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JP7670491B2 - Structures and their design and construction methods - Google Patents
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Description

本発明の実施形態の一つは、建築物に例示される構造体、およびその設計方法と施工方法に関する。 One embodiment of the present invention relates to a structure, such as a building, and a design method and construction method thereof.

近年、事務所ビルや病院、商業施設などの広い室内空間が要求される構造体(建築物)において、柱と柱を連結する梁として鉄骨を用い、鉄骨の両端部を鉄筋コンクリートで覆う梁(ハイブリッド梁)が採用されることが多い。ハイブリッド梁を用いることで、梁の全てを鉄筋コンクリートで施工する構法と比較し、柱の数を大幅に減らすことができ、その結果、大きな空間を有する構造体を建造することができる(特許文献1、2参照)。 In recent years, in structures (buildings) that require large indoor spaces, such as office buildings, hospitals, and commercial facilities, steel beams are often used to connect columns, with both ends of the steel beams covered in reinforced concrete (hybrid beams). By using hybrid beams, the number of columns can be significantly reduced compared to construction methods in which all beams are constructed from reinforced concrete, and as a result, structures with large spaces can be constructed (see Patent Documents 1 and 2).

特開2013-170386号公報JP 2013-170386 A 特開2001-173155号公報JP 2001-173155 A

本発明の実施形態の一つは、より低コストで建造可能な、ハイブリッド梁を備える構造体、およびその設計方法と施工方法を提供することを課題の一つとする。 One of the objectives of one embodiment of the present invention is to provide a structure with hybrid beams that can be constructed at lower cost, as well as a design method and construction method for the same.

本発明の実施形態の一つは、構造体である。この構造体は、柱、柱に連結される梁、および梁上に位置する床スラブを備える。梁は、柱から離隔する鉄骨、および鉄骨の柱側の端部を埋め込む梁コンクリートを有する。床スラブは、鉄骨の上記端部において鉄骨の上面と接するスラブコンクリートを含む。 One embodiment of the present invention is a structure. The structure includes columns, beams connected to the columns, and a floor slab located on the beams. The beams include a steel frame spaced from the columns, and beam concrete that embeds the column-side ends of the steel frames. The floor slab includes slab concrete that contacts the top surface of the steel frames at the ends of the steel frames.

本発明の実施形態の一つは、構造体の施工方法である。この施工方法は、梁を柱に連結すること、および梁上に床スラブを形成することを含む。梁は、鉄骨、および鉄骨の端部を埋め込む梁コンクリートを有する。梁の柱への連結は、梁コンクリートが柱側に位置し、上記端部が柱から離隔するように行われる。床スラブは、上記端部において鉄骨の上面と接するスラブコンクリートを含む。 One embodiment of the present invention is a construction method for a structure. This construction method includes connecting a beam to a column and forming a floor slab on the beam. The beam has a steel frame and beam concrete in which the ends of the steel frame are embedded. The beam is connected to the column so that the beam concrete is located on the column side and the ends are spaced apart from the column. The floor slab includes slab concrete that contacts the top surface of the steel frame at the ends.

本発明の実施形態の一つは、柱、柱に連結される梁、および梁上に位置する床スラブを含む構造体の設計方法である。梁は、柱から離隔する鉄骨、複数の梁主筋、複数の横補強筋、および梁コンクリートを有する。複数の梁主筋は、鉄骨の長手方向に延伸する。複数の横補強筋は、複数の梁主筋と交差し、複数の梁主筋を囲む。梁コンクリートは、鉄骨の柱側の端部、複数の梁主筋の一部、および複数の横補強筋の一部を埋め込む。床スラブは、上記端部において鉄骨の上面と接し、複数の梁主筋の他の一部、および複数の横補強筋の他の一部を埋め込むスラブコンクリートを含む。複数の横補強筋は、複数の鉄骨端部側集中横補強筋、複数の鉄骨中央側集中横補強筋、複数の第1中間横補強筋、および複数の第2中間横補強筋を含む。複数の鉄骨端部側集中横補強筋は、第1の密度で配置され、少なくとも一部は鉄骨の端部を囲む。鉄骨中央側集中横補強筋は、複数の鉄骨端部側集中横補強筋に対して柱から遠い位置に配置され、第2の密度で配置される。複数の第1中間横補強筋は、複数の鉄骨端部側集中横補強筋と柱の間に、第1の密度と第2の密度よりも低い第3の密度で配置される。複数の第2中間横補強筋は、鉄骨端部側集中横補強筋と鉄骨中央側集中横補強筋の間に配置され、第1の密度と第2の密度よりも低い第4の密度で配置される。この設計方法は、複数の鉄骨端部側集中横補強筋、複数の鉄骨中央側集中横補強筋、複数の第1中間横補強筋、および複数の第2中間横補強筋の寄与、ならびに梁コンクリートとスラブコンクリート間の接合面にかかる鉛直方向の応力成分を考慮して上記接合面の終局強度を算出することを含む。 One embodiment of the present invention is a method for designing a structure including a column, a beam connected to the column, and a floor slab located on the beam. The beam has a steel frame separated from the column, a plurality of beam main reinforcements, a plurality of transverse reinforcements, and beam concrete. The plurality of beam main reinforcements extend in the longitudinal direction of the steel frame. The plurality of transverse reinforcements intersect with the plurality of beam main reinforcements and surround the plurality of beam main reinforcements. The beam concrete embeds the column side end of the steel frame, a portion of the plurality of beam main reinforcements, and a portion of the plurality of transverse reinforcements. The floor slab contacts the upper surface of the steel frame at the end and includes slab concrete embedding another portion of the plurality of beam main reinforcements and another portion of the plurality of transverse reinforcements. The plurality of transverse reinforcements include a plurality of steel frame end side concentrated transverse reinforcements, a plurality of steel frame center side concentrated transverse reinforcements, a plurality of first intermediate transverse reinforcements, and a plurality of second intermediate transverse reinforcements. The plurality of steel frame end side concentrated transverse reinforcements are arranged at a first density and at least a portion surrounds the end of the steel frame. The central steel concentrated horizontal reinforcement is arranged at a position farther from the column than the multiple end steel concentrated horizontal reinforcement, and is arranged at a second density. The multiple first intermediate horizontal reinforcement is arranged between the multiple end steel concentrated horizontal reinforcement and the column, and is arranged at a third density lower than the first density and the second density. The multiple second intermediate horizontal reinforcement is arranged between the end steel concentrated horizontal reinforcement and the central steel concentrated horizontal reinforcement, and is arranged at a fourth density lower than the first density and the second density. This design method includes calculating the ultimate strength of the joint surface between the beam concrete and the slab concrete, taking into account the contributions of the multiple end steel concentrated horizontal reinforcement, the multiple central steel concentrated horizontal reinforcement, the multiple first intermediate horizontal reinforcement, and the multiple second intermediate horizontal reinforcement, as well as the vertical stress component acting on the joint surface between the beam concrete and the slab concrete.

本発明の実施形態の一つは、柱、柱に連結される梁、および梁上に位置する床スラブを含む構造体の設計方法である。梁は、鉄骨、複数の梁主筋、複数の横補強筋、および梁コンクリートを有する。鉄骨は、柱から離隔し、ウェブとウェブに連結される一対のフランジを有する。複数の梁主筋は、鉄骨の長手方向に延伸する。複数の横補強筋は、複数の梁主筋と交差し、複数の梁主筋を囲む。梁コンクリートは、鉄骨の柱側の端部、複数の梁主筋の一部、および複数の横補強筋の一部を埋め込む。床スラブは、上記端部において鉄骨の上面と接し、複数の梁主筋の他の一部、および複数の横補強筋の他の一部を埋め込むスラブコンクリートを有する。複数の横補強筋は、複数の鉄骨端部側集中横補強筋、複数の鉄骨中央側集中横補強筋、複数の第1中間横補強筋、および複数の第2中間横補強筋を含む。複数の鉄骨端部側集中横補強筋は、第1の密度で配置され、少なくとも一部は鉄骨の端部を囲む。複数の鉄骨中央側集中横補強筋は、鉄骨端部側集中横補強筋に対して柱から遠い位置に配置され、第2の密度で配置される。複数の第1中間横補強筋は、複数の鉄骨端部側集中横補強筋と柱の間に、第1の密度と第2の密度よりも低い第3の密度で配置される。複数の第2中間横補強筋は、鉄骨端部側集中横補強筋と鉄骨中央側集中横補強筋の間に配置され、第1の密度と第2の密度よりも低い第4の密度で配置される。この設計方法は、以下の式(1)に従って梁コンクリートとスラブコンクリート間の接合面の終局強度qfrを算出することを含む。

Figure 0007670491000001

(1) One embodiment of the present invention is a method for designing a structure including a column, a beam connected to the column, and a floor slab located on the beam. The beam has a steel frame, a plurality of beam main reinforcements, a plurality of transverse reinforcements, and beam concrete. The steel frame is spaced apart from the column and has a web and a pair of flanges connected to the web. The plurality of beam main reinforcements extend in the longitudinal direction of the steel frame. The plurality of transverse reinforcements intersect with the plurality of beam main reinforcements and surround the plurality of beam main reinforcements. The beam concrete embeds the column side end of the steel frame, a portion of the plurality of beam main reinforcements, and a portion of the plurality of transverse reinforcements. The floor slab contacts the top surface of the steel frame at the end and has slab concrete embedding another portion of the plurality of beam main reinforcements and another portion of the plurality of transverse reinforcements. The plurality of transverse reinforcements include a plurality of steel frame end side concentrated transverse reinforcements, a plurality of steel frame center side concentrated transverse reinforcements, a plurality of first intermediate transverse reinforcements, and a plurality of second intermediate transverse reinforcements. The plurality of steel end concentrated transverse reinforcements are arranged at a first density and at least partially surround the end of the steel. The plurality of steel center concentrated transverse reinforcements are arranged at a position farther from the column than the steel end concentrated transverse reinforcements and arranged at a second density. The plurality of first intermediate transverse reinforcements are arranged between the plurality of steel end concentrated transverse reinforcements and the column and arranged at a third density lower than the first density and the second density. The plurality of second intermediate transverse reinforcements are arranged between the steel end concentrated transverse reinforcements and the steel center concentrated transverse reinforcements and arranged at a fourth density lower than the first density and the second density. This design method includes calculating an ultimate strength qfr of the joint interface between the beam concrete and the slab concrete according to the following formula (1).
Figure 0007670491000001

(1)

式(1)において、μeqは上記接合面の摩擦係数である。は複数の鉄骨中央側集中横補強筋の断面積の総和である。σwyは複数の鉄骨中央側集中横補強筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)である。は複数の第2中間横補強筋の断面積の総和である。σwyは複数の第2中間横補強筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)である。wyは複数の鉄骨端部側集中横補強筋の断面積の総和である。σwyは複数の鉄骨端部側集中横補強筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)である。は複数の第1中間横補強筋の断面積の総和である。σwyは複数の第1中間横補強筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)である。σは接合面にかかる鉛直方向の平均応力である。b´は、一対のフランジのうち上側のフランジ位置における梁コンクリートの有効幅である。lは鉄骨が延伸する方向における梁コンクリートの長さである。 In formula (1), μ eq is the friction coefficient of the joint surface. A a w is the sum of the cross-sectional areas of the multiple steel frame central concentrated horizontal reinforcements. A σ wy is the yield strength or standard strength (F value) of each of the multiple steel frame central concentrated horizontal reinforcements. s a w is the sum of the cross-sectional areas of the multiple second intermediate horizontal reinforcements. s σ wy is the yield strength or standard strength (F value) of each of the multiple second intermediate horizontal reinforcements. o a wy is the sum of the cross-sectional areas of the multiple steel frame end concentrated horizontal reinforcements. o σ wy is the yield strength or standard strength (F value) of each of the multiple steel frame end concentrated horizontal reinforcements. e a w is the sum of the cross-sectional areas of the multiple first intermediate horizontal reinforcements. e σ wy is the yield strength or standard strength (F value) of each of the multiple first intermediate horizontal reinforcements. σ 0 is the average vertical stress applied to the joint surface. b' is the effective width of the concrete beam at the upper flange of the pair of flanges, and l c is the length of the concrete beam in the direction in which the steel frame extends.

本発明の実施形態により、広い空間を内部に有する構造体を低コストで建造することができる。 Embodiments of the present invention allow for the construction of structures with large interior spaces at low cost.

本発明の実施形態の一つである構造体の模式的斜視図。FIG. 1 is a schematic perspective view of a structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的側面図と端面図。1A and 1B are schematic side and end views of a structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的上面図。FIG. 1 is a schematic top view of a structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の梁の模式的端面図。FIG. 2 is a schematic end view of a beam of a structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の梁の模式的端面図。FIG. 2 is a schematic end view of a beam of a structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の梁の模式的端面図。FIG. 2 is a schematic end view of a beam of a structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の梁の模式的端面図。FIG. 2 is a schematic end view of a beam of a structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の梁の端部の模式的上面図と側面図。3A and 3B are schematic top and side views of an end portion of a beam of a structure according to one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の梁の模式的端面図。FIG. 2 is a schematic end view of a beam of a structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の施工方法を示す、梁の模式的上面図、側面図、および端面図。1A to 1C are schematic top, side, and end views of a beam illustrating a construction method of a structure according to one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の施工方法を示す、梁の模式的上面図、側面図、および端面図。1A to 1C are schematic top, side, and end views of a beam illustrating a construction method of a structure according to one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の施工方法を示す模式的上面図と側面図。1A and 1B are schematic top and side views showing a construction method for a structure according to one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の床スラブの模式的上面図、端面図、および側面図。1A-1D are schematic top, end and side views of a floor slab of a structure according to one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の施工方法を示す模式的上面図と側面図。1A and 1B are schematic top and side views showing a construction method for a structure according to one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の施工方法を示す模式的上面図と側面図。1A and 1B are schematic top and side views showing a construction method for a structure according to one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の施工方法を示す、梁の模式的端面図。1 is a schematic end view of a beam, illustrating a construction method for a structure according to one embodiment of the present invention. FIG.

