の(1)〜(6)と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
(7)梁用の主筋21のうち中央の曲げモーメントが小さい部分を普通強度としたから、降伏ヒンジが設定される位置Q以外に、梁の中央側を第二普通強度部分212Bとしたので、製造コストを低いものにできる。
In the second embodiment, the method for designing a reinforced concrete structure is the same as that in the first embodiment.
In the second embodiment, in addition to the same effects as (1) to (6) of the first embodiment, the following effects can be achieved.
(7) Since the portion where the bending moment at the center of the
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態を図6に基づいて説明する。
第3実施形態は、主筋21の構成が第1実施形態とは異なり、他の構成は第1実施形態と同じである。第3実施形態の説明では、第1実施形態と同一の構成要素は同一符号を付して説明を省略する。
図6(B)に示される通り、主筋21Pは、降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定される普通鉄筋から構成されるものであり、普通鉄筋の降伏点又は0.2%耐力は、295MPa(N/mm2)以上390MPa(N/mm2)以下である。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The third embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the
As shown in FIG. 6B, the main reinforcing
主筋21Pの長さ寸法は、第1実施形態の主筋21と同じであり、主筋21Pの配置位置は、主筋21と同様、上部21Aの4本、下部21Bに4本、側部21Cに左右2本ずつである。
本実施形態では、普通強度部分212は、前述の主筋21Pから構成され、第一高強度部分211A及び第二高強度部分211Bは、それぞれ、主筋21Pと4本の補強筋21Qとから構成されている。
補強筋21Qは、十字形接合S1と十字形接合S1から梁長さ方向に沿った第二領域210Aとに配置される。
補強筋21Qは、主筋21Pと同じ材料からなる普通鉄筋から構成される。補強筋21Qは、例えば、側部21Cの間に配置されるものであり(図6(C)参照)、その本数は、後述するように、設計用曲げモーメントに基づいて設定される。
The length of the
In this embodiment, the
The reinforcing bars 21Q are arranged in the cruciform joint S1 and the
The reinforcing
図6(A)で示される設計用曲げモーメント分布は、図2(A)で示される設計用曲げモーメント分布と同じである。
モーメント値Mは、降伏ヒンジの位置Qでの値であり、本実施形態では、降伏ヒンジの位置Qは第一高強度部分211Aと普通強度部分212との境界部である。
本実施形態では、主筋21Pの鉄筋量を第1実施形態と同様の方法で算出する。寸法Sの区間では、柱梁接合部200の付け根Rの曲げモーメントに対して、逆算して求められる応力が鉄筋の降伏点以下となるような鉄筋量とすればよい。その結果、左右に隣合う側部21Cを構成する主筋21Pの間に2本ずつの補強筋21Qを配置することで(図6(C)参照)、普通強度部分212より強度の大きな第一高強度部分211A及び第二高強度部分211Bを設定することができた。
The design bending moment distribution shown in FIG. 6 (A) is the same as the design bending moment distribution shown in FIG. 2 (A).
The moment value M is a value at the position Q of the yield hinge. In this embodiment, the position Q of the yield hinge is a boundary portion between the first high-
In the present embodiment, the amount of reinforcing bars of the
従って、第3実施形態では、第1実施形態の(1)〜(4)(6)と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
(8)梁用の主筋21Pの鉄筋量を、降伏ヒンジの位置Qの曲げモーメントを設計用曲げモーメントとして算定するにあたり、降伏ヒンジの位置Qを補強の境界部に設定したから、設計用曲げモーメントのモーメント値が小さくなり、その分、鉄筋量が少なくてすむ。
Therefore, in 3rd Embodiment, there can exist the following effect besides having the same effect as (1)-(4) (6) of 1st Embodiment.
