JP2016156155A - 最上階における柱と梁との接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】所定強度を確保しつつ配筋量の増加を抑えることができるとともに、施工性を向上させることができる最上階における柱と梁との接合構造を提供する。
【解決手段】鉄筋コンクリート構造物の最上階で柱Ａと梁Ｂとが接合される柱頭部Ｔにおいて、柱Ａの柱主筋１の上端部および梁Ｂの梁主筋２の端部にはそれぞれ拡径部１ａ、２ａが形成され、梁主筋２のうち梁上端筋２Ａが下方に向けて折り曲げられ、その折曲げ部分の端部が柱頭部Ｔ内に配筋されてなり、柱頭部Ｔには、梁上端筋２Ａの上方から開口側を下方に向けて配筋されたコ字状のかんざし筋５と、対向する柱主筋１、１同士を連結する柱拘束筋６と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄筋コンクリート構造物において、最上階における柱と梁との接合構造に関する。

従来、鉄筋コンクリート構造物の最上階における柱と梁との接合構造では、柱と梁がＬ形に接合する構造において、梁主筋の梁上端筋の端部部分を折り曲げた先端部を梁下の位置まで伸ばして定着されているのが一般的である。
また、鉄筋端部には、雌ねじ加工された定着板を取り付ける機械式鉄筋定着工法も採用されている（例えば、特許文献１参照）。さらに他の機械式鉄筋定着工法として、例えば定着板の鉄筋端部への接合を摩擦圧接としたマイティヘッド（登録商標）工法や、鉄筋端部に熱間加工により拡径部を形成した鉄筋を用いるＴヘッド（登録商標）工法なども知られている。

図５は、上述したマイティヘッド工法を用いた接合構造の一例を示している。この接合構造１００は、鉄筋コンクリート構造物の最上階の柱１０１と梁１１０とがＬ形に接合されていて、柱主筋１０２の上端部には定着板１０３が設けられている。また、その柱梁接合部内の梁主筋１１１（１１１Ａ、１１１Ｂ）の端部には定着板１１２が設けられているとともに、梁上端筋１１１Ａは柱１０１内において折り曲げ配筋されている。さらに、梁上端筋１１１Ａ上において、コ字形の柱頭補強筋（かんざし筋１１３）が開口を下側に向けて梁軸方向と直交する方向に配筋されているとともに、Ｊ字形に形成されたＪ形補強筋１１４が配筋されている。

特開２００４−１００３６９号公報

しかしながら、上述したような従来の最上階における柱と梁との接合構造では、以下のような問題があった。
すなわち、上述したＴヘッド工法の場合は、柱主筋の上端部の定着板（拡径部）の上に、 梁上端筋を配置する必要がある。そのため、上述の特許文献１やマイティヘッド工法のように、柱定着板の上に梁上端筋を配置することができない構造のため、柱主筋の定着部の上方から梁上端筋を所定位置にまで落とし込む作業が困難となり、施工性が低下するという問題があった。

また、上述した特許文献１やマイティヘッド工法において、鉄筋コンクリート構造物の最上階の柱と梁がＬ形に接合する場合は、かんざし筋及びＪ形補強筋を使用するので配筋量が増えるという問題があった。さらに、配筋量の増加は施工のやりにくさを助長するという課題があった。
このように、配筋量の増大を抑えることと、施工性の向上を図ることとをバランスよく達成することが求められており、その点で改良の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、所定強度を確保しつつ配筋量の増加を抑えることができるとともに、施工性を向上させることができる最上階における柱と梁との接合構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る最上階における柱と梁との接合構造は、鉄筋コンクリート構造物の最上階で柱と梁とが接合される柱頭部において、前記柱の柱主筋の上端部および前記梁の梁主筋の端部にはそれぞれ拡径部が形成され、前記梁主筋のうち梁上端筋が下方に向けて折り曲げられ、その折曲げ部分の端部が柱頭部内に配筋されてなる最上階における柱と梁の接合構造であって、前記梁上端筋の上方から開口側を下方に向けて配筋されたコ字状のかんざし筋と、対向する前記柱主筋同士を連結する柱拘束筋と、を備えたことを特徴としている。