以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention, and should not be interpreted as being limited to the description of the embodiments exemplified below.

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状などについて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。符号が付された要素の一部を表記する際には、符号に小文字のアルファベットが添えられる。同一または類似の構造を有する複数の要素をそれぞれ区別して表記する際には、符号の後にハイフンと自然数を付す。同一または類似の構造を有する複数の要素を纏めて表記する際には、符号のみを用いる。 In the drawings, the width, thickness, shape, etc. of each part may be shown diagrammatically compared to the actual embodiment in order to make the explanation clearer, but this is merely an example and does not limit the interpretation of the present invention. In this specification and each figure, elements having the same function as those explained in the previous figures may be given the same reference numerals and duplicate explanations may be omitted. When describing part of an element to which a numeral is given, a lowercase alphabet is added to the numeral. When describing multiple elements having the same or similar structure in order to distinguish each of them, a hyphen and a natural number are added after the numeral. When describing multiple elements having the same or similar structure collectively, only the numerals are used.

以下、「ある構造体が他の構造体から露出するという」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない態様を意味し、この他の構造体によって覆われていない部分は、さらに別の構造体によって覆われる態様も含む。 Hereinafter, the expression "a certain structure is exposed from another structure" means that a part of a certain structure is not covered by the other structure, and includes a case where the part not covered by the other structure is covered by yet another structure.

以下、コンクリートとは、原料の一つであるセメントが水と反応して生成する水和物が硬化し、流動性を示さないものを指す。一方、セメントと水を含む混合物が完全に硬化せずに流動性を有する状態はレディーミクストコンクリート(生コンクリートとも呼ばれる)と記す。 In the following, concrete refers to a material that is made by reacting cement, one of the raw materials, with water to produce a hydrate that has hardened and no longer exhibits fluidity. On the other hand, a mixture containing cement and water that has not completely hardened and still retains fluidity will be referred to as ready-mixed concrete (also known as ready-mix concrete).

<第1実施形態>
本実施形態では、本発明の実施形態の一つである構造体100の構造について説明する。以下に示す図面においては、便宜上、水平な地表面に平行な面をxy平面とし、xy平面に垂直な鉛直方向がz軸であるとして説明を行う。
First Embodiment
In this embodiment, a structure of a structure 100 according to one embodiment of the present invention will be described. In the drawings shown below, for convenience, the description will be given assuming that a plane parallel to the horizontal ground surface is an xy plane, and that the vertical direction perpendicular to the xy plane is the z axis.

1.全体構造
構造体100の模式的斜視図を図1に示す。図1に示すように、構造体100は、鉛直方向(z方向)に延伸する複数の柱110、柱110に連結され、水平方向に延伸する複数の梁120、および梁120の上に設けられる床スラブ150を基本的な構成として備える。
1. Overall Structure A schematic perspective view of a structure 100 is shown in Fig. 1. As shown in Fig. 1, the structure 100 basically comprises a plurality of columns 110 extending in the vertical direction (z direction), a plurality of beams 120 connected to the columns 110 and extending in the horizontal direction, and a floor slab 150 provided on the beams 120.

1-1.柱
柱110の数は4以上であれば特に制約はなく、構造体100の大きさや形状に応じ、その数や配置を適宜決定すればよい。柱110は図示されない杭の上に設けられ、基礎梁と接続される。柱110の形状(xy平面における断面形状)も任意であり、四角形、円形、楕円形などから適宜選択すればよい。柱110の長さも構造体100の大きさ、各階層の高さに応じて適宜設計される。
1-1. Columns There are no particular restrictions on the number of columns 110 as long as it is four or more, and the number and arrangement may be appropriately determined according to the size and shape of the structure 100. The columns 110 are provided on piles (not shown) and connected to foundation beams. The shape of the columns 110 (cross-sectional shape in the xy plane) is also arbitrary and may be appropriately selected from rectangular, circular, elliptical, etc. The length of the columns 110 is also designed appropriately according to the size of the structure 100 and the height of each floor.

1-2.梁
各梁120は一対の柱110と接続される。構造体100に設けられる梁120の少なくとも一つは、ハイブリッド梁である。すなわち、構造体100に設けられる梁120の少なくとも一つは鉄骨を有し、その両端部において鉄骨は鉄筋コンクリートによって覆われる。以下、鉄骨の端部を覆う鉄筋コンクリートに含まれるコンクリートを梁コンクリートと呼ぶ。ハイブリッド梁の詳細については後述する。
1-2. Beams Each beam 120 is connected to a pair of columns 110. At least one of the beams 120 provided in the structure 100 is a hybrid beam. That is, at least one of the beams 120 provided in the structure 100 has a steel frame, and the steel frame is covered at both ends with reinforced concrete. Hereinafter, the concrete contained in the reinforced concrete covering the ends of the steel frame will be referred to as beam concrete. Details of hybrid beams will be described later.

構造体100に設けられる梁120の全てがハイブリッド梁でもよく、あるいは梁120の一部がハイブリッド梁であり、他の梁120は、全体が鉄筋コンクリートで形成された梁(鉄筋コンクリート梁、以下、RC梁と記す)、または鉄筋コンクリートを備えない鉄骨で形成された梁(鉄骨梁)でもよい。図1に示した例では、長い間隔(スパン)で設けられる一対の柱110(例えば第1の柱110-1と第2の柱110-2の対、第3の柱110-3と第4の柱110-4の対、第5の柱110-5と第6の柱110-6の対)に連結される梁120としてハイブリッド梁が用いられ、短い間隔で設けられる一対の柱110(例えば第1の柱110-1と第3の柱110-3の対、第2の柱110-2と第4の柱110-4の対、第3の柱110-3と第5の柱110-5の対、第4の柱110-4と第6の柱110-6の対)にはRC梁が用いられている。ハイブリッド梁とRC梁の配置は任意に決定することができるが、図1に示した例のように、長い間隔で設けられる一対の柱110の間にハイブリッド梁を用いることが好ましい。これは、RC梁(ここでは第2の梁120-2、第4の梁120-4など)と比較するとハイブリッド梁は軽量であるため、スパンの大きい梁(ここでは第1の梁120-1、第3の梁120-3など)にハイブリッド梁を用いることで広い室内空間を確保しつつ、構造体100に十分な強度を付与することができるためである。 All of the beams 120 in the structure 100 may be hybrid beams, or some of the beams 120 may be hybrid beams, and the other beams 120 may be beams formed entirely of reinforced concrete (reinforced concrete beams, hereafter referred to as RC beams), or beams formed of steel without reinforced concrete (steel beams). In the example shown in Fig. 1, hybrid beams are used as beams 120 connected to a pair of columns 110 (for example, a pair of the first column 110-1 and the second column 110-2, a pair of the third column 110-3 and the fourth column 110-4, a pair of the fifth column 110-5 and the sixth column 110-6) that are provided at a long interval, and RC beams are used for a pair of columns 110 (for example, a pair of the first column 110-1 and the third column 110-3, a pair of the second column 110-2 and the fourth column 110-4, a pair of the third column 110-3 and the fifth column 110-5, a pair of the fourth column 110-4 and the sixth column 110-6) that are provided at a short interval. The arrangement of the hybrid beams and the RC beams can be determined arbitrarily, but it is preferable to use a hybrid beam between a pair of columns 110 that are provided at a long interval, as in the example shown in Fig. 1. This is because hybrid beams are lighter than RC beams (here, the second beam 120-2, the fourth beam 120-4, etc.), so by using hybrid beams for beams with large spans (here, the first beam 120-1, the third beam 120-3, etc.), it is possible to provide sufficient strength to the structure 100 while ensuring a large interior space.

1-3.床スラブ
床スラブ150は各層の床面を構成する鉄筋コンクリートであり、梁120の上に設けられる。床スラブ150は各階層に設けられる。なお、図1では、見やすさを考慮し、床スラブ150は一部のみが示されている。詳細は後述するが、床スラブ150には、床面を形成するデッキプレートや、デッキプレート上に設けられる鉄筋トラスおよびスラブ筋を有し、デッキプレート上に鉄筋トラスおよびスラブ筋を埋め込むコンクリートによって形成することができる。なお、床スラブ150が設けられない階層があってもよい。以下、床スラブ150に含まれるコンクリートをスラブコンクリートと呼ぶ。
1-3. Floor Slab The floor slab 150 is reinforced concrete that constitutes the floor surface of each floor, and is provided on the beams 120. The floor slab 150 is provided on each floor. Note that in FIG. 1, only a part of the floor slab 150 is shown for ease of viewing. As will be described in detail later, the floor slab 150 has a deck plate that forms the floor surface, and a reinforcing truss and slab reinforcement provided on the deck plate, and can be formed of concrete in which the reinforcing truss and slab reinforcement are embedded on the deck plate. Note that there may be floors on which the floor slab 150 is not provided. Hereinafter, the concrete included in the floor slab 150 is referred to as slab concrete.

スラブコンクリートと梁コンクリートの組成は、互いに同一でもよく、異なってもよい。また、スラブコンクリートと梁コンクリートの強度は互いに同一でもよく、ことなってもよい。後者の場合、スラブコンクリートの強度は梁コンクリートの強度よりも低くてもよく、高くてもよい。一つの梁120の両端部に設けられる梁コンクリートの強度も互いに同一でもよく、異なってもよい。また、柱110やRC梁で使用されるコンクリートの強度も、梁コンクリートまたはスラブコンクリートの強度と同一でも異なってもよい。 The composition of the slab concrete and the beam concrete may be the same or different. The strength of the slab concrete and the beam concrete may be the same or different. In the latter case, the strength of the slab concrete may be lower or higher than the strength of the beam concrete. The strength of the beam concrete provided at both ends of one beam 120 may also be the same or different. The strength of the concrete used in the columns 110 and RC beams may also be the same or different from the strength of the beam concrete or slab concrete.

スラブコンクリートの強度が梁コンクリートの強度よりも低い場合、例えばスラブコンクリートの強度は21N/mm以上33N/mm以下、または24N/mm以上27N/mm以下の範囲から選択でき、、梁コンクリートの強度は27N/mm以上150N/mm以下、36N/mm以上120N/mm以下、または36N/mm以上48N/mm以下の範囲から選択すればよい。梁コンクリートと比較して強度が低いスラブコンクリートを用いることで、低コストで広い室内空間を備える構造体100を施工することができる。 When the strength of the slab concrete is lower than that of the beam concrete, for example, the strength of the slab concrete can be selected from the range of 21 N/ mm2 or more and 33 N/mm2 or less , or 24 N / mm2 or more and 27 N/mm2 or less, and the strength of the beam concrete can be selected from the range of 27 N/mm2 or more and 150 N/mm2 or less , 36 N/mm2 or more and 120 N/mm2 or less, or 36 N/mm2 or more and 48 N/ mm2 or less. By using the slab concrete, which has a lower strength than the beam concrete, it is possible to construct the structure 100 having a large interior space at low cost.

2.内部構造
図2(A)と図2(B)にハイブリッド梁の一例として梁120、および梁120が連結される一対の柱110の模式的側面図を、図3(A)と図3(B)に対応する模式的上面図を示す。図2(C)と図2(D)は図2(B)の鎖線A-A´に沿った模式的端面図である。図2(B)から図2(D)、および図3(B)では、内部構造を示すため、柱110に含まれるコンクリート、梁コンクリート128、および床スラブ150は点線で示されている。また、図3(A)と図3(B)では、床スラブ150は示されていない。以下、梁120が延伸する方向をx方向として説明を行う。
2. Internal structure Figures 2(A) and 2(B) show schematic side views of a beam 120 as an example of a hybrid beam, and a pair of columns 110 to which the beam 120 is connected, and Figures 3(A) and 3(B) show corresponding schematic top views. Figures 2(C) and 2(D) are schematic end views along the dashed line A-A' in Figure 2(B). In Figures 2(B) to 2(D) and Figure 3(B), the concrete included in the column 110, the beam concrete 128, and the floor slab 150 are shown with dotted lines to show the internal structure. In addition, in Figures 3(A) and 3(B), the floor slab 150 is not shown. In the following description, the direction in which the beam 120 extends is the x-direction.

2-1.鉄骨と鉄筋ユニット
各柱110には、鉛直方向に延伸する少なくとも一つの柱主筋112、および柱主筋112を取り囲むように設けられる複数の帯筋114を含む鉄筋ユニットが設けられ、この鉄筋ユニットを取り囲むようにコンクリートが打設される(図2(B)、図3(B))。柱主筋112の数や帯筋114の配置密度は、柱110の長さや太さ、要求される強度によって適宜決定される。
2-1. Steel frame and reinforcing bar unit Each column 110 is provided with a reinforcing bar unit including at least one column main bar 112 extending vertically and a plurality of tie bars 114 arranged to surround the column main bar 112, and concrete is poured to surround this reinforcing bar unit (Fig. 2(B) and Fig. 3(B)). The number of column main bars 112 and the arrangement density of tie bars 114 are appropriately determined depending on the length and thickness of the column 110 and the required strength.