(8) Since the position Q of the yield hinge is set as the boundary of the reinforcement when calculating the amount of reinforcing bar of the
(9)普通強度の領域より鉄筋の数を増やして高強度の領域を形成したため、1本の普通鉄筋の一部を焼入れして第一高強度部分211A及び第二高強度部分211Bを形成する場合に比べて、鉄筋の製造コストを下げることができる。
(9) Since the high-strength region is formed by increasing the number of rebars from the normal strength region, a part of one normal rebar is quenched to form the first high-
[第4実施形態]
本発明の第4実施形態を図7から図9に基づいて説明する。
第4実施形態は、主筋21の普通強度部分212と第一高強度部分211Aとの接合構造及び普通強度部分212と第二高強度部分211Bとの接合構造が第1実施形態とは異なり、他の構成は第1実施形態と同じである。第4実施形態の説明では、第1実施形態と同一の構成要素は同一符号を付して説明を省略する。
第4実施形態では、第一高強度部分211Aと普通強度部分212と接合部210及び第二高強度部分211Bと普通強度部分212との接合部210とが「節」のように接合された構造である(図7(C)参照)。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The fourth embodiment is different from the first embodiment in the joining structure of the
In the fourth embodiment, the first high-
図7には、それぞれ1本の主筋からなる第一高強度部分211Aと普通強度部分212との接合を摩擦圧接で行う場合が示されている。第一高強度部分211Aと普通強度部分212とは、同じ材料であり、第一高強度部分211Aは普通強度部分212に比べて太いことから、高強度とされる。
図7(A)において、第一高強度部分211Aと普通強度部分212との端面同士を互いに突き合わせた状態とする。
その後、図7(B)に示される通り、第一高強度部分211Aと普通強度部分212との一方、例えば、第一高強度部分211Aを普通強度部分212に向けて押圧し、他方、例えば、普通強度部分212をその軸方向に回転させる。第一高強度部分211Aと普通強度部分212とは接触加圧させながら相対的に回転運動するので、第一高強度部分211Aと普通強度部分212との突き合わせ部分に摩擦熱が発生する。すると、図7(C)に示される通り、第一高強度部分211Aと普通強度部分212との圧接された端面同士は「節」のように膨らんだ状態で接合される。
FIG. 7 shows a case where the first high-
In FIG. 7A, the end surfaces of the first high-
Thereafter, as shown in FIG. 7B, one of the first high-
図8には、接合部210をガス圧接で形成する例が示されている。
図8(A)において、第一高強度部分211Aと普通強度部分212との端面同士を互いに突き合わせた状態とする。その後、図8(B)に示される通り、第一高強度部分211Aと普通強度部分212とを互いに近接する方向に押圧して突き合わせ、この突き合わせ部分を外周に沿って酸素アセチレン炎等で加熱する。すると、図8(C)に示される通り、第一高強度部分211Aと普通強度部分212との圧接された端面同士は「節」のように膨らんだ状態で接合される。
FIG. 8 shows an example in which the joining
In FIG. 8A, the end surfaces of the first high-
図9には、接合部210を突き合わせ溶接で形成する例が示されている。
図9(A)において、第一高強度部分211Aと普通強度部分212との端面同士を互いに突き合わせた状態とする。その後、図9(B)に示される通り、第一高強度部分211Aと普通強度部分212とのそれぞれを電極Tで把持し、これらの電極Tを互いに近接する方向に移動させて突き合わせ部を圧接し、かつ、2つの電極Tの間に通電して突き合わせ部を加熱する。すると、図9(C)に示される通り、第一高強度部分211Aと普通強度部分212との圧接された端面同士は「節」のように膨らんだ状態で接合される。なお、本実施形態における溶接は前述のような突き合わせ溶接に限定されるものではなく、他の溶接でも接合部210を形成することが可能である。
FIG. 9 shows an example in which the
In FIG. 9A, the end surfaces of the first high-
第4実施形態において、鉄筋コンクリート造を設計する方法は、第1実施形態と同じである。
第4実施形態では、第1実施形態の(1)〜(6)と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
(10)接合部210は、摩擦圧接、ガス圧接、突き合わせ圧接のいずれかで形成されているので、第一高強度部分211Aと普通強度部分212との突き合わされた部分が「節」のように膨らんだ状態となる。この膨らんだ部分とコンクリート部分との密接力が大きくなる。
In the fourth embodiment, the method for designing a reinforced concrete structure is the same as that in the first embodiment.
