JPH03224935A - 鉄筋又は鉄骨・鉄筋コンクリート構造物の梁部貫通孔周辺補強材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鉄筋又は鉄骨・鉄筋コンクリート構造物の梁
部貫通孔周辺の補強材の改良に関するものである。

［従来の技術と発明が解決すべき課題］鉄筋又は鉄骨・
鉄筋コンクリート構造物の梁部においては、空調、給排
水、配電のために貫通孔（以下単に孔という）が穿設さ
れるか、この孔部分は構造的に弱くなることから、孔周
辺を補強しなければならない。この補強手段としては、
鉄筋を組んだ金網にて貫通孔周辺を補強することが行な
われている。

一般に、この梁の孔周辺を鉄筋の金網で補強する場合、
強度的な面からは、孔周辺にがかるせん断力に対しては
孔を中心に斜方向の鉄筋の配置が必要で、特に、孔中心
部より４５度方向の線上と直交する斜方向の鉄筋の配置
が最も望ましい。

また、施工面では、補強材の金網の外形が方形で角が張
出している場合、取付は時この角が邪魔になり作業が行
ない難く、角が無い方が望ましい。更に、金網を厚さ方
向で考えた場合、鉄筋相互が溶接で３層（３重）になっ
ている場合、コンクリートを補強材の部分に打設する時
、コンクリートの流動性が阻害され、コンクリートの充
填性が不充分になるおそれがあるので、金網は出来るだ
け２層で構成する方が好ましいことも分かっている。

また更に、実験により従来の様に孔に対して水平方向と
斜方向に該当する部分に鉄筋を均一に配置したものでは
、一部の形態のものを除いて水平方向に該当する部分の
強度が不足する場合のあることが分った。

方、これらの点を考慮して、従来の補強材を考えると、
例えば、特公昭４４−２１２６０号の実施例において、
補強材は孔に対して斜方向の鉄筋を直交させた２層の長
方形のものより成り、強度的には非常に優れているが、
外形が長方形であるため角が出ており、取付作業が行な
い難いことがある。

他方、特公昭５９−１０４５４号に示されているものは
、施工性については余り問題はないが、孔に対して水平
方向に該当する部分の補強筋量が不足しているため、こ
の部分が強度面で劣る。

本発明は、これらの従来技術の問題点を改良するために
成されたもので、強度面において、孔に対して水平方向
に該当する部分の強度を高め、耐震性能を向上させたも
のである。また施工面では補強材の方形の角にあたる部
分を無くし、又厚さを２層とすることにより良好な施工
性をもたせようとするものである。

［課題を解決するための手段コ この目的を達成するための本発明の補強材は、以下の通
りである。

すなわち、第１発明は、 水平な鉄筋の両端で一定の傾斜角度を保）て曲げ、左右
の傾斜させた部分の角度及び長さを同とした主筋と主筋
同士を連結する補助筋から成る補強材において、 上部部分は、 複数の主筋が同一平面上で水平部分を平行に定の間隔を
保って配置され、主筋の水平部分における補助筋が主筋
と斜交し、補助筋が、主筋の水平部分の中心線から左右
対称となるように、しかも主筋に対して同一面側に配置
されて主筋と連結された外形かほぼ口形の形状から成り
、下部部分は、 上部部分の補助筋と同一面側に、複数の主筋が同一平面
上で水平部分を平行に一定の間隔を保つて配置され、主
筋の水平部分における補助筋が主筋と斜交し、補助筋が
、主筋の水平部分の中心線から左右対称となるように、
さらに上部部分の主筋と同一面側に配置されて主筋と連
結された外形がほぼ口形の形状から成り、 上部部分と下部部分の互いの主筋の傾斜させた部分、又
は主筋の傾斜させた部分と最も外側にある主筋の傾斜さ
せた部分からの垂直な延長部分が重ね合って連結されて
おり、外形がほぼ８角形で２層から成ることを特徴とす
る鉄筋又は鉄骨・鉄筋コンクリート構造物の梁部貫通孔
周辺補強材。