ハイブリッド梁構造を有する梁120は柱110に連結され、水平方向に延伸する鉄骨122を備える(図2(A)、図2(B)、図3(A)、図3(B))。鉄骨122は鉄を含み、その断面形状はH形、I形、T形、L形などでもよい。典型的には、断面がH形のH鋼を用いることができる。H鋼を用いる場合には、二つのフランジが水平面に延伸するように鉄骨122が配置される。鉄骨122は、柱110に接しないように設けられる。すなわち、鉄骨122の両端部はそれぞれ一対の柱110から離隔し、柱主筋112や帯筋114によって構築される柱110の鉄筋ユニット内部に侵入しないように設けられる。鉄骨の両端部には梁コンクリート128を含む鉄筋コンクリートが配置されるため、梁120のうち梁コンクリート128に覆われる部分はRC区間120aとも呼ばれる(図2(A))。また、RC区間120aの間には鉄筋コンクリートが設けられないため、鉄骨122は梁コンクリート128から露出する。このRC区間120aに挟まれた部分はS部(または鉄骨区間)120bとも呼ばれる。 A beam 120 having a hybrid beam structure is connected to a column 110 and includes a steel frame 122 extending horizontally (FIGS. 2(A), 2(B), 3(A), and 3(B)). The steel frame 122 includes iron, and its cross-sectional shape may be H-shaped, I-shaped, T-shaped, L-shaped, or the like. Typically, an H-shaped steel beam with an H-shaped cross section can be used. When an H-shaped steel beam is used, the steel frame 122 is arranged so that two flanges extend in the horizontal plane. The steel frame 122 is arranged so as not to contact the column 110. That is, both ends of the steel frame 122 are spaced apart from the pair of columns 110, and are arranged so as not to penetrate into the reinforcing bar unit of the column 110 constructed by the column main reinforcement 112 and the hoop reinforcement 114. Since reinforced concrete including beam concrete 128 is arranged at both ends of the steel frame, the portion of the beam 120 covered by the beam concrete 128 is also called the RC section 120a (FIG. 2(A)). In addition, since no reinforced concrete is provided between the RC sections 120a, the steel frame 122 is exposed from the concrete beams 128. The portion sandwiched between the RC sections 120a is also called the S section (or steel frame section) 120b.

鉄骨122の端部には、鉄骨122の長手方向に平行な方向(すなわちx方向)に延伸する少なくとも一つの梁主筋126が設けられる。少なくとも一つの梁主筋126は、複数の梁主筋126を含んでもよい。この梁主筋126は柱110の鉄筋ユニットに一部が挿入され、これにより梁120が柱110によって支持・固定される(図2(B)、図3(B))。各梁主筋126の梁中央側(柱110に対して反対側)には、梁主筋126よりも断面積の大きい定着プレート126aを形成してもよい。 At least one beam main bar 126 is provided at the end of the steel frame 122, extending in a direction parallel to the longitudinal direction of the steel frame 122 (i.e., the x-direction). The at least one beam main bar 126 may include multiple beam main bars 126. A portion of this beam main bar 126 is inserted into the reinforcing bar unit of the column 110, thereby supporting and fixing the beam 120 to the column 110 (Figures 2(B) and 3(B)). An anchoring plate 126a with a larger cross-sectional area than the beam main bar 126 may be formed on the central side of the beam (opposite the column 110) of each beam main bar 126.

鉄骨122の端部にはさらに、梁主筋126と交差し、梁主筋126を取り囲むように配置される複数の横補強筋124が設けられる(図2(B)、図3(B))。各横補強筋124は、一体化された単一の環状鉄筋でもよく(図2(C))、あるいは図2(D)に示すように、互いに形状の異なる一対の横補強筋124-1と124-2を組み合わせて一つの環状構造を形成してもよい。後者の場合、例えば一方の横補強筋124-1は鉄骨122よりも上の梁主筋126の一部の上には延伸せず、他方の横補強筋124-1がこの一部の梁主筋126の上で交差するように配置すればよい。横補強筋124により、鉄骨122が梁主筋126とともに柱110の鉄筋ユニットと強固に固定される。 At the end of the steel frame 122, multiple transverse reinforcements 124 are provided, which cross the beam main reinforcements 126 and surround them (Fig. 2(B), Fig. 3(B)). Each transverse reinforcement 124 may be an integrated single ring-shaped reinforcing bar (Fig. 2(C)), or as shown in Fig. 2(D), a pair of transverse reinforcements 124-1 and 124-2 of different shapes may be combined to form a ring structure. In the latter case, for example, one transverse reinforcement 124-1 may not extend above a portion of the beam main reinforcements 126 above the steel frame 122, and the other transverse reinforcement 124-1 may be arranged to cross above this portion of the beam main reinforcements 126. The transverse reinforcements 124 firmly fix the steel frame 122 together with the beam main reinforcements 126 to the reinforcing bar unit of the column 110.

詳細は後述するが、複数の横補強筋124のうちの一部は鉄骨122を取り囲まず、z方向において鉄骨122と重ならない。一方、複数の横補強筋124のうちの他の一部は鉄骨122を取り囲み、鉛直方向において鉄骨122と重なる。また、複数の横補強筋124は、x方向において配置密度が変化するように設けられる。 As will be described in detail later, some of the multiple horizontal reinforcements 124 do not surround the steel frame 122 and do not overlap with the steel frame 122 in the z direction. Meanwhile, other parts of the multiple horizontal reinforcements 124 surround the steel frame 122 and overlap with the steel frame 122 in the vertical direction. In addition, the multiple horizontal reinforcements 124 are arranged so that their arrangement density changes in the x direction.

図2(A)から図3(B)には図示されていないが、鉄骨122の端部にはさらに、梁主筋126と交差し、梁主筋126を取り囲むように配置される複数の差し筋を配置してもよい。差し筋は、横補強筋124と接するように設けてもよい。例えば各差し筋は、隣接する二つの横補強筋124に挟まれ、一方の横補強筋124と接するように配置することができる。差し筋は逆U字型の鉄筋であり、二つ以上の梁主筋126と交差し、U字の開口部が下を向くように配置される。複数の差し筋のうち一部は鉄骨122の一部を取り囲み、鉄骨122とz方向において重なる。一方、複数の差し筋のうち他の一部は、鉄骨122と重ならず、鉄骨122を取り囲まないように配置される。 Although not shown in Figs. 2(A) to 3(B), multiple insert bars may be arranged at the end of the steel frame 122 to intersect the beam main reinforcement bars 126 and surround the beam main reinforcement bars 126. The insert bars may be arranged to contact the transverse reinforcement bars 124. For example, each insert bar can be sandwiched between two adjacent transverse reinforcement bars 124 and arranged to contact one of the transverse reinforcement bars 124. The insert bars are inverted U-shaped reinforcing bars that intersect two or more beam main reinforcement bars 126 and are arranged so that the opening of the U faces downward. Some of the multiple insert bars surround part of the steel frame 122 and overlap with the steel frame 122 in the z direction. On the other hand, some of the multiple insert bars are arranged so as not to overlap with the steel frame 122 and not to surround the steel frame 122.

2-2.コンクリート
RC区間120aには、梁コンクリート128が設けられる(図2(A)、図3(A))。梁コンクリート128は柱110を構成するコンクリートと接してもよい。あるいは、梁コンクリート128と柱110を構成するコンクリートは一体化されていてもよい。
2-2. Concrete In the RC section 120a, a concrete beam 128 is provided (FIGS. 2(A) and 3(A)). The concrete beam 128 may be in contact with the concrete constituting the column 110. Alternatively, the concrete beam 128 and the concrete constituting the column 110 may be integrated.

ここで、RC区間120aでは、鉄骨122の一部、梁主筋126の一部、および横補強筋124の一部が梁コンクリート128に埋め込まれる。より具体的には、破線A-A´に沿った模式的端面図(図4(A))に示すように、鉄骨122の一部、梁主筋126の一部、および横補強筋124の一部は、梁コンクリート128に埋め込まれ、鉄骨122の他の部分、梁主筋126の他の部分、および横補強筋124の他の部分は梁コンクリート128から露出する。例えば、鉄骨122の上面は、梁コンクリート128から露出する。鉄骨122がH鋼の場合には、一方のフランジ(図4(A)において点線楕円で囲まれた部分)の上面が梁コンクリート128から露出し、梁コンクリート128の最上面とフランジの上面が同一平面に位置してもよい。各横補強筋124は、一部が梁コンクリート128に埋め込まれ、他の部分が梁コンクリート128から露出する。同様に、複数の梁主筋126のうち一部が梁コンクリート128に埋め込まれ、他の梁主筋126が梁コンクリート128から露出する。 Here, in the RC section 120a, a part of the steel frame 122, a part of the beam main reinforcement 126, and a part of the transverse reinforcement 124 are embedded in the beam concrete 128. More specifically, as shown in the schematic end view (FIG. 4(A)) along the dashed line A-A', a part of the steel frame 122, a part of the beam main reinforcement 126, and a part of the transverse reinforcement 124 are embedded in the beam concrete 128, and other parts of the steel frame 122, the beam main reinforcement 126, and the transverse reinforcement 124 are exposed from the beam concrete 128. For example, the top surface of the steel frame 122 is exposed from the beam concrete 128. When the steel frame 122 is an H-beam steel, the top surface of one flange (the part surrounded by a dotted ellipse in FIG. 4(A)) may be exposed from the beam concrete 128, and the top surface of the beam concrete 128 and the top surface of the flange may be located on the same plane. A portion of each horizontal reinforcement bar 124 is embedded in the beam concrete 128, and another portion is exposed from the beam concrete 128. Similarly, a portion of the multiple beam main reinforcements 126 is embedded in the beam concrete 128, and another portion is exposed from the beam concrete 128.

一方、RC区間120aにおいて梁コンクリート128から露出した鉄筋は、床スラブ150に含まれるスラブコンクリート152によって埋め込まれる。例えば、各横補強筋124の梁コンクリート128から露出した部分や梁コンクリート128に埋め込まれない梁主筋126は、スラブコンクリート152に埋め込まれる。鉄骨122の上面は、スラブコンクリート152と接する。また、スラブコンクリート152は梁コンクリート128と接する。 On the other hand, the reinforcing bars exposed from the beam concrete 128 in the RC section 120a are embedded in the slab concrete 152 included in the floor slab 150. For example, the parts of each horizontal reinforcement bar 124 exposed from the beam concrete 128 and the beam main bars 126 that are not embedded in the beam concrete 128 are embedded in the slab concrete 152. The top surface of the steel frame 122 contacts the slab concrete 152. The slab concrete 152 also contacts the beam concrete 128.

梁コンクリート128は、図4(A)に示すように、その上面が鉄骨122の上面と同一平面上に位置するように設けてもよく、あるいは、図4(B)に示すように、鉄骨122の上側のフランジの全てが梁コンクリート128から露出するように梁コンクリート128を設けてもよい。すなわち、梁コンクリート128の上面が鉄骨122の上面よりも低く位置し、一対のフランジを連結するウェブの一部が梁コンクリート128から露出するように梁コンクリート128を設けてもよい。 As shown in FIG. 4(A), the concrete beam 128 may be provided so that its upper surface is located on the same plane as the upper surface of the steel frame 122, or as shown in FIG. 4(B), the concrete beam 128 may be provided so that all of the upper flanges of the steel frame 122 are exposed from the concrete beam 128. In other words, the concrete beam 128 may be provided so that its upper surface is located lower than the upper surface of the steel frame 122, and part of the web connecting the pair of flanges is exposed from the concrete beam 128.

あるいは図5(A)に示すように、鉄骨122の上側のフランジの上面は、梁コンクリート128と重ならない領域における床スラブ150の底面よりも低くなるよう、鉄骨122を配置してもよい。この場合、梁コンクリート128に凹部を設け、この凹部で鉄骨122が梁コンクリート128から露出してスラブコンクリート152と接してもよい(図5(B))。 Alternatively, as shown in FIG. 5(A), the steel frame 122 may be positioned so that the top surface of the upper flange of the steel frame 122 is lower than the bottom surface of the floor slab 150 in the area that does not overlap with the concrete beam 128. In this case, a recess may be provided in the concrete beam 128, and the steel frame 122 may be exposed from the concrete beam 128 in this recess and come into contact with the concrete slab 152 (FIG. 5(B)).

あるいは、図6(A)から図6(C)に示すように、横補強筋124や梁主筋126のすべてが、梁コンクリート128と重ならない領域における床スラブ150の底面よりも下に位置していてもよい。図6(A)に示す例では、鉄骨122の上側のフランジの一部が梁コンクリート128から露出してスラブコンクリート152と接する。図6(B)に示す例では、ウェブの一部が梁コンクリート128から露出するように梁コンクリート128が設けられる。図6(C)に示す例では、梁コンクリート128の上面と鉄骨122の上側のフランジの上面が実質的に同一平面になるよう、梁コンクリート128が設けられる。 Alternatively, as shown in Figures 6(A) to 6(C), all of the transverse reinforcement bars 124 and the beam main reinforcement bars 126 may be located below the bottom surface of the floor slab 150 in the area where they do not overlap with the beam concrete 128. In the example shown in Figure 6(A), a part of the upper flange of the steel frame 122 is exposed from the beam concrete 128 and contacts the slab concrete 152. In the example shown in Figure 6(B), the beam concrete 128 is provided so that a part of the web is exposed from the beam concrete 128. In the example shown in Figure 6(C), the beam concrete 128 is provided so that the upper surface of the beam concrete 128 and the upper surface of the upper flange of the steel frame 122 are substantially flush with each other.