In the fourth embodiment, in addition to the same effects as (1) to (6) of the first embodiment, the following effects can be achieved.
(10) Since the joining
[第5実施形態]
本発明の第5実施形態を図10から図12に基づいて説明する。
第5実施形態は、接合部の構成が第4実施形態と相違するものであり、他の構成は第4実施形態と同じである。第5実施形態の説明において、第1実施形態や第4実施形態と同一構成要素は同一符号を付して説明を省略する。
図10は第5実施形態の鉄筋構造の要部を示す。
図10において、大径の第一高強度部分211Aと小径の普通強度部分212とは接合部24を介して互いに連結されている。第一高強度部分211Aと小径の普通強度部分212とは別の鉄筋である。
接合部24の中心位置で第一高強度部分211Aと普通強度部分212との端部同士が接合されており、この中心位置から柱3までの距離が高強度領域としての第二領域210Aとされる。なお、この中心位置が降伏ヒンジの位置Qとなる。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The fifth embodiment is different from the fourth embodiment in the configuration of the joint, and the other configurations are the same as those in the fourth embodiment. In the description of the fifth embodiment, the same components as those in the first embodiment and the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 10 shows the main part of the reinforcing bar structure of the fifth embodiment.
In FIG. 10, the large-diameter first high-
The ends of the first high-
接合部24の具体的な構成が図11及び図12に示されている。
図11及び図12において、接合部24は、第一高強度部分211Aの端部に形成された雄ねじ部211Tと、小径の普通強度部分212の端部に形成された雄ねじ部212Tと、これらの雄ねじ部211T,212Tにそれぞれ螺合されるカプラー25とを備えている。第一高強度部分211Aの端面211Dと、普通強度部分212の端面212Dとが互いに当接されている。
カプラー25は、外周面が六角形とされたナット状の部材である。カプラー25の雌ねじ部は、第一高強度部分211Aの雄ねじ部211Tの径に合わせた大径部252Tと、普通強度部分212の雄ねじ部212Tの径に合わせた小径部251Tとから構成される。これらの大径部252Tと小径部251Tとの間には段差が形成されている。
A specific configuration of the joint 24 is shown in FIGS. 11 and 12.
In FIG.11 and FIG.12, the
The
第5実施形態において、鉄筋コンクリート造を設計する方法は、第1実施形態と同じである。
第5実施形態では、第1実施形態の(1)〜(6)と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
(11)接合部24は、第一高強度部分211Aの雄ねじ部211Tと普通強度部分212の雄ねじ部212Tとにそれぞれ螺合されるカプラー25を有するので、摩擦圧接、ガス圧接、溶接で接合部210を形成する場合に比べて、建設現場での鉄筋接続作業が容易となる。
In the fifth embodiment, the method for designing a reinforced concrete structure is the same as that in the first embodiment.
In the fifth embodiment, the following effects can be achieved in addition to the same effects as (1) to (6) of the first embodiment.
(11) Since the
次に、本発明の第6実施形態を図13に基づいて説明する。
図13は第6実施形態の接合部を示すものである。
第6実施形態は、接合部26の構成が第5実施形態と相違するものであり、他の構成は第5実施形態と同じである。第6実施形態の説明において、第5実施形態と同一構成要素は同一符号を付して説明を省略する。
図13において、大径鉄筋からなる第一高強度部分211Aと、小径鉄筋からなる普通強度部分212とは接合部26を介して互いに連結されている。
接合部26は、第一高強度部分211Aの端部に形成された雌ねじ部211Cと、普通強度部分212の端部に形成された雄ねじ部212Tとを備えている。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 13 shows the joint portion of the sixth embodiment.