また、第２発明は、 水平な鉄筋の両端で一定の傾斜角度を保って曲げ、さら
に、その延長部分を垂直に曲げて、左右の傾斜させた部
分の角度及び長さを同一とした主筋１０−１とＶ字型に
曲げた主筋１０−２及びこれら主筋同士を連結する、水
平な鉄筋の両端で一定の傾斜角度を保って曲げ左右の傾
斜させた部分の角度及び長さを同一とした補助筋２０か
ら成る補強材において、 上部部分は、 主筋１Ｏ−１の水平部分の中央に主筋１０−２の逆Ｖ字
型の頂点が固定され、主筋１０−１の一端の傾斜させた
部分と主筋１０−２の一辺の傾斜した部分及び主筋１０
−１の他端の傾斜させた部分と主筋１０−２の他辺の傾
斜した部分が各々互いに同一平面上で平行に配置され、
補助筋２０は主筋１Ｏ−１と１０−２に同一面側で交叉
しており、しかも補助筋２０の水平部分と主筋１０−１
の水平部分は互いに平行で、補助筋２０の傾斜させた部
分と主筋１０−１が連結された外形がほぼ口形の形状か
ら成り、 下部部分は、 上部部分の補助筋２０と同一面側に、主筋１０−１の水
平部分の中央に主筋１０−２のＶ字型の底点が固定され
、主筋１０−１の一端の傾斜させた部分と主筋ｌ〇−２
の一辺の傾斜した部分及び主筋１０−１の他端の傾斜さ
せた部分と主筋１０−２の他辺の傾斜した部分が各々互
いに同一平面上で平行に配置され、上部部分の主筋１０
弓及び１０−２と同一面側で、補助筋２０は主筋１０−
１と１０−２に交叉しており、しかも補助筋２０の水平
部分と主筋１０−１の水平部分は互いに平行で、補助筋
２０の傾斜させた部分と主筋１０−１が連結された外形
がほぼ口形の形状から成り、上部部分と下部部分の互い
の主筋１０−１及び１０−２の傾斜させた部分と傾斜さ
せた部分からの垂直な延長部分が重ね合って連結されて
おり、外形がほぼ８角形で２層から成ることを特徴とす
る鉄筋又は鉄骨・鉄筋コンクリート構造物の梁部貫通孔
周辺補強材。

［作用］ このように本発明の補強材は、鉄筋からなる主筋と補助
筋とを合理的に配置し、強度面において、第１発明は、 孔の斜方向に該当する部分に対しては、主筋の傾斜させ
た部分を配し、孔の水平方向に該当する部分に対しては
、主筋の水平部分、と主筋の水平部分に斜交する補助筋
を配することにより、また、第２発明は、 孔の斜方向に該当する部分に対しては、主筋ｌ〇−１の
傾斜させた部分、と主筋１Ｏ−２の辺の傾斜した　０ 部分を配し、孔の水平方向に該当する部分に対しては、
主筋１０−１の水平部分、補助筋２０の水平部分及び、
主筋１０−２の逆Ｖ字型の頂点く又はＶ字型の底点）近
くの傾斜した部分を配することにより、層強度を高め、
耐震性能を向上させたものである。ｈζ工面では補強材
の方形の角にあたる部分を無くし、又厚さを２層とする
ことにより良好な施工性を発揮することが出来る。

［発明の詳細な 説明の補強材は以下の考え方に基くものである。

水平方向の主筋と斜方向の主筋を溶接で重ね２層となる
ことを避け、補強材の上部部分と下部部分において、望
ましい方向の角度に屈曲させた一体の鉄筋な主筋として
同一・平面上に複数配置して用いることにより、１層と
し、主筋同士を連結する補助筋を主筋に対して同一面側
に配置して２層とし、全体が２層となる様にする。この
構成により孔の水平方向に該当する部分に斜筋が配置さ
れており、外形は角の取れたほぼ８角形で、内部に１ 梁の孔が入るほぼ６角形の空間部のある、厚さは２層の
形状の補強材が得られる。

この構成により、孔の水平方向に該当する部分の強度が
同温し、耐震性に優れ、施工性が良い。

また、製造時、製造工程が簡単で自動化し易い利点があ
る。

以下、説明の都合上、略図により本発明の詳細な説明す
る。

まず、第１発明は以下の通りである。

第１図において、水平な鉄筋をその両端で一定の傾斜角
度θ１で曲げ、これら左右の傾斜させた部分の長さ及び
角度を同一としたものを主筋Ａとする。上部部分Ｃ１は
主筋Ａが複数本（図では３本）同一平面上で、水平部分
を平行に一定の間隔を保って配置され、補助筋Ｂが、主
筋Ａの水平部分において主筋Ａと斜交し、更に、主筋Ａ
の傾斜させた部分において交叉しく第１発明においては
必ずしも主筋の傾斜させた部分において交叉する補助筋
を必要としない。）、複数（図では６本）適当な間隔を
置いて、主筋Ａの水平部分の中心線　２ から左右対称となる様に、しかも主筋Ａに対して同一面
側に配置され、主筋Ａと補助筋Ｂの交点を溶接で連結し
た形状のものがら成る（図において、実線は１層目を、
点線は２層目を示す）。上部部分Ｃ１は外形がほぼ口形
となっている。

次に第２図に上部部分ＣＩと上部部分を１８０度対称と
した形の下部部分Ｃ２から成る補強材を示す。

下部部分Ｃ２は、 上部部分の補助筋と同一面側に、３木の主筋が同−平面
斗で水平部分を平行に一定の間隔を保フて配置され、補
助筋が、主筋の水平部分において２木主筋と斜交し、主
筋の傾斜させた部分において４本交叉し、主筋の水平部
分の中心線から左右対称になる様に、しかも、上部部分
の主筋と同一面側に配置された外形がほぼ口形の形状か
ら成っている（図において、実線は１層目、点線は２層
目」を示す）。