なお、図7に示すように、梁コンクリート128の上面とスラブコンクリート152の接合面130は凹凸形状を有してもよい。凹凸の深さ(すなわち、凸部の高さ)は、0.5mm以上10mm以下、3mm以上7mm以下とすればよい。凹凸を接合面130に形成することで、梁コンクリート128とスラブコンクリート152との摩擦係数を増大させることができ、その結果、梁コンクリート128とスラブコンクリート152をより強固に互いに固定し、より効果的に水平滑り破壊破壊を防止することができる。 As shown in FIG. 7, the joint surface 130 between the upper surface of the concrete beam 128 and the concrete slab 152 may have an uneven shape. The depth of the unevenness (i.e., the height of the convex portion) may be 0.5 mm to 10 mm, or 3 mm to 7 mm. By forming unevenness on the joint surface 130, the coefficient of friction between the concrete beam 128 and the concrete slab 152 can be increased, and as a result, the concrete beam 128 and the concrete slab 152 can be fixed to each other more firmly, and horizontal sliding failure can be more effectively prevented.

3.横補強筋の配置
上述したように、RC区間120aに設けられる横補強筋124は、鉄骨122が延伸する方向において均一な密度では配置されず、異なる配置密度で配置される複数の横補強筋群が存在するように配置される。梁120の端部の模式的上面図と側面図を図8(A)と図8(B)にそれぞれ示す。これらの図に示されるように、複数の横補強筋124は、複数の鉄骨端部側集中横補強筋124a、複数の鉄骨中央側集中横補強筋124b、複数の第1中間横補強筋124c、および複数の第2中間横補強筋124dによって構成され、複数の鉄骨端部側集中横補強筋124a、複数の鉄骨中央側集中横補強筋124b、複数の第1中間横補強筋124c、および複数の第2中間横補強筋124dの各々が横補強筋群を形成する。ここで、配置密度とは、鉄骨122が延伸する方向における単位長さ当たりの横補強筋124の数である。
3. Arrangement of transverse reinforcement As described above, the transverse reinforcement 124 provided in the RC section 120a is not arranged at a uniform density in the direction in which the steel frame 122 extends, but is arranged so that there are multiple transverse reinforcement groups arranged at different arrangement densities. Schematic top views and side views of the end of the beam 120 are shown in Figures 8(A) and 8(B), respectively. As shown in these figures, the multiple transverse reinforcement 124 is composed of multiple steel frame end side concentrated transverse reinforcement 124a, multiple steel frame center side concentrated transverse reinforcement 124b, multiple first intermediate transverse reinforcement 124c, and multiple second intermediate transverse reinforcement 124d, and each of the multiple steel frame end side concentrated transverse reinforcement 124a, multiple steel frame center side concentrated transverse reinforcement 124b, multiple first intermediate transverse reinforcement 124c, and multiple second intermediate transverse reinforcement 124d forms a transverse reinforcement group. Here, the arrangement density refers to the number of horizontal reinforcement bars 124 per unit length in the extension direction of the steel frame 122.

複数の鉄骨中央側集中横補強筋124bは、各RC区間120aにおいて柱110から最も遠い位置(すなわち、各RC区間120aの鉄骨122の端部に対して反対側の端部側)に配置され、一つの横補強筋群を形成する。鉄骨中央側集中横補強筋124bは、いずれも鉄骨122を取り囲み、比較的高い配置密度で配置される。鉄骨中央側集中横補強筋124bから選択される隣接する二つの横補強筋124は、互いに接していてもよく、離隔していてもよい。鉄骨中央側集中横補強筋124bの数に制約はなく、x方向における鉄骨122や梁120の長さ、RC区間120aの長さ(すなわち、梁コンクリート128の長さ)l、梁主筋126の鉄骨122と重なる部分の長さなどに応じて適宜決定される。図示しないが、隣接する鉄骨中央側集中横補強筋124bの間に一つまたは複数の差し筋125を設けてもよい。 A plurality of steel frame central concentrated lateral reinforcements 124b are arranged in the position farthest from the column 110 in each RC section 120a (i.e., on the opposite end side of the end of the steel frame 122 in each RC section 120a) to form one lateral reinforcement group. The steel frame central concentrated lateral reinforcements 124b all surround the steel frame 122 and are arranged at a relatively high arrangement density. Two adjacent lateral reinforcements 124 selected from the steel frame central concentrated lateral reinforcements 124b may be in contact with each other or may be separated from each other. There is no restriction on the number of steel frame central concentrated lateral reinforcements 124b, and it is appropriately determined according to the length of the steel frame 122 or the beam 120 in the x direction, the length of the RC section 120a (i.e., the length of the beam concrete 128), the length of the beam main reinforcement 126 overlapping with the steel frame 122, and the like. Although not shown, one or more insert bars 125 may be provided between adjacent steel frame central concentrated lateral reinforcements 124b.

複数の鉄骨端部側集中横補強筋124aは、各RC区間120aにおいて鉄骨中央側集中横補強筋124bに対して柱110側に配置され、一つの横補強筋群を形成する。鉄骨中央側集中横補強筋124bは、すべてが鉄骨122を取り囲むように配置してもよく、一部の鉄骨中央側集中横補強筋124bがz方向において鉄骨122と重ならないように配置してもよい。鉄骨端部側集中横補強筋124aも比較的高い配置密度で配置され、この配置密度は、鉄骨中央側集中横補強筋124bの配置密度と同一でもよく、異なってもよい。鉄骨端部側集中横補強筋124aから選択される隣接する二つの横補強筋124も、互いに接していてもよく、離隔していてもよい。鉄骨中央側集中横補強筋124bと同様、鉄骨端部側集中横補強筋124aの数に制約はなく、x方向における鉄骨122や梁120の長さ、RC区間120aの長さl、柱110から鉄骨122までの長さlなど応じて適宜決定される。図示しないが、隣接する鉄骨端部側集中横補強筋124aの間に一つまたは複数の差し筋125を設けてもよい。 A plurality of steel frame end side concentrated lateral reinforcements 124a are arranged on the column 110 side with respect to the steel frame center side concentrated lateral reinforcements 124b in each RC section 120a, forming one lateral reinforcement group. The steel frame center side concentrated lateral reinforcements 124b may all be arranged to surround the steel frame 122, or some of the steel frame center side concentrated lateral reinforcements 124b may not overlap the steel frame 122 in the z direction. The steel frame end side concentrated lateral reinforcements 124a are also arranged with a relatively high arrangement density, which may be the same as or different from the arrangement density of the steel frame center side concentrated lateral reinforcements 124b. Two adjacent lateral reinforcements 124 selected from the steel frame end side concentrated lateral reinforcements 124a may also be in contact with each other or may be spaced apart. As with the steel frame center concentrated horizontal reinforcement bars 124b, there is no restriction on the number of steel frame end concentrated horizontal reinforcement bars 124a, and it is determined appropriately depending on the length of the steel frame 122 or the beam 120 in the x direction, the length l c of the RC section 120a, the length l e from the column 110 to the steel frame 122, etc. Although not shown, one or more insert bars 125 may be provided between adjacent steel frame end concentrated horizontal reinforcement bars 124a.

複数の第1中間横補強筋124cは、各RC区間120aにおいて鉄骨端部側集中横補強筋124aに対して柱110側に配置され、一つの横補強筋群を形成する。第1中間横補強筋124cは、いずれも鉄骨122と重ならないように配置される。第1中間横補強筋124cは、鉄骨端部側集中横補強筋124aの配置密度と鉄骨中央側集中横補強筋124bの配置密度よりも低い配置密度で配置される。第1中間横補強筋124cから選択される隣接する二つの横補強筋124は、互いに離隔する。第1中間横補強筋124cの数にも制約はなく、梁120の長さやRC区間120aの長さl、柱110から鉄骨122までの距離lなどに応じて適宜決定される。図8(B)に示すように、隣接する第1中間横補強筋124cの間に一つまたは複数の差し筋125を設けてもよい。差し筋125と第1中間横補強筋124cは接してもよく、離隔してもい。 A plurality of first intermediate transverse reinforcements 124c are arranged on the column 110 side with respect to the concentrated transverse reinforcements 124a at the steel frame end side in each RC section 120a, forming one transverse reinforcement group. The first intermediate transverse reinforcements 124c are arranged so as not to overlap with the steel frame 122. The first intermediate transverse reinforcements 124c are arranged at a lower arrangement density than the arrangement density of the concentrated transverse reinforcements 124a at the steel frame end side and the arrangement density of the concentrated transverse reinforcements 124b at the steel frame center side. Two adjacent transverse reinforcements 124 selected from the first intermediate transverse reinforcements 124c are spaced apart from each other. There is no restriction on the number of first intermediate transverse reinforcements 124c, and it is appropriately determined according to the length of the beam 120, the length l c of the RC section 120a, the distance l e from the column 110 to the steel frame 122, and the like. As shown in FIG. 8(B), one or more insert bars 125 may be provided between adjacent first intermediate transverse reinforcements 124c. The insert bars 125 and the first intermediate horizontal reinforcement bars 124c may be in contact with each other or may be spaced apart.

複数の第2中間横補強筋124dは、各RC区間120aにおいて鉄骨端部側集中横補強筋124aと鉄骨中央側集中横補強筋124bの間に配置され、一つの横補強筋群を形成する。第2中間横補強筋124dは、いずれも鉄骨122と重なるように配置される。第2中間横補強筋124dは、鉄骨端部側集中横補強筋124aの配置密度と鉄骨中央側集中横補強筋124bの配置密度よりも低い配置密度で配置される。第2中間横補強筋124dの配置密度は、第1中間横補強筋124cの配置密度と同じでもよく、異なってもよい。第2中間横補強筋124dから選択される隣接する二つの横補強筋124は、互いに離隔する。第2中間横補強筋124dの数にも制約はなく、梁120の長さやRC区間120aの長さl、梁主筋126の鉄骨122と重なる部分の長さ、鉄骨端部側集中横補強筋124aと鉄骨中央側集中横補強筋124bの間の距離などなどに応じて適宜決定される。図8(B)に示すように、隣接する第2中間横補強筋124dの間に一つまたは複数の差し筋125を設けてもよい。差し筋125と第2中間横補強筋124dは接してもよく、離隔してもい。 A plurality of second intermediate transverse reinforcements 124d are arranged between the steel frame end side concentrated transverse reinforcements 124a and the steel frame center side concentrated transverse reinforcements 124b in each RC section 120a to form one transverse reinforcement group. The second intermediate transverse reinforcements 124d are arranged so as to overlap the steel frame 122. The second intermediate transverse reinforcements 124d are arranged at a lower arrangement density than the arrangement density of the steel frame end side concentrated transverse reinforcements 124a and the arrangement density of the steel frame center side concentrated transverse reinforcements 124b. The arrangement density of the second intermediate transverse reinforcements 124d may be the same as or different from the arrangement density of the first intermediate transverse reinforcements 124c. Two adjacent transverse reinforcements 124 selected from the second intermediate transverse reinforcements 124d are spaced apart from each other. There is no restriction on the number of second intermediate transverse reinforcements 124d, and it is appropriately determined according to the length of the beam 120, the length l c of the RC section 120a, the length of the portion of the beam main reinforcement 126 overlapping with the steel frame 122, the distance between the concentrated transverse reinforcement at the steel frame end side 124a and the concentrated transverse reinforcement at the steel frame center side 124b, etc. As shown in Fig. 8 (B) , one or more insert bars 125 may be provided between adjacent second intermediate transverse reinforcements 124d. The insert bars 125 and the second intermediate transverse reinforcements 124d may be in contact with each other or may be spaced apart.

鉄骨端部側集中横補強筋124aの隣接する横補強筋124の間隔または平均間隔は、柱110に最も近い鉄骨端部側集中横補強筋124aから柱110から最も遠い第1中間横補強筋124cまでの距離よりも小さく、後者は前者の5倍以上100倍以下、または10倍以上50倍以下である。同様に、鉄骨端部側集中横補強筋124aの隣接する横補強筋124の間隔または平均間隔は、柱110から最も遠い鉄骨端部側集中横補強筋124aから柱110に最も近い第2中間横補強筋124dまでの距離よりも小さく、後者は前者の5倍以上100倍以下、または10倍以上50倍以下である。さらに、鉄骨中央側集中横補強筋124bの隣接する横補強筋124の間隔または平均間隔は、柱110に最も近い鉄骨中央側集中横補強筋124bから柱110から最も遠い第2中間横補強筋124dまでの距離よりも小さく、後者は前者の5倍以上100倍以下、または10倍以上50倍以下である。したがって、一つの横補強筋124に着目した場合、この横補強筋124に隣接する二つの横補強筋124との間隔を比較することで、この横補強筋124がいずれの横補強筋群に属するかを判断することができる。 The interval or average interval between adjacent horizontal reinforcements 124 of the steel end side concentrated horizontal reinforcement 124a is smaller than the distance from the steel end side concentrated horizontal reinforcement 124a closest to the column 110 to the first intermediate horizontal reinforcement 124c furthest from the column 110, and the latter is 5 to 100 times, or 10 to 50 times, of the former. Similarly, the interval or average interval between adjacent horizontal reinforcements 124 of the steel end side concentrated horizontal reinforcement 124a is smaller than the distance from the steel end side concentrated horizontal reinforcement 124a furthest from the column 110 to the second intermediate horizontal reinforcement 124d closest to the column 110, and the latter is 5 to 100 times, or 10 to 50 times, of the former. Furthermore, the spacing or average spacing between adjacent horizontal reinforcements 124 of the steel frame central concentrated horizontal reinforcement 124b is smaller than the distance from the steel frame central concentrated horizontal reinforcement 124b closest to the column 110 to the second intermediate horizontal reinforcement 124d furthest from the column 110, and the latter is 5 to 100 times, or 10 to 50 times, the former. Therefore, when focusing on one horizontal reinforcement 124, by comparing the spacing between this horizontal reinforcement 124 and the two horizontal reinforcements 124 adjacent to it, it is possible to determine which horizontal reinforcement group this horizontal reinforcement 124 belongs to.