In the sixth embodiment, the configuration of the
In FIG. 13, the first high-
The
第6実施形態では、第3実施形態と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
(12)接合部26は、普通強度部分212に形成された雄ねじ部212Tと、雄ねじ部212Tに螺合されるとともに大径の第一高強度部分211Aの端部に形成された雌ねじ部211Cとを有するので、第5実施形態に比べて、カプラーが不要とされる。そのため、現場での作業が容易となるだけでなく、カプラーを別途用意する必要がないから、鉄筋構造を施工するに際しての管理が容易となる。
In the sixth embodiment, the same effects as in the third embodiment can be obtained, and the following effects can be obtained.
(12) The
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本発明では、建築構造物以外にも、橋等の土木構造物にも適用することができる。
さらに、本発明では、第二領域210Aの長さ寸法が0、つまり、第一高強度部分211Aが十字形接合S1にのみ配置される構成としてもよい。
また、設備配管用貫通孔Hを必ずしも設けることを要しない。仮に設ける場合にあっても、第一貫通孔H1と第二貫通孔H2との一方を設けるものであってもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, the present invention can be applied to civil engineering structures such as bridges in addition to building structures.
Furthermore, in the present invention, the length dimension of the
Moreover, it is not always necessary to provide the through hole H for equipment piping. Even if it is provided temporarily, one of the first through hole H1 and the second through hole H2 may be provided.
本発明は、鉄筋コンクリート造の建築構造物や土木構造物に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a reinforced concrete building structure or a civil engineering structure.
1…鉄筋構造、100…コンクリート体、2…梁、200…柱梁接合部、21…主筋、210A…第二領域(高強度領域)、210B…普通強度領域、210S…第一領域、211A…第一高強度部分、211B…第二高強度部分、212…普通強度部分、212A…第一普通強度部分、212B…第二普通強度部分、21M…接合部側領域、21N…梁中央側領域、21P…主筋、21Q…補強筋、22,32…せん断補強筋、24…接合部、25…カプラー、3…柱、31…鉄筋材、4…継手、H…設備配管用貫通孔、H1…第一貫通孔、H2…第二貫通孔、Q…降伏ヒンジの位置、R…つけ根
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記高強度部分を、少なくとも前記梁用の主筋のうち前記柱と接合される柱梁接合部を含む接合部側領域と、前記普通強度部分を挟んで前記柱梁接合部とは反対側に位置する梁中央側領域とに配置し、
前記梁用の主筋の鉄筋量を、降伏ヒンジの位置の曲げモーメントを設計用曲げモーメントとして算定するにあたり、前記降伏ヒンジの位置を前記高強度部分のうち前記接合部側領域と前記普通強度部分との境界部に設定した
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 A plurality of main bars for the beam joined to the column, the main bars for the beam having a normal strength portion and a high strength portion having a strength higher than that of the normal strength portion and arranged adjacent to the normal strength portion; A method of designing a reinforced concrete structure having
The high-strength portion is located on a side opposite to the column-beam joint with the normal-strength portion sandwiched between at least a beam-beam joint portion to be joined to the column among the main bars for the beam. Placed in the center area of the beam
In calculating the amount of reinforcing bar of the main reinforcing bar for the beam, the bending moment at the position of the yield hinge as the bending moment for design, the position of the yield hinge is the joint strength region and the normal strength portion of the high strength portion. A design method for reinforced concrete, characterized by being set at the boundary of
前記普通強度部分のうち前記接合部側領域との境界位置と前記梁中央側領域との境界位置との梁長さ方向の寸法は、100mm以上梁の有効梁せいの長さ以下である
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 In the design method of the reinforced concrete structure described in Claim 1,
The dimension in the beam length direction between the boundary position between the joint-side region and the boundary position between the beam center side region in the normal strength portion is 100 mm or more and less than the length of the effective beam length of the beam. Design method for reinforced concrete structures.