本発明では、最上階の柱と梁とが接合する柱頭部において、対向する柱主筋同士が柱拘束筋によって連結することで、対向する柱主筋同士が一体的に配筋され、複数の柱主筋が効果的に拘束されることになる。これにより、梁上端筋を柱主筋の拡径部よりも上側に配筋することが可能になるとともに、横補強筋（接合部内のフープ筋）やかんざし筋の配筋量を減らすことができ、さらに従来用いられていたようなＪ形補強筋が不要になる。このように柱拘束筋を設けることで、柱頭部において所定の強度を確保しつつ配筋量の増加を抑えることが可能となる。

そして、上述したように梁上端筋を柱主筋の拡径部よりも上方に配筋できるうえ、柱主筋の端部が定着板ではなく拡径部であるので、端部に折曲げ部分を有する梁上端筋を柱主筋の上方から所定位置にまで落とし込む作業を容易に行うことができ、施工性の向上を図ることができる。
さらに、柱拘束筋によって柱頭部の柱主筋の拘束力が増大されるので、前述のＪ形補強筋を不要になることに加え、梁上端筋の折曲げ部分の定着板を付けた端部を柱頭部内に位置させる構造となる。そのため、前記折曲げ部分の端部が柱梁接合部となる柱頭部よりも下方の柱内まで延在させる必要がなくなり、鉄筋量を減らすことができる。

また、柱拘束筋を設けることで梁上端筋を柱主筋の拡径部よりも上方に配筋することができるので、柱主筋の上端部が梁上端筋よりも上方に位置する場合のように最上階の柱頭部のスラブ厚が周囲より高くなることがなく、最上階のスラブを全体的に平坦に形成することができる。

また、本発明に係る最上階における柱と梁との接合構造は、前記柱拘束筋の両端部には、それぞれＪ型またはＵ型に折り曲げ加工して形成されたフック部を有していることが好ましい。

この場合には、対向する柱主筋のそれぞれを柱拘束筋のフック部で引っ掛けて掛止させることで容易に連結させる構成となるので、柱拘束筋を容易にかつ確実に柱主筋に連結させることができ、柱拘束筋の施工性を向上させることができる。

また、本発明に係る最上階における柱と梁との接合構造は、前記柱拘束筋は、前記柱主筋の拡径部寄りの高さの位置に設けられていることが好ましい。

本発明によれば、柱拘束筋が柱主筋の拡径部部分で連結されるので、拡径部の定着力を柱主筋同士の拘束力によって増大させることができる利点がある。

本発明の最上階における柱と梁との接合構造によれば、最上階の柱と梁との接合部における柱頭部の柱主筋に柱拘束筋を配筋することで、所定強度を確保しつつ横補強筋などの配筋量の増加を抑えることができるとともに、施工性を向上させることができる。

本発明の実施の形態による鉄筋コンクリート構造物の最上階の接合構造の水平断面図である。 図１に示すＸ−Ｘ線断面図である。 （ａ）はかんざし筋の斜視図、（ｂ）は柱拘束筋の斜視図である。 （ａ）は接合構造の柱せん断力と層間変形角との関係を示した図、（ｂ）は従来の接合構造の柱せん断力と層間変形角との関係を示した図である。 従来のマイティヘッド工法を適用した場合の鉄筋コンクリート構造物の最上階の接合構造の縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態による最上階における柱と梁との接合構造について、図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示すように、本実施の形態による最上階における柱と梁の接合構造は、鉄筋コンクリート構造物の最上階の主柱に当たる柱Ａと、この柱Ａに対して直交するように設けられる２本の大梁に当たる一方の梁Ｂ１および他方の梁Ｂ２とで構成されている。ここで、本実施の形態では、柱Ａと梁Ｂとの接合部分を柱頭部Ｔという。なお、図面は、発明の理解を容易にするために、コンクリートを除いて示されている。図２は、図１のＸ−Ｘ線断面図を示していて、Ｌ形の接合の例を示している。