鉄骨122部分に付与される荷重は、鉄骨端部側集中横補強筋124aと鉄骨中央側集中横補強筋124bが梃子作用でRC部分に伝達するため、梁120から柱110への力の伝達がスムーズになり、構造上有利になる。これによりRC部分の損傷が低減される。また、RC部分の中の力は第1中間横補強筋124cと第2中間横補強筋124dに分担されるので、梁コンクリート128を拘束して梁コンクリート128のひび割れを抑制することができる。 The load applied to the steel frame 122 is transmitted to the RC portion by the lever action of the concentrated horizontal reinforcement bars 124a at the end of the steel frame and the concentrated horizontal reinforcement bars 124b at the center of the steel frame, which makes the transmission of force from the beam 120 to the column 110 smoother, which is advantageous from a structural standpoint. This reduces damage to the RC portion. In addition, the force in the RC portion is shared by the first intermediate horizontal reinforcement bars 124c and the second intermediate horizontal reinforcement bars 124d, which restrains the beam concrete 128 and suppresses cracks in the beam concrete 128.

<第2実施形態>
本実施形態では、第1実施形態で述べたハイブリッド梁を備える構造体100を設計するための方法を説明する。より具体的には、梁120のRC区間120aの接合面130において、外部から与えられる力によって水平滑り破壊が発生することを効果的に防ぐための設計方法を説明する。第1実施形態で述べた構成と同様または類似する構成については説明を割愛することがある。
Second Embodiment
In this embodiment, a method for designing a structure 100 including the hybrid beam described in the first embodiment will be described. More specifically, a design method for effectively preventing horizontal slip failure caused by an external force at the joint surface 130 of the RC section 120a of the beam 120 will be described. Descriptions of configurations that are the same as or similar to the configuration described in the first embodiment may be omitted.

本実施形態に係る設計方法では、RC区間120aにおける梁コンクリート128-スラブコンクリート152間の接合面130の終局強度qfrを以下の式(2)により算出する。

Figure 0007670491000002

(2) In the design method according to this embodiment, the ultimate strength q fr of the joint interface 130 between the concrete beam 128 and the concrete slab 152 in the RC section 120a is calculated by the following formula (2).
Figure 0007670491000002

(2)

式(2)における変数は、以下の通りである(図8(A)、図8(B)、および図8(B)の鎖線B-B´に沿った模式的端面図(図9)参照)。 The variables in equation (2) are as follows (see Figures 8(A), 8(B), and the schematic end view (Figure 9) taken along the dashed line B-B' in Figure 8(B)):

μeqは等価摩擦係数であり、接合面130の摩擦係数である。接合面130は、主に鉄骨122-スラブコンクリート152間の界面と梁コンクリート128-スラブコンクリート152間の界面で形成されることから、等価摩擦係数μeqは、これら二つの界面の摩擦係数がそれぞれの面積割合に応じて寄与すると仮定する。したがって、μeqは以下の式(3)によって与えられる。

Figure 0007670491000003

(3)
ここで、μは鉄骨122とスラブコンクリート152間の摩擦係数であり、μrcは梁コンクリート128とスラブコンクリート152間の摩擦係数である。μは0.30以上0.90以下、0.40以上0.90以下、0.50以上0.90以下、または0.56以上0.80以下の範囲から選択され、例えば0.56である。梁コンクリート128の上面に凹凸を設けない場合にはμrcはそれぞれ0.6λであり、凹凸を設ける場合(図7参照)にはμrcは1.0λとする。λはコンクリートの種類に依存する係数であり、軽量コンクリートの場合には0.75が、普通コンクリートの場合には1.0が採用される。Bsはフランジの幅(鉄骨幅とも呼ばれ、鉄骨122のウェブの法線に平行な方向における長さ)であり、bはRC区間120aの梁コンクリート128の幅(ウェブの法線に平行な方向における長さ)である。b´は、鉄骨122のフランジ位置(上側のフランジの上面の位置)でのRC区間120aの梁コンクリート128の有効幅であり、幅bから幅Bsを引いた値である。lは各RC区間120a内の鉄骨122の長さ(埋め込み長さ)であり、上述したように、lとlは、それぞれx方向における柱110から鉄骨122までの長さとRC区間120aの長さである。 μ eq is the equivalent friction coefficient, which is the friction coefficient of the joint surface 130. Since the joint surface 130 is mainly formed by the interface between the steel frame 122 and the concrete slab 152 and the interface between the concrete beam 128 and the concrete slab 152, it is assumed that the equivalent friction coefficient μ eq is contributed by the friction coefficients of these two interfaces in accordance with their respective area ratios. Therefore, μ eq is given by the following equation (3).
Figure 0007670491000003

(3)
Here, μs is the coefficient of friction between the steel frame 122 and the concrete slab 152, and μrc is the coefficient of friction between the concrete beam 128 and the concrete slab 152. μs is selected from the range of 0.30 to 0.90, 0.40 to 0.90, 0.50 to 0.90, or 0.56 to 0.80, and is, for example, 0.56. When no unevenness is provided on the upper surface of the concrete beam 128, μrc is 0.6λ, and when unevenness is provided (see FIG. 7), μrc is 1.0λ. λ is a coefficient that depends on the type of concrete, and 0.75 is used for lightweight concrete, and 1.0 is used for normal concrete. Bs is the width of the flange (also called the steel frame width, which is the length in the direction parallel to the normal line of the web of the steel frame 122), and b is the width of the concrete beam 128 of the RC section 120a (the length in the direction parallel to the normal line of the web). b' is the effective width of the concrete beam 128 in the RC section 120a at the flange position (the position of the top surface of the upper flange) of the steel frame 122, and is the value obtained by subtracting the width Bs from the width b. lj is the length (embedded length) of the steel frame 122 in each RC section 120a, and as described above, le and lc are the length from the column 110 to the steel frame 122 in the x direction and the length of the RC section 120a, respectively.

は複数の鉄骨中央側集中横補強筋124bの断面積の総和であり、σwyは各鉄骨中央側集中横補強筋124bの降伏強度または基準強度(F値)である。ここで、鉄筋の断面積とは、鉄筋が延伸する方向に垂直な断面の面積である。したがって、式(2)の括弧内の第1項は、鉄骨中央側集中横補強筋124bの寄与を表す。 Aaw is the sum of the cross-sectional areas of the multiple steel frame central concentrated horizontal reinforcements 124b, and Aσwy is the yield strength or reference strength (F value) of each steel frame central concentrated horizontal reinforcement 124b. Here, the cross - sectional area of the reinforcing bar is the area of the cross section perpendicular to the direction in which the reinforcing bar extends. Therefore, the first term in the parentheses in formula (2) represents the contribution of the steel frame central concentrated horizontal reinforcement 124b.

は複数の第2中間横補強筋124dの断面積の総和であり、σwyは各第2中間横補強筋124dの降伏強度または基準強度(F値)である。したがって、式(2)の括弧内の第2項は、第2中間横補強筋124dの寄与を表す。 s a w is the sum of the cross-sectional areas of the multiple second intermediate transverse reinforcements 124d, and s σ wy is the yield strength or reference strength (F value) of each second intermediate transverse reinforcement 124d. Therefore, the second term in the brackets in Equation (2) represents the contribution of the second intermediate transverse reinforcement 124d.

は複数の鉄骨端部側集中横補強筋124aの断面積の総和であり、σwyは各鉄骨端部側集中横補強筋124aの降伏強度または基準強度(F値)である。したがって、式(2)の括弧内の第3項は、鉄骨端部側集中横補強筋124aの寄与を表す。 oaw is the sum of the cross - sectional areas of the multiple steel frame end concentrated horizontal reinforcements 124a, and oσwy is the yield strength or reference strength (F value) of each steel frame end concentrated horizontal reinforcement 124a. Therefore, the third term in the parentheses in formula (2) represents the contribution of the steel frame end concentrated horizontal reinforcement 124a.

swは複数の差し筋125の断面積の総和であり、swσwyは各差し筋125の降伏強度または基準強度(F値)である。したがって、式(2)の括弧内の第4項は、差し筋125の寄与を表す。差し筋125を用いない場合には、第4項は0となり、したがって、式(2)は以下の式(1)に書き換えることができる。

Figure 0007670491000004

(1) sw a w is the sum of the cross-sectional areas of the multiple insert bars 125, and sw σ wy is the yield strength or reference strength (F value) of each insert bar 125. Therefore, the fourth term in the parentheses in formula (2) represents the contribution of the insert bars 125. When the insert bars 125 are not used, the fourth term becomes 0, and therefore formula (2) can be rewritten as the following formula (1).
Figure 0007670491000004

(1)

は複数の第1中間横補強筋124cの断面積の総和であり、σwyは各第1中間横補強筋124cの降伏強度または基準強度(F値)である。したがって、式(2)の括弧内の第5項は、第1中間横補強筋124cの寄与を表す。 e a w is the sum of the cross-sectional areas of the first intermediate transverse reinforcements 124 c, and e σ wy is the yield strength or reference strength (F value) of each first intermediate transverse reinforcement 124 c. Therefore, the fifth term in the brackets in Equation (2) represents the contribution of the first intermediate transverse reinforcement 124 c.

σは接合面130にかかる鉛直方向の平均応力である。したがって、式(2)の括弧内の第6項は、接合面130にかかる鉛直方向の平均応力の寄与を表す。 σ 0 is the average vertical stress on the interface 130. Therefore, the sixth term in the brackets of equation (2) represents the contribution of the average vertical stress on the interface 130.

上述したように、本発明の実施形態に係る、ハイブリッド梁を備える構造体100の設計方法は、RC区間120aに存在する二つのコンクリート(梁コンクリート128とスラブコンクリート152)間の界面(すなわち、接合面130)における終局強度qfrを算出することを含む。この終局強度qfrの算出では、RC区間120aに設けられる横補強筋124と差し筋125の寄与、および接合面130にかかる鉛直方向の平均応力が考慮される。この時、接合面130の摩擦係数として等価摩擦係数μeqを用いる。等価摩擦係数μeqは、接合面130を構成する鉄骨122-スラブコンクリート152間の界面と梁コンクリート128-スラブコンクリート152間の界面の摩擦係数に対し、それぞれの界面の面積割合を掛け合わせた値を合算することで算出される。μeqは0.40以上0.9以下または0.56以上0.8以下の範囲より選択することができ、終局強度qfrに関して広いマージンを確保する場合には、例えば0.56でもよい。この設計方法により、梁コンクリート128とスラブコンクリート152の接合面130におけるせん断終局強度を精確に算出することができ、その結果、接合面における水平滑り破壊を効果的に防止することができる。このため、RC区間120aの一部および床スラブ150に低強度のスラブコンクリート152を用いた場合でも耐震性に優れた構造体100を提供することができる。 As described above, the design method of the hybrid beam-equipped structure 100 according to the embodiment of the present invention includes calculating the ultimate strength q fr at the interface (i.e., the joint surface 130) between two concretes (beam concrete 128 and slab concrete 152) present in the RC section 120a. In calculating the ultimate strength q fr , the contribution of the transverse reinforcement 124 and the plug 125 provided in the RC section 120a and the average vertical stress acting on the joint surface 130 are taken into consideration. At this time, the equivalent friction coefficient μ eq is used as the friction coefficient of the joint surface 130. The equivalent friction coefficient μ eq is calculated by multiplying the friction coefficients of the interface between the steel frame 122 and the concrete slab 152 and the interface between the concrete beam 128 and the concrete slab 152 constituting the joint surface 130 by the area ratios of the respective interfaces and adding up the values. μ eq can be selected from the range of 0.40 to 0.9 or 0.56 to 0.8, and may be, for example, 0.56 when a wide margin is required for the ultimate strength q fr . This design method allows the ultimate shear strength at the joint surface 130 between the concrete beam 128 and the concrete slab 152 to be calculated accurately, and as a result, horizontal sliding failure at the joint surface can be effectively prevented. Therefore, even if a low-strength concrete slab 152 is used for a part of the RC section 120a and the floor slab 150, a structure 100 with excellent earthquake resistance can be provided.

<第3実施形態>
本実施形態では、第1実施形態で述べた構造体100の施工方法の一例を説明する。本実施形態では、四本の柱110とこれらを連結する四本のハイブリッド梁である梁120によって形成される構造体100について説明するが、柱110の数や梁120の数は制約されない。第1、第2実施形態で述べた構成と同一または類似する構成については、説明を割愛することがある。
Third Embodiment
In this embodiment, an example of a construction method for the structure 100 described in the first embodiment will be described. In this embodiment, a structure 100 formed by four columns 110 and four beams 120 that are hybrid beams connecting the columns 110 will be described, but the number of columns 110 and the number of beams 120 are not limited. Descriptions of configurations that are the same as or similar to those described in the first and second embodiments may be omitted.

1.梁の作製
梁の作製方法を図10(A)から図11(C)を用いて説明する。図10(A)と図11(A)は模式的上面図であり、図10(B)と図11(B)は模式的側面図である。図10(C)と図11(C)は、それぞれ図10(A)と図11(A)の鎖線C-C´とD-D´に沿った端面の模式図である。
1. Fabrication of Beam The fabrication method of the beam will be explained with reference to Fig. 10(A) to Fig. 11(C). Fig. 10(A) and Fig. 11(A) are schematic top views, and Fig. 10(B) and Fig. 11(B) are schematic side views. Fig. 10(C) and Fig. 11(C) are schematic views of the end faces along the dashed lines CC' and DD' in Fig. 10(A) and Fig. 11(A), respectively.