前記梁用の主筋のうち中央の曲げモーメントが小さい部分を普通強度とする
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 In the design method of the reinforced concrete structure described in Claim 1 or Claim 2,
A method for designing a reinforced concrete structure in which a portion having a small bending moment at the center of the main reinforcing bars for beams is set to a normal strength.
前記高強度部分には設備配管用貫通孔が設けられている
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 In the design method of the reinforced concrete structure described in any one of Claims 1 thru | or 3,
The high-strength portion is provided with a through-hole for equipment piping.
前記接合部側領域は、前記柱梁接合部に配置された第一領域と、前記第一領域と連続して形成され前記柱梁接合部から梁長さ方向に沿った第二領域とを備え、
前記設備配管用貫通孔は、前記第二領域に配置された第一貫通孔と、前記梁中央側領域に配置された第二貫通孔とを有する
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 In the design method of the reinforced concrete structure described in Claim 4,
The joint-side region includes a first region disposed in the beam-column joint, and a second region that is formed continuously with the first region and extends in the beam length direction from the beam-column joint. ,
The facility piping through-hole has a first through-hole disposed in the second region and a second through-hole disposed in the beam center side region.
前記普通強度部分は降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定され、前記高強度部分は前記普通強度部分よりも降伏点又は0.2%耐力が大きく設定され、
前記梁用の主筋は、前記普通強度部分と同じ強度の1本の普通鉄筋を部分焼入れして前記高強度部分とする
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 In the design method of the reinforced concrete structure described in any one of Claims 1 thru | or 5,
The normal strength portion has a yield point or 0.2% yield strength defined in JIS G3112, and the high strength portion has a yield point or 0.2% yield strength greater than the normal strength portion,
The method for designing a reinforced concrete structure, wherein the main reinforcing bar for the beam is made by partially quenching one normal reinforcing bar having the same strength as the normal strength portion to form the high strength portion.
前記普通強度部分の太さに対して前記高強度部分の太さが太い
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 In the design method of the reinforced concrete structure described in any one of Claims 1 thru | or 6,
The method for designing a reinforced concrete structure, wherein the thickness of the high-strength portion is larger than the thickness of the normal-strength portion.
前記普通強度部分と前記高強度部分とは、互いに対向する端部同士が接合部を介して連結され、
前記接合部は、摩擦圧接、ガス圧接、溶接のいずれかで形成される
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 In the design method of the reinforced concrete structure described in any one of Claims 1 thru | or 7,
The normal strength portion and the high strength portion are connected to each other through the joint between the ends facing each other,
The joining portion is formed by any one of friction welding, gas welding, and welding.
前記普通強度部分と前記高強度部分とは、互いに対向する端部同士が接合部を介して連結され、
前記接合部は、前記普通鉄筋部分に形成された雄ねじ部と前記高強度部分に形成された雄ねじ部とにそれぞれ螺合されるカプラーを有する
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 In the design method of the reinforced concrete structure described in Claim 7,
The normal strength portion and the high strength portion are connected to each other through the joint between the ends facing each other,
The joint portion includes a coupler that is screwed into a male screw portion formed in the normal reinforcing bar portion and a male screw portion formed in the high-strength portion, respectively.
前記普通強度部分と前記高強度部分とは、互いに対向する端部同士が接合部を介して連結され、
前記接合部は、前記普通鉄筋部分に形成された雄ねじ部と、前記雄ねじ部に螺合されるとともに前記高強度部に形成された雌ねじ部とを有する
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 In the design method of the reinforced concrete structure of Claim 7,
The normal strength portion and the high strength portion are connected to each other through the joint between the ends facing each other,
The joint portion includes a male screw portion formed in the normal reinforcing bar portion and a female screw portion screwed into the male screw portion and formed in the high-strength portion.
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