柱Ａは、異形鉄筋等からなる複数の柱主筋１を含んで構成されている。柱主筋１は、柱軸方向から見て略正方形の周囲に沿って互いに所定の間隔を保って配置されている（図１参照）。複数の柱主筋１の上端部には、それぞれ拡径部１ａが形成されている。

梁Ｂ１、Ｂ２は、同一構成であるので、ここでは符号Ｂ１の一方の梁を中心にして符号Ｂとして以下説明する。梁Ｂの梁主筋２は、図２に示すように、梁軸方向から見て縦長の四角形の上辺に互いに所定の間隔を保って配置される複数の梁上端筋２Ａ、及びその下辺に互いに所定の間隔を保って配置される複数の梁下端筋２Ｂを含んで構成されている。この縦長の四角形の大きさは、図１に示されるように、柱軸方向から見たときの柱Ａの四角形より小さくなるように決められている。そして、梁上端筋２Ａは、柱主筋１の拡径部１ａよりも上方に位置している。
なお、柱頭部Ｔにおいて他方の梁Ｂ２の梁上端筋２Ａの上側に一方の梁Ｂ１の梁上端筋２Ａが位置するように配置されている（図２参照）。

梁上端筋２Ａおよび梁下端筋２Ｂは、柱主筋１と同様に異形鉄筋等からなるとともに、それら端部には拡径部２ａが形成されている。そして、梁主筋２のうち梁上端筋２Ａは、その端部側が下方に向けて折り曲げられ、その折曲げ部分の端部（拡径部２ａ）が柱頭部Ｔ内に配筋されている。この折曲げ部分の拡径部２ａは、梁下端筋２Ｂの端部（拡径部２ａ）近くまで折り曲げられている。

複数の柱主筋１は、柱軸方向に所定の間隔を保って設けられる複数の柱フープ筋３によって囲繞されている。
梁上端筋２Ａおよび梁下端筋２Ｂは、梁軸方向に所定の間隔を保って配置される梁フープ筋４によって囲繞されている。

また、柱頭部Ｔには、梁上端筋ｘ２Ａの上方から開口側を下方に向けて配筋されたコ字状のかんざし筋５と、対向する柱主筋１、１同士を連結する柱拘束筋６とを備えている。

かんざし筋５は、図３（ａ）に示されるように、異形鉄筋等の周知の棒状の鋼材をコ字形に形成され、梁上端筋２Ａ上で、かつ梁軸方向と直交する方向に跨ぎ、下端部５ａが梁下端筋２Ｂの近くの位置となるように延在している。かんざし筋５は、梁軸方向に沿って所定の間隔を保って複数本設けられている。
かんざし筋５は、梁上端筋２Ａおよび梁下端筋２Ｂが柱頭部Ｔ内に組み込まれた後に、梁上端筋２Ａの上方から互いに所定の間隔を保って複数本が配置される。

柱拘束筋６は、図３（ｂ）に示すように、異形鉄筋等の周知の棒状の鋼材からなり、所定長さの棒材の両端部側をそれぞれ略１８０度に折り曲げ加工して形成されたＪ型またはＵ型のフック部６ａを有している。柱拘束筋６の長さ寸法は、対向する柱主筋１、１間の間隔に等しくなっている。さらに、フック部６ａは、棒状の柱主筋１を引っ掛ける大きさに折り曲げられている。