まず、鉄骨122の端部に梁主筋126と横補強筋124を配置する(図10(A)から図10(C))。必要に応じ、差し筋125を配置してもよい。その後、図示しない型枠を設置し、型枠内にレディーミクストコンクリートを打設し、硬化することで梁コンクリート128が形成される(図11(A)から図11(C))。レディーミクストコンクリートは、第1実施形態で説明したように、例えば鉄骨122の下側に設置される梁主筋126と各横補強筋124の一部を埋め込み、鉄骨122の上側に設置される梁主筋126と各横補強筋124の他の部分が露出されるように打設すればよい。本実施形態で述べる例では、レディーミクストコンクリートは、その上面が鉄骨122の上側のフランジの上面と同一平面となるように打設される(図11(C)参照)。なお、レディーミクストコンクリートの硬化開始時において、梁コンクリート128の上面を刷毛引きなどによって処理し、凹凸を形成してもよい。 First, the beam reinforcement 126 and the horizontal reinforcement 124 are placed at the end of the steel frame 122 (FIGS. 10(A) to 10(C)). If necessary, the insert 125 may be placed. After that, a formwork (not shown) is installed, and ready-mixed concrete is poured into the formwork and hardened to form the beam concrete 128 (FIGS. 11(A) to 11(C)). As described in the first embodiment, the ready-mixed concrete may be poured so that, for example, the beam reinforcement 126 and a part of each horizontal reinforcement 124 installed on the lower side of the steel frame 122 are embedded, and the other parts of the beam reinforcement 126 and each horizontal reinforcement 124 installed on the upper side of the steel frame 122 are exposed. In the example described in this embodiment, the ready-mixed concrete is poured so that its upper surface is flush with the upper surface of the upper flange of the steel frame 122 (see FIG. 11(C)). When the ready-mixed concrete begins to harden, the top surface of the beam concrete 128 may be treated by brushing or other means to create irregularities.

この時、構造体100の構造計算に基づいて得られる、梁コンクリート128とスラブコンクリート152の接合面130に要求されるせん断終局強度に基づき、鉄骨122の長さや鉄骨幅Bs、梁コンクリート128の幅b、柱110から鉄骨122までの長さl、RC区間120aの長さl、横補強筋124の配置(すなわち、鉄骨端部側集中横補強筋124a、鉄骨中央側集中横補強筋124b、第1中間横補強筋124c、第2中間横補強筋124dの数や配置密度)が決定される。 At this time, the length of the steel frame 122, the steel frame width Bs, the width b of the concrete beam 128, the length l e from the column 110 to the steel frame 122, the length l c of the RC section 120a, and the arrangement of the transverse reinforcement bars 124 (i.e., the number and arrangement density of the concentrated transverse reinforcement bars 124a at the end of the steel frame, the concentrated transverse reinforcement bars 124b at the center of the steel frame, the first intermediate transverse reinforcement bars 124c, and the second intermediate transverse reinforcement bars 124d) are determined based on the ultimate shear strength required for the joint surface 130 between the concrete beam 128 and the concrete slab 152, which is obtained based on the structural calculations of the structure 100.

2.柱の施工
柱110の施工は公知の方法を適用すればよいため、詳細な説明は割愛するが、例えば、あらかじめ柱主筋112や帯筋114などで構成される鉄筋ユニットとそれを取り巻くコンクリートを作製して柱110を作製し、これを杭や既設の柱110に連結すればよい。あるいは、鉄筋ユニットを杭に連結し、その後コンクリートを打設することで構築してもよい。
2. Construction of Pillars Since the construction of the pillars 110 can be performed by applying a known method, detailed explanation will be omitted, but for example, a reinforcing bar unit consisting of the column main bars 112 and the hoops 114 and the like and concrete surrounding the reinforcing bar unit may be prepared in advance to construct the pillars 110, and the reinforcing bar unit may be connected to a pile or an existing pillar 110. Alternatively, the pillars 110 may be constructed by connecting the reinforcing bar unit to a pile and then pouring concrete.

3.梁の設置
引き続き、柱110に梁120を設置する。図12(A)や図12(B)の模式的上面図と側面図に示すように、梁120は図示しない揚重機によって吊り上げられ、梁120の両端部から露出する梁主筋126を柱主筋112や帯筋114に嵌み合わせる。これにより、柱110に梁120が設置される。必要に応じ、柱110の上に上層を構成する柱をさらに設置してもよい。
3. Installation of Beams Next, the beam 120 is installed on the column 110. As shown in the schematic top view and side view of Fig. 12(A) and Fig. 12(B), the beam 120 is lifted by a lifting machine (not shown), and the beam main reinforcements 126 exposed from both ends of the beam 120 are fitted into the column main reinforcements 112 and the hoop reinforcements 114. In this way, the beam 120 is installed on the column 110. If necessary, a column constituting an upper layer may be installed on the column 110.

任意の構成として、互いに平行に延伸する一対の鉄骨122を連結する一つ、または複数の小梁140を設けてもよい。小梁140にも断面形状がH形、I形、T型、L型などの鉄骨を用いることができる。小梁140の強度は、鉄骨122の強度よりも小さくてもよい。すなわち、小梁140の断面積は鉄骨122の断面積よりも小さくてもよい。小梁140を設けることで、後述するデッキプレート154の撓みを防止することができる。 As an optional configuration, one or more small beams 140 may be provided to connect a pair of steel frames 122 extending parallel to each other. The small beams 140 may also be steel frames with cross-sectional shapes such as H-shaped, I-shaped, T-shaped, and L-shaped. The strength of the small beams 140 may be smaller than the strength of the steel frames 122. In other words, the cross-sectional area of the small beams 140 may be smaller than the cross-sectional area of the steel frames 122. By providing the small beams 140, it is possible to prevent the deck plate 154, which will be described later, from bending.

4.床スラブの打設
次に、床スラブ150を構成する。床スラブ150も鉄筋コンクリートで構成することができ、金属製または木製の板材の上に構築される鉄筋ユニット、および鉄筋ユニットを埋め込むスラブコンクリート152を含む。一例として、板材として機能するデッキプレート154、およびデッキプレート154上に設けられる鉄筋トラス156を鉄骨122上に配置する例を図13(A)から図14(B)に示す。図13(A)に示すように、デッキプレート154は鉄やステンレスで形成される平板であり、溶接、あるいはボルトによって鉄骨122や小梁140に固定される。デッキプレート154は凹凸形状を有してもよい。デッキプレート154の長さに制約はなく、互いに平行に延伸する一対の鉄骨122の間隔以上でもよく、それ以下でもよい。後者の場合、図14(A)に示すように、一つのデッキプレート154は、一つの鉄骨122と一つの小梁140、または隣接する小梁140上に配置、固定される。
4. Pouring the floor slab Next, the floor slab 150 is constructed. The floor slab 150 can also be constructed of reinforced concrete, and includes a reinforcing bar unit constructed on a metal or wooden plate material, and a slab concrete 152 in which the reinforcing bar unit is embedded. As an example, an example in which a deck plate 154 functioning as a plate material and a reinforcing bar truss 156 provided on the deck plate 154 are arranged on a steel frame 122 is shown in Figs. 13(A) to 14(B). As shown in Fig. 13(A), the deck plate 154 is a flat plate made of iron or stainless steel, and is fixed to the steel frame 122 and the small beam 140 by welding or bolts. The deck plate 154 may have an uneven shape. There is no restriction on the length of the deck plate 154, and it may be greater than or less than the interval between a pair of steel frames 122 extending parallel to each other. In the latter case, as shown in FIG. 14(A), one deck plate 154 is placed and fixed on one steel frame 122 and one minor beam 140 or on adjacent minor beams 140 .

鉄筋トラス156はデッキプレート154上に設けられる鉄筋ユニットであり、あらかじめ鉄筋トラス156が形成されたデッキプレート154を鉄骨122上に配置してもよく、鉄骨122上に配置されたデッキプレート154上に鉄筋トラス156を配置してもよい。鉄筋トラス156の構成も任意に選択することができる。例えば図13(A)から図13(C)に示すように上主筋158、下主筋160、ラチス材162、吊材164などの鉄筋を主な構成として備えることができる。 The reinforcing bar truss 156 is a reinforcing bar unit provided on the deck plate 154. The deck plate 154 on which the reinforcing bar truss 156 has been formed may be placed on the steel frame 122, or the reinforcing bar truss 156 may be placed on the deck plate 154 placed on the steel frame 122. The configuration of the reinforcing bar truss 156 may also be selected arbitrarily. For example, as shown in Figures 13(A) to 13(C), the main components may include reinforcing bars such as upper main bars 158, lower main bars 160, lattice material 162, and hanging material 164.

上主筋158と下主筋160は、一つの方向(例えばx方向)に延伸し、上主筋158が下主筋160上に配置される。上主筋158と下主筋160は、デッキプレート154の長辺方向と平行になるように配置してもよく、短辺方向と平行になるように配置してもよい。ラチス材162は下主筋160と上主筋158の間に配置され、溶接、またはボルトによって下主筋160と上主筋158に固定される。ラチス材162は下主筋160と上主筋158の間で波形状を有し、下主筋160と上主筋158が延伸する方向に延伸する。これにより、下主筋160と上主筋158が強固に固定され、X方向、および上下方向(z方向)に掛かる張力に対して高い耐性が付与される。一方、吊材164は、下主筋160と上主筋158が延伸する方向と交差する方向(例えばy方向)に延伸する。吊材164は、溶接、あるいはボルトによってデッキプレート154に固定されるとともに、上主筋158にも固定される。吊材164は、デッキプレート154を底面、上主筋158を頂点とする三角形を囲む形状を有するように折り曲げられ、デッキプレート154と上主筋158に固定される。 The upper main reinforcement 158 and the lower main reinforcement 160 extend in one direction (for example, the x direction), and the upper main reinforcement 158 is placed on the lower main reinforcement 160. The upper main reinforcement 158 and the lower main reinforcement 160 may be arranged so as to be parallel to the long side direction of the deck plate 154, or so as to be parallel to the short side direction. The lattice material 162 is arranged between the lower main reinforcement 160 and the upper main reinforcement 158, and is fixed to the lower main reinforcement 160 and the upper main reinforcement 158 by welding or bolts. The lattice material 162 has a wave shape between the lower main reinforcement 160 and the upper main reinforcement 158, and extends in the direction in which the lower main reinforcement 160 and the upper main reinforcement 158 extend. This firmly fixes the lower main reinforcement 160 and the upper main reinforcement 158, providing high resistance to tension applied in the x direction and the vertical direction (z direction). On the other hand, the hanging member 164 extends in a direction (e.g., the y direction) that intersects with the direction in which the lower main reinforcement 160 and the upper main reinforcement 158 extend. The hanging member 164 is fixed to the deck plate 154 by welding or bolts, and is also fixed to the upper main reinforcement 158. The hanging member 164 is bent so as to have a shape that surrounds a triangle with the deck plate 154 as its bottom surface and the upper main reinforcement 158 as its apex, and is fixed to the deck plate 154 and the upper main reinforcement 158.

次に、図14(A)、図14(B)の模式的上面図と側面図に示すように、デッキプレート154を鉄骨122と小梁140上に配置する。なお、図13(A)から図13(C)に例示されたデッキプレート154や鉄筋トラス156を用いず、木製の板材上に複数の鉄筋を網目状に配置してもよい。 Next, as shown in the schematic top and side views of Figures 14(A) and 14(B), a deck plate 154 is placed on the steel frame 122 and the small beams 140. Note that instead of using the deck plate 154 and the reinforcing bar truss 156 illustrated in Figures 13(A) to 13(C), multiple reinforcing bars may be arranged in a mesh pattern on a wooden board.

その後、スラブコンクリート152を打設するための型枠(図示しない)を設置し、型枠内にレディーミクストコンクリートを打設し、硬化させる(図15(A)、図15(B))。上述したように、スラブコンクリート152の強度を梁コンクリート128の強度よりも小さくなるように調整する場合には、例えばスラブコンクリート152を形成するレディーミクストコンクリート中のセメントの量を、梁コンクリート128のそれよりも少なくすればよい。なお、スラブコンクリート152の打設前または打設後に、上層階の柱110をさらに接続してもよい。 After that, a formwork (not shown) for pouring the slab concrete 152 is installed, and ready-mixed concrete is poured into the formwork and allowed to harden (Figures 15(A) and 15(B)). As described above, when adjusting the strength of the slab concrete 152 to be less than the strength of the beam concrete 128, for example, the amount of cement in the ready-mixed concrete forming the slab concrete 152 may be made less than that of the beam concrete 128. Note that the columns 110 of the upper floors may be further connected before or after pouring the slab concrete 152.

図15(A)の鎖線E-E´とF-F´に沿った模式的端面図(図16(A)、図16(B))に示すように、スラブコンクリート152を与えるレディーミクストコンクリートは、鉄筋トラス156を埋め込むように打設される。これにより、RC区間120aでは、梁コンクリート128がスラブコンクリート152と鉄骨122に接するように打設され、S部120bでは、鉄骨122のフランジがスラブコンクリート152と接する。なお、レディーミクストコンクリートを打設する前に、梁120を介して隣接するデッキプレート154に亘る複数のスラブ筋166を配置してもよい(図16(A)、図16(B)参照)。複数のスラブ筋166は鉄筋トラス156上に設けられ、上主筋158などと交差する。 As shown in the schematic end views (FIGS. 16(A) and 16(B)) along the dashed lines E-E' and F-F' in FIG. 15(A), the ready-mixed concrete that provides the slab concrete 152 is poured so as to embed the reinforcing bar truss 156. As a result, in the RC section 120a, the beam concrete 128 is poured so as to contact the slab concrete 152 and the steel frame 122, and in the S section 120b, the flange of the steel frame 122 contacts the slab concrete 152. Note that before pouring the ready-mixed concrete, multiple slab reinforcements 166 may be placed across the adjacent deck plate 154 via the beam 120 (see FIG. 16(A) and FIG. 16(B)). The multiple slab reinforcements 166 are placed on the reinforcing bar truss 156 and cross the upper main reinforcement 158, etc.

以上の施工方法を適宜適用することにより、第1実施形態で述べた構造体100を建築することができる。 By appropriately applying the above construction methods, the structure 100 described in the first embodiment can be constructed.

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。 The above-described embodiments of the present invention may be combined as appropriate to the extent that they are not mutually inconsistent. Any embodiment in which a person skilled in the art appropriately adds or deletes components or modifies the design is also included within the scope of the present invention as long as it contains the gist of the present invention.

上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。 Even if there are other effects and advantages different from those brought about by the above-mentioned embodiments, if they are clear from the description in this specification or can be easily predicted by a person skilled in the art, they are naturally understood to be brought about by the present invention.

100:構造体、110:柱、110-1:第1の柱、110-2:第2の柱、110-3:第3の柱、110-4:第4の柱、110-5:第5の柱、110-6:第6の柱、112:柱主筋、114:帯筋、120:梁、120-1:第1の梁、120-2:第2の梁、120-3:第3の梁、120-4:第4の梁、120b:S部、122:鉄骨、124:横補強筋、124a:鉄骨端部側集中横補強筋、124b:鉄骨中央側集中横補強筋、124c:第1中間横補強筋、124d:第2中間横補強筋、125:差し筋、126:梁主筋、126a:定着プレート、128:梁コンクリート、130:接合面、140:小梁、150:床スラブ、152:スラブコンクリート、154:デッキプレート、156:鉄筋トラス、158:上主筋、160:下主筋、162:ラチス材、164:吊材、166:スラブ筋 100: Structure, 110: Column, 110-1: First column, 110-2: Second column, 110-3: Third column, 110-4: Fourth column, 110-5: Fifth column, 110-6: Sixth column, 112: Main column reinforcement, 114: Hoop reinforcement, 120: Beam, 120-1: First beam, 120-2: Second beam, 120-3: Third beam, 120-4: Fourth beam, 120b: S section, 122: Steel frame, 124: Horizontal reinforcement, 124a: Concentrated horizontal reinforcement on the end of the steel frame, 124b: Steel frame central concentrated horizontal reinforcement, 124c: First intermediate horizontal reinforcement, 124d: Second intermediate horizontal reinforcement, 125: Inserted reinforcement, 126: Beam main reinforcement, 126a: Fixing plate, 128: Beam concrete, 130: Joint surface, 140: Sub-beam, 150: Floor slab, 152: Slab concrete, 154: Deck plate, 156: Reinforced concrete truss, 158: Upper main reinforcement, 160: Lower main reinforcement, 162: Lattice material, 164: Suspension material, 166: Slab reinforcement

Claims (27)

柱、
柱に連結される梁、および
前記梁上に位置する床スラブを備え、
前記梁は、
前記柱から離隔する鉄骨、および
前記鉄骨の前記柱側の端部を埋め込む梁コンクリートを有し、
前記床スラブは、前記端部において前記鉄骨の上面と接するスラブコンクリートを含み、
前記鉄骨の前記上面は、前記梁コンクリートの上面よりも下または上に位置し
前記鉄骨の前記上面が前記梁コンクリートの前記上面よりも下に位置する場合には、前記梁コンクリートは前記鉄骨の前記上面を露出する凹部を有し、
前記鉄骨の前記上面が前記梁コンクリートの前記上面よりも上に位置する場合には、前記鉄骨の前記上面は、前記梁コンクリートから露出し、前記スラブコンクリートに埋め込まれる、構造体。
Pillar,
A beam connected to the column; and a floor slab located on the beam,
The beam is
a steel frame spaced from the column; and a beam concrete in which an end of the steel frame on the column side is embedded,
the floor slab includes slab concrete in contact with an upper surface of the steel frame at the end portion;
The upper surface of the steel frame is located below or above the upper surface of the beam concrete ,
When the upper surface of the steel frame is located below the upper surface of the concrete beam, the concrete beam has a recess that exposes the upper surface of the steel frame,
A structural body in which, when the top surface of the steel frame is located above the top surface of the concrete beam, the top surface of the steel frame is exposed from the concrete beam and embedded in the concrete slab .
前記梁は、
前記鉄骨の長手方向に延伸する複数の梁主筋、および
前記複数の梁主筋と交差し、前記複数の梁主筋を取り囲む複数の横補強筋をさらに有し、
前記複数の横補強筋の各々は、一部が前記梁コンクリートに埋め込まれ、他の一部が前記梁コンクリートから露出する、請求項1に記載の構造体。
The beam is
The steel frame further includes a plurality of beam reinforcements extending in the longitudinal direction of the steel frame, and a plurality of transverse reinforcements intersecting the plurality of beam reinforcements and surrounding the plurality of beam reinforcements,
The structure according to claim 1 , wherein each of the plurality of horizontal reinforcements is partially embedded in the beam concrete and partially exposed from the beam concrete.
前記スラブコンクリートの強度は、前記梁コンクリートよりも強度が低い、請求項1に記載の構造体。 The structure of claim 1, wherein the strength of the slab concrete is lower than that of the beam concrete. 前記複数の横補強筋の各々は、前記一部が前記スラブコンクリートに埋め込まれる、請求項2記載の構造体。 The structure of claim 2, wherein each of the plurality of transverse reinforcements is partially embedded in the slab concrete. 前記複数の梁主筋は、
前記梁コンクリートに埋め込まれ、スラブコンクリートから離隔する少なくとも一つの梁主筋、および
前記スラブコンクリートに埋め込まれ、前記梁コンクリートから露出する少なくとも一つの梁主筋を含む、請求項2に記載の構造体。
The plurality of beam main reinforcements include
The structure according to claim 2 , comprising: at least one beam main bar embedded in the beam concrete and spaced apart from the slab concrete; and at least one beam main bar embedded in the slab concrete and exposed from the beam concrete.
前記梁は、前記複数の梁主筋と交差し、前記複数の梁主筋を囲む複数の差し筋をさらに含む、請求項2に記載の構造体。 The structure of claim 2, wherein the beam further includes a plurality of insert bars that intersect the plurality of beam main bars and surround the plurality of beam main bars. 前記複数の横補強筋は、
前記鉄骨の端部を囲み、第1の密度で配置される複数の鉄骨端部側集中横補強筋、
前記鉄骨の前記端部側よりも前記柱から遠い位置に配置され、第2の密度で配置される複数の鉄骨中央側集中横補強筋、
前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋と前記柱の間に、前記第1の密度と前記第2の密度よりも低い第3の密度で配置される複数の第1中間横補強筋、および
前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋と前記複数の鉄骨中央側集中横補強筋の間に配置され、前記第1の密度と前記第2の密度よりも低い第4の密度で配置される複数の第2中間横補強筋を含む、請求項2に記載の構造体。
The plurality of transverse reinforcements include
A plurality of steel frame end side concentrated transverse reinforcements surrounding the end of the steel frame and arranged at a first density;
A plurality of steel frame central side concentrated transverse reinforcements arranged at a position farther from the column than the end side of the steel frame and arranged at a second density;
3. The structure according to claim 2, further comprising: a plurality of first intermediate horizontal reinforcements arranged between the plurality of steel frame end side concentrated horizontal reinforcements and the column at a third density lower than the first density and the second density; and a plurality of second intermediate horizontal reinforcements arranged between the plurality of steel frame end side concentrated horizontal reinforcements and the plurality of steel frame center side concentrated horizontal reinforcements and arranged at a fourth density lower than the first density and the second density.
梁を柱に連結すること、および
前記梁上に床スラブを形成することを含み、
前記梁は、
鉄骨、および
前記鉄骨の端部を埋め込む梁コンクリートを有し、
前記梁の前記柱への連結は、前記梁コンクリートが前記柱側に位置し、前記端部が前記柱から離隔するように行われ、
前記床スラブは、前記端部において前記鉄骨の上面と接するスラブコンクリートを含み、
前記鉄骨の前記上面は、前記梁コンクリートの上面よりも下または上に位置し
前記鉄骨の前記上面が前記梁コンクリートの前記上面よりも下に位置する場合には、前記梁コンクリートは前記鉄骨の前記上面を露出する凹部を有し、
前記鉄骨の前記上面が前記梁コンクリートの前記上面よりも上に位置する場合には、前記鉄骨の前記上面は、前記梁コンクリートから露出し、前記スラブコンクリートに埋め込まれる、構造体の施工方法。
connecting a beam to a column; and forming a floor slab on the beam;
The beam is
A steel frame, and a concrete beam in which an end of the steel frame is embedded,
The beam is connected to the column so that the beam concrete is located on the column side and the end is spaced apart from the column;
the floor slab includes slab concrete in contact with an upper surface of the steel frame at the end portion;
The upper surface of the steel frame is located below or above the upper surface of the beam concrete ,
When the upper surface of the steel frame is located below the upper surface of the concrete beam, the concrete beam has a recess that exposes the upper surface of the steel frame,
A structural construction method , in which, when the top surface of the steel frame is located above the top surface of the concrete beam, the top surface of the steel frame is exposed from the concrete beam and embedded in the concrete slab .
前記梁は、前記鉄骨の長手方向に延伸する複数の梁主筋、および前記複数の梁主筋と交差し、前記複数の梁主筋を取り囲む複数の横補強筋を前記鉄骨の端部に配置した状態で、前記端部、前記複数の梁主筋の一部、および前記複数の横補強筋の一部を埋め込むように前記梁コンクリートを打設することで作製される、請求項8に記載の施工方法。 The construction method according to claim 8, in which the beam is constructed by placing a plurality of main beam reinforcements extending in the longitudinal direction of the steel frame and a plurality of transverse reinforcements intersecting the plurality of main beam reinforcements and surrounding the plurality of main beam reinforcements at the end of the steel frame, and pouring the beam concrete so as to embed the end, a portion of the plurality of main beam reinforcements, and a portion of the plurality of transverse reinforcements. 前記スラブコンクリートの強度は、前記梁コンクリートよりも強度が低い、請求項8に記載の施工方法。 The construction method according to claim 8, wherein the strength of the slab concrete is lower than that of the beam concrete. 前記梁コンクリートの前記打設は、前記複数の横補強筋の各々の一部を前記梁コンクリートで埋め込むように行われる、請求項9に記載の施工方法。 The construction method according to claim 9, wherein the beam concrete is poured so as to embed a portion of each of the plurality of transverse reinforcements in the beam concrete. 前記梁コンクリートの前記打設は、前記複数の梁主筋のうち少なくとも一つが前記梁コンクリートに埋め込まれ、少なくとも他の一つが前記梁コンクリートから露出するように行われる、請求項9に記載の施工方法。 The construction method according to claim 9, wherein the beam concrete is poured so that at least one of the multiple beam main reinforcements is embedded in the beam concrete and at least one of the multiple beam main reinforcements is exposed from the beam concrete. 前記梁の前記作製は、前記梁コンクリートの打設前に、前記複数の梁主筋と交差し、前記複数の梁主筋を囲むように複数の差し筋を配置することをさらに含む、請求項9に記載の施工方法。 The construction method according to claim 9, wherein the fabrication of the beam further includes arranging a plurality of insert bars so as to intersect with and surround the plurality of beam main bars before pouring the beam concrete. 前記床スラブの前記形成前に、前記梁コンクリートの前記上面に凹凸を形成することをさらに含む、請求項9に記載の施工方法。 The construction method according to claim 9, further comprising forming irregularities on the upper surface of the beam concrete before forming the floor slab. 柱、前記柱に連結される梁、および前記梁上に位置する床スラブを含む構造体の設計方法であり、
前記梁は、
前記柱から離隔する鉄骨、
前記鉄骨の長手方向に延伸する複数の梁主筋、
前記複数の梁主筋と交差し、前記複数の梁主筋を囲む複数の横補強筋、および
前記鉄骨の前記柱側の端部、前記複数の梁主筋の一部、および前記複数の横補強筋の一部を埋め込む梁コンクリートを有し、
前記床スラブは、前記端部において前記鉄骨の上面と接し、前記複数の梁主筋の他の一部、および前記複数の横補強筋の他の一部を埋め込むスラブコンクリートを有し、
前記複数の横補強筋は、
第1の密度で配置され、少なくとも一部は前記鉄骨の端部を囲む複数の鉄骨端部側集中横補強筋、
前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋に対して前記柱から遠い位置に配置され、第2の密度で配置される複数の鉄骨中央側集中横補強筋、
前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋と前記柱の間に、前記第1の密度と前記第2の密度よりも低い第3の密度で配置される複数の第1中間横補強筋、および
前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋と前記複数の鉄骨中央側集中横補強筋の間に配置され、前記第1の密度と前記第2の密度よりも低い第4の密度で配置される複数の第2中間横補強筋を含み、
前記設計方法は、前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋、前記複数の鉄骨中央側集中横補強筋、前記複数の第1中間横補強筋、および前記複数の第2中間横補強筋の寄与、ならびに前記梁コンクリートと前記スラブコンクリート間の接合面にかかる鉛直方向の応力成分を考慮して前記接合面の終局強度を算出することを含む、構造体の設計方法。
A method for designing a structure including a column, a beam connected to the column, and a floor slab located on the beam, comprising the steps of:
The beam is
A steel frame spaced from the column;
A plurality of beam reinforcements extending in the longitudinal direction of the steel frame;
a plurality of transverse reinforcements intersecting the plurality of beam main reinforcements and surrounding the plurality of beam main reinforcements; and a beam concrete in which the end of the steel frame on the column side, a portion of the plurality of beam main reinforcements, and a portion of the plurality of transverse reinforcements are embedded,
the floor slab has slab concrete in contact with the upper surface of the steel frame at the end portion and in which another part of the plurality of main beam reinforcements and another part of the plurality of transverse reinforcements are embedded;
The plurality of transverse reinforcements include
a plurality of steel frame end side concentrated transverse reinforcements arranged at a first density and at least partially surrounding the end of the steel frame;
A plurality of steel frame center concentrated transverse reinforcements arranged at a position farther from the column than the plurality of steel frame end side concentrated transverse reinforcements and arranged at a second density;
a plurality of first intermediate horizontal reinforcements arranged between the plurality of steel frame end side concentrated horizontal reinforcements and the column at a third density lower than the first density and the second density; and a plurality of second intermediate horizontal reinforcements arranged between the plurality of steel frame end side concentrated horizontal reinforcements and the plurality of steel frame center side concentrated horizontal reinforcements and arranged at a fourth density lower than the first density and the second density,
The design method includes calculating the ultimate strength of the joint surface by taking into consideration the contributions of the multiple concentrated horizontal reinforcements at the end sides of the steel frame, the multiple concentrated horizontal reinforcements at the center side of the steel frame, the multiple first intermediate horizontal reinforcements, and the multiple second intermediate horizontal reinforcements, as well as the vertical stress components acting on the joint surface between the beam concrete and the slab concrete.
前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋の前記寄与は、前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋の断面積の総和、前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)、および前記梁コンクリートと前記スラブコンクリート間の摩擦係数の積で表される、請求項15に記載の設計方法。 The design method according to claim 15, wherein the contribution of the multiple steel end concentrated horizontal reinforcements is expressed as the product of the sum of the cross-sectional areas of the multiple steel end concentrated horizontal reinforcements, the yield strength or reference strength (F value) of each of the multiple steel end concentrated horizontal reinforcements, and the friction coefficient between the beam concrete and the slab concrete. 前記スラブコンクリートの強度は、前記梁コンクリートよりも強度が低い、請求項15に記載の設計方法。 The design method according to claim 15, wherein the strength of the slab concrete is lower than the strength of the beam concrete. 前記複数の鉄骨中央側集中横補強筋の前記寄与は、前記複数の鉄骨中央側集中横補強筋の断面積の総和、前記複数の鉄骨中央側集中横補強筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)、および前記梁コンクリートと前記スラブコンクリート間の摩擦係数の積で表される、請求項15に記載の設計方法。 The design method according to claim 15, wherein the contribution of the multiple steel central concentrated horizontal reinforcements is expressed as the product of the sum of the cross-sectional areas of the multiple steel central concentrated horizontal reinforcements, the yield strength or reference strength (F value) of each of the multiple steel central concentrated horizontal reinforcements, and the friction coefficient between the beam concrete and the slab concrete. 前記複数の第1中間横補強筋の前記寄与は、前記複数の第1中間横補強筋の断面積の総和、前記複数の第1中間横補強筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)、および前記梁コンクリートと前記スラブコンクリート間の摩擦係数の積で表される、請求項15に記載の設計方法。 The design method according to claim 15, wherein the contribution of the first intermediate transverse reinforcement is expressed as the product of the sum of the cross-sectional areas of the first intermediate transverse reinforcement, the yield strength or reference strength (F value) of each of the first intermediate transverse reinforcement, and the friction coefficient between the beam concrete and the slab concrete. 前記複数の第2中間横補強筋の前記寄与は、前記複数の第2中間横補強筋の断面積の総和、前記複数の第2中間横補強筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)、および前記梁コンクリートと前記スラブコンクリート間の摩擦係数の積で表される、請求項15に記載の設計方法。 The design method according to claim 15, wherein the contribution of the second intermediate transverse reinforcement is expressed as the product of the sum of the cross-sectional areas of the second intermediate transverse reinforcement, the yield strength or reference strength (F value) of each of the second intermediate transverse reinforcement, and the friction coefficient between the beam concrete and the slab concrete. 前記梁は、前記複数の梁主筋と交差し、前記複数の梁主筋を囲む複数の差し筋をさらに含み、
前記梁コンクリートは、前記複数の差し筋の一部を埋め込み、
前記スラブコンクリートは、前記複数の差し筋の他の一部を埋め込み、
前記終局強度の算出において、前記複数の差し筋の断面積の総和、前記複数の差し筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)、および前記梁コンクリートと前記スラブコンクリート間の摩擦係数の積で表される前記複数の差し筋の寄与がさらに考慮される、請求項15に記載の設計方法。
The beam further includes a plurality of insert bars that intersect the plurality of beam main bars and surround the plurality of beam main bars;
The beam concrete has a part of the plurality of insert bars embedded therein,
Another part of the plurality of insert bars is embedded in the slab concrete.
16. The design method according to claim 15, wherein the calculation of the ultimate strength further takes into account the contribution of the plurality of plug bars, which is expressed by the product of the sum of the cross-sectional areas of the plurality of plug bars, the yield strength or reference strength (F value) of each of the plurality of plug bars, and the friction coefficient between the beam concrete and the slab concrete.
前記鉄骨と前記スラブコンクリート間の摩擦係数は、0.40以上0.90以下の範囲から選択される、請求項16から21のいずれか一項に記載の構造体の設計方法。 The design method for a structure according to any one of claims 16 to 21, wherein the coefficient of friction between the steel frame and the slab concrete is selected from the range of 0.40 to 0.90. 柱、前記柱に連結される梁、および前記梁上に位置する床スラブを含む構造体の設計方法であり、
前記梁は、
前記柱から離隔し、ウェブと前記ウェブに連結される一対のフランジを有する鉄骨、
前記鉄骨の長手方向に延伸する複数の梁主筋、
前記複数の梁主筋と交差し、前記複数の梁主筋を囲む複数の横補強筋、および
前記鉄骨の前記柱側の端部、前記複数の梁主筋の一部、および前記複数の横補強筋の一部を埋め込む梁コンクリートを有し、
前記床スラブは、前記端部において前記鉄骨の上面と接し、前記複数の梁主筋の他の一部、および前記複数の横補強筋の他の一部を埋め込むスラブコンクリートを有し、
前記複数の横補強筋は、
第1の密度で配置され、少なくとも一部は前記鉄骨の端部を囲む複数の鉄骨端部側集中横補強筋、
前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋に対して前記柱から遠い位置に配置され、第2の密度で配置される複数の鉄骨中央側集中横補強筋、
前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋と前記柱の間に、前記第1の密度と前記第2の密度よりも低い第3の密度で配置される複数の第1中間横補強筋、および
前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋と前記複数の鉄骨中央側集中横補強筋の間に配置され、前記第1の密度と前記第2の密度よりも低い第4の密度で配置される複数の第2中間横補強筋を含み、
前記設計方法は、以下の式(1)に従って前記梁コンクリートと前記スラブコンクリート間の接合面の終局強度qfrを算出することを含み、