複数の柱拘束筋６は、図１及び図２に示すように、四角形状に配置される複数の柱主筋１、１、…のうち四隅を除いた対向する柱主筋１、１同士を連結し、それぞれが柱主筋１の拡径部１ａ寄りの高さの位置に配筋されている。柱拘束筋６は、梁軸方向に沿う縦横に直交する二方向に配筋されることになり、上面視で格子状に配置されている。
このような柱拘束筋６の施工は、上述したかんざし筋５の施工前に行われる。柱拘束筋６の両端部にフック部６ａを有しているので、柱主筋１に対する柱拘束筋６の取り付けを容易に行うことができる。

次に、上述した最上階における柱と梁との接合構造の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
本実施の形態では、図１及び図２に示すように、最上階の柱Ａと梁Ｂとが接合する柱頭部Ｔにおいて、対向する柱主筋１、１同士が柱拘束筋６によって連結することで、対向する柱主筋１、１同士が一体的に配筋され、複数の柱主筋１、１、…が効果的に拘束されることになる。これにより、梁上端筋２Ａを柱主筋１の拡径部１ａよりも上側に配筋することが可能になるとともに、かんざし筋５の配筋量を減らすことができ、さらに従来用いられていたようなＪ形補強筋が不要になる。このように柱拘束筋６を設けることで、柱頭部Ｔにおいて所定の強度を確保しつつ配筋量の増加を抑えることが可能となる。

例えば、梁上端筋２Ａと梁下端筋２Ｂとの間に配置される柱フープ筋３の柱断面積に占める量（比率）は、柱拘束筋６を設けずに柱フープ筋３、かんざし筋５、および図５に示すようなＪ形補強筋のみによって補強されるマイティヘッド工法による従来の接合構造が０．６％であるのに対して、柱拘束筋６を設けた本実施の形態では０．４％に減少することができる。なお、この柱フープ筋３の比率には、かんざし筋５と柱拘束筋６は含まない。

そして、上述したように梁上端筋２Ａを柱主筋１の拡径部１ａよりも上方に配筋できるうえ、柱主筋１の端部が定着板ほど大径とならない拡径部１ａであるので、端部に折曲げ部分を有する梁上端筋２Ａを柱主筋１の上方から所定位置にまで落とし込む作業を容易に行うことができ、施工性の向上を図ることができる。

さらに、柱拘束筋６によって柱頭部Ｔの柱主筋１の拘束力が増大されるので、前述のＪ形補強筋を不要になることに加え、梁上端筋２Ａの定着板を付けた折曲げ部分の端部（拡径部２ａ）を柱頭部Ｔ内に位置させる構造となる。そのため、前記折曲げ部分の端部が柱梁接合部となる柱頭部Ｔよりも下方の柱Ａ内まで延在させる必要がなくなり、鉄筋量を減らすことができる。

また、柱拘束筋６を設けることで梁上端筋２Ａを柱主筋１の拡径部１ａよりも上方に配筋することができるので、柱主筋１の上端部が梁上端筋２Ａよりも上方に位置する場合のように最上階の柱頭部のスラブ厚が周囲より高くなることがなく、最上階のスラブを全体的に平坦に形成することができる。

この場合には、対向する柱主筋１、１のそれぞれを柱拘束筋６の両端に設けられるＪ型またはＵ型のフック部６ａで引っ掛けて掛止させることで容易に連結させる構成となるので、柱拘束筋６を容易にかつ確実に柱主筋１に連結させることができ、柱拘束筋６の施工性を向上させることができる。

また、柱拘束筋６が柱主筋１の拡径部１ａ部分で連結されるので、拡径部１ａの定着力を柱主筋１、１同士の拘束力によって増大させることができる利点がある。

上述のように本実施の形態による最上階における柱と梁との接合構造では、最上階の柱Ａと梁Ｂとの接合部における柱頭部Ｔの柱主筋１に柱拘束筋６を配筋することで、所定強度を確保しつつ横補強筋などの配筋量の増加を抑えることができるとともに、施工性を向上させることができる。

次に、上述した実施の形態による最上階における柱と梁との接合構造の効果を裏付けるために行った実施例について以下説明する。

（実施例）
次に、図４（ａ）、（ｂ）において柱せん断力（ｋＮ）と層間変形角（％ｒａｄ）との関係を示した図を用いて、上述した実施の形態のかんざし筋５及び柱拘束筋６の配筋された構成からなる実施例による接合構造（最上階のＬ形の柱頭部Ｔ）が従来の比較例による接合構造と同様の設計強度を有していることを確認した。ここでは、実施例と比較例のそれぞれについて建物に変動軸力を作用させることによる構造実験を行った。

図４（ａ）はかんざし筋及び柱拘束筋が配筋された実施例による接合構造の柱せん断力と層間変形角との関係を示しており、４図（ｂ）は柱拘束筋を備えず梁上端筋を柱の下方に所定長さ落とし込むようにして配筋した比較例による接合構造の柱せん断力と層間変形角との関係を示している。なお、図４（ａ）に示す実施例による接合構造のかんざし筋量は、柱断面積に対して０．２４％であり、図４（ｂ）に示す比較例で０．１２％と比較して２倍となる。

つまり、本実施例による図４（ａ）の柱せん断力と層間変形角との関係図は、比較例による図４（ｂ）の柱せん断力と層間変形角との関係図と同様な構造試験結果となっている。すなわち、本実施例では、構造実験体に変動軸力を作用させたとき、図４（ａ）、（ｂ）に示すように実施例、比較例ともに柱梁接合部で損傷が進行せず、耐力低下のない安定した履歴を示す結果が得られた。
したがって、本実施例の接合構造が設計強度を十分に満足することを確認することができる。

以上、本発明による最上階における柱と梁との接合構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では、柱拘束筋６が柱主筋１の拡径部１ａ側の高さに配筋されているが、この高さ位置に制限されることはく、例えば柱頭部Ｔの柱軸方向の略中間部分でも良いし、下側の位置であってもかまわない。
また、柱拘束筋６の両端部に形成されるフック部６ａの形状としてＪ型またはＵ型で１８０度折り曲げた形状としているが、他の形状であっても良い。フック部の形状として、例えばＬ字に折り曲げた形状とすることも可能である。

また、梁上端筋の折り曲げ部分の長さ寸法、かんざし筋５の本数、柱フープ筋３および梁フープ筋４の本数、柱主筋１および梁主筋２の拡径部１ａ、２ａの形状や大きさなどの構成は、柱拘束筋６の配筋状態に応じて適宜設定されるものである。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

Ｔ 柱頭部
Ａ 柱
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２ 梁
１ 柱主筋
１ａ 柱主筋の拡径部
２ 梁主筋
２ａ 梁主筋の拡径部
２Ａ 梁上端筋
２Ｂ 梁下端筋
３ 柱フープ筋
４ 梁フープ筋
５ かんざし筋
６ 柱拘束筋
６ａ フック部

Claims (3)

1. 鉄筋コンクリート構造物の最上階で柱と梁とが接合される柱頭部において、前記柱の柱主筋の上端部および前記梁の梁主筋の端部にはそれぞれ拡径部が形成され、前記梁主筋のうち梁上端筋が下方に向けて折り曲げられ、その折曲げ部分の端部が柱頭部内に配筋されてなる最上階における柱と梁の接合構造であって、
   前記梁上端筋の上方から開口側を下方に向けて配筋されたコ字状のかんざし筋と、
   対向する前記柱主筋同士を連結する柱拘束筋と、
   を備えたことを特徴とする最上階における柱と梁との接合構造。
2. 前記柱拘束筋の両端部には、それぞれＪ型またはＵ型に折り曲げ加工して形成されたフック部を有していることを特徴とする請求項１に記載の最上階における柱と梁との接合構造。
3. 前記柱拘束筋は、前記柱主筋の拡径部寄りの高さの位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の最上階における柱と梁との接合構造。

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