(1)
式(1)において、
μeqは前記接合面の摩擦係数であり、
は前記複数の鉄骨中央側集中横補強筋の断面積の総和であり、
σwyは前記複数の鉄骨中央側集中横補強筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)であり、
は前記複数の第2中間横補強筋の断面積の総和であり、
σwyは前記複数の第2中間横補強筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)であり、
は前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋の断面積の総和であり、
σwyは前記複数の鉄骨端部側集中横補強筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)であり、
は前記複数の第1中間横補強筋の断面積の総和であり、
σwyは前記複数の第1中間横補強筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)であり、
σは前記接合面にかかる鉛直方向の平均応力であり、
b´は、前記一対のフランジのうち上側のフランジ位置における前記梁コンクリートの有効幅であり、
は前記鉄骨が延伸する方向における前記梁コンクリートの長さである、設計方法。
A method for designing a structure including a column, a beam connected to the column, and a floor slab located on the beam, comprising the steps of:
The beam is
a steel frame having a web spaced apart from the column and a pair of flanges connected to the web;
A plurality of beam reinforcements extending in the longitudinal direction of the steel frame;
a plurality of transverse reinforcements intersecting the plurality of beam main reinforcements and surrounding the plurality of beam main reinforcements; and a beam concrete in which the end of the steel frame on the column side, a portion of the plurality of beam main reinforcements, and a portion of the plurality of transverse reinforcements are embedded,
the floor slab has slab concrete in contact with the upper surface of the steel frame at the end portion and in which another part of the plurality of main beam reinforcements and another part of the plurality of transverse reinforcements are embedded;
The plurality of transverse reinforcements include
a plurality of steel frame end side concentrated transverse reinforcements arranged at a first density and at least partially surrounding the end of the steel frame;
A plurality of steel frame center concentrated transverse reinforcements arranged at a position farther from the column than the plurality of steel frame end side concentrated transverse reinforcements and arranged at a second density;
a plurality of first intermediate horizontal reinforcements arranged between the plurality of steel frame end side concentrated horizontal reinforcements and the column at a third density lower than the first density and the second density; and a plurality of second intermediate horizontal reinforcements arranged between the plurality of steel frame end side concentrated horizontal reinforcements and the plurality of steel frame center side concentrated horizontal reinforcements and arranged at a fourth density lower than the first density and the second density,
The design method includes calculating an ultimate strength qfr of a joint interface between the beam concrete and the slab concrete according to the following formula (1):

(1)
In formula (1),
μ eq is the friction coefficient of the joining surfaces,
A a w is the sum of the cross-sectional areas of the multiple steel frame central concentrated horizontal reinforcements,
A σ wy is the yield strength or reference strength (F value) of each of the plurality of steel frame central concentrated horizontal reinforcements,
s a w is the sum of the cross-sectional areas of the second intermediate transverse reinforcements,
s σ wy is the yield strength or reference strength (F value) of each of the second intermediate transverse reinforcements;
o a w is the sum of the cross-sectional areas of the multiple steel frame end side concentrated transverse reinforcements,
o σ wy is the yield strength or reference strength (F value) of each of the plurality of steel frame end side concentrated horizontal reinforcements,
e a w is the sum of the cross-sectional areas of the first intermediate transverse reinforcements,
e σ wy is the yield strength or reference strength (F value) of each of the first intermediate transverse reinforcements;
σ 0 is the average vertical stress on the joint surface,
b' is the effective width of the beam concrete at the upper flange position of the pair of flanges,
l c is the length of the concrete beam in the direction of extension of the steel beam, design method.
前記梁は、前記複数の梁主筋と交差し、前記複数の梁主筋を囲む複数の差し筋をさらに含み、
前記梁コンクリートは、前記複数の差し筋の一部を埋め込み、
前記スラブコンクリートは、前記複数の差し筋の他の一部を埋め込み、
前記設計方法は、以下の式(2)に従って前記終局強度qfrを算出することを含み、

(2)
swは前記複数の差し筋の断面積の総和であり、
swσwyは前記複数の差し筋のそれぞれの降伏強度または基準強度(F値)である、請求項23に記載の設計方法。
The beam further includes a plurality of insert bars that intersect the plurality of beam main bars and surround the plurality of beam main bars;
The beam concrete has a part of the plurality of insert bars embedded therein,
Another part of the plurality of insert bars is embedded in the slab concrete.
The design method includes calculating the ultimate strength q fr according to the following equation (2):

(2)
sw a w is the sum of the cross-sectional areas of the multiple insert bars,
24. The design method according to claim 23, wherein swσwy is the yield strength or reference strength (F value) of each of the plurality of piercing bars.
前記摩擦係数μeqは、以下の式で表され、

上記式において、
μは前記鉄骨と前記スラブコンクリート間の摩擦係数であり、
は前記ウェブの法線に平行な方向における前記フランジの長さであり、
は前記鉄骨の前記長手方向における前記鉄骨が前記梁コンクリートに埋め込まれた部分の長さであり、
μrcは前記梁コンクリートと前記スラブコンクリート間の摩擦係数であり、
bは前記法線に平行な前記方向における前記梁コンクリートの長さであり、
は前記鉄骨の前記長手方向における、前記鉄骨から前記柱までの距離である、請求項23に記載の設計方法。
The friction coefficient μ eq is expressed by the following formula:

In the above formula,
μ s is the friction coefficient between the steel frame and the slab concrete,
Bs is the length of the flange in a direction parallel to the normal to the web;
l j is the length of the portion of the steel frame embedded in the beam concrete in the longitudinal direction of the steel frame,
μ rc is the friction coefficient between the beam concrete and the slab concrete,
b is the length of the beam concrete in the direction parallel to the normal line;
The design method according to claim 23, wherein l e is the distance from the steel frame to the column in the longitudinal direction of the steel frame.
前記鉄骨と前記スラブコンクリート間の前記摩擦係数μは、0.40以上0.90以下の範囲から選択される、請求項23に記載の構造体の設計方法。 24. The method for designing a structure according to claim 23, wherein the friction coefficient μs between the steel frame and the slab concrete is selected from the range of 0.40 to 0.90. 前記スラブコンクリートの強度は、前記梁コンクリートよりも強度が低い、請求項23に記載の設計方法。 The design method according to claim 23, wherein the strength of the slab concrete is lower than the strength of the beam concrete.
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