上部部分Ｃ１と下部部分Ｃ２の相互の主筋Ａの傾斜させ
た部分の重ね合った各交点が溶接で連結　３ されている（又は、上部部分と下部部分のお互いの主筋
の傾斜させた部分、と最も外側にある主筋の傾斜させた
部分からの垂直な延長部分が重ね合って溶接で連結され
ている一図示せず）。

補強材は、 外形がほぼ８角形で中央内部は梁の孔が入る６角形の空
間を持ち、鉄筋を２層に重ねた形状である。

第１図において、主筋Ａの傾斜させた部分の角度θ１は
、補強材の耐せん断力の点からは４５度が好ましいが、
３５〜５５度でも問題ない。また、配置された主筋の水
平部分から傾斜させた部分に変る曲点りは、各主筋の同
一位置の各回点りを結ぶ線が直線上にあることが設計上
望ましく、主筋Ａの水平部分に対して左右の曲点り間を
結んで出来る角度θ２は９０度が好ましいが、６０〜１
２０度でも問題はない。ただし、上記θ１．θ２の角度
か上記の範囲を犬きくはずれて来ると、補強材の長さが
横又は縦に長くなり過ぎて不都合が生じる。

次に、補助筋Ｂは、主筋Ａ同士を連結する役目　４ と、コンクリートとの定着性を良くするためと、ひび割
れ進展を抑止する効果を持つが、特に、主筋の水平部分
において主筋と斜交する補助筋は、孔の水平方向に該当
する部分の補強筋量の不足を補って耐震性能を向トさせ
る効果がある。斜交の角度としてはほぼ４５度とするこ
とが最も効果的である。

従来の鉄筋コンクリート計算規準における有孔梁のせん
断耐力の計算においては、第３図に示すように、開孔部
センター斜め４５度方向に発生するせん断ひび割れを抑
止することを前提に孔の斜方向に該当する部分の鉄筋の
補強筋量を設定し、孔に対して水平方向と斜方向に該当
する部分に鉄筋を均一に配置していた。即ち、孔に対し
て斜方向に該当する部分の強度が満足されていれば、水
平方向に該当する部分の強度は当然に満足されているも
のとしていた、しかし、場合により水平方向に該当する
部分の補強筋量が少ない場合があり、水平方向に該当す
る部分の強度が足りず、開孔部センター斜め４５度方向
のせん断ひび割れに先行し　５ て、水平方向に該当する部分に発生する開孔部上下接線
方向のせん断ひび割れが進展し、梁が破壊する場合があ
ることが分った。例えば、せん断スパン比が比較的小さ
く、開孔比径（開孔径／梁せい）が大きいという非常に
厳しい応力条件下においては、補強筋量のより少ない箇
所、特に開孔部上下の接線方向（第３図参照）にせん断
ひび割れが発生し、これが更に、水平方向に該当する部
分の鉄筋をまたぐように進展し、梁が破壊する傾向があ
る。そのため水平方向に該当する部分についても斜方向
に該当する部分と同等な補強筋量を必要とすることが分
った。

即ち、主筋Ａの水平部分と補助筋Ｂを直交させた第４図
及び主筋への水平部分と補助筋Ｂを斜交させた第５図の
ものを使用した有孔梁について行なったせん断力縁り返
し載荷実験において、斜交した補助筋Ｂが開孔部接線方
向のせん断ひび割れの進展を充分抑止し、ひび割れが広
範囲に分散されることにより耐力及び変形能が向上する
ことが、第６図、第７図により確認されている。木実　
６ 験の部材角：　Ｉ／１００でのひび割れ図を第６図に示
す。図中実線は正加力時のひび割れを、破線は負加力時
′のひび割れを示す。また、本実験の荷重−変形曲線の
包絡線図を第７図に示す。

補助筋の形状は直線の棒状のもの、折曲げられたＶ状、
或は図示のようなＷ状等主筋と連結される形状のもので
あれば、いずれのものでも良い。

又、主筋の水平部分の強度をより向上させるためには、
水平部分にメツシュ金網、エキスバンド鋼板等を使用す
ることも出来る。

第２発明は以下の通りである。

第８図において、水平な鉄筋をその両端で傾斜角度θ１
ｏで曲げ、これら左右の傾斜させた部分の長さを同一と
し、更にそれらの延長部分を垂直に曲げたものを主筋１
０−１、主筋１０−１の水平部分に対する傾斜角度をθ
１ｏとしてＶ字型に曲げ２辺の長さを同一としたものを
主筋１Ｏ−２、また、水平な鉄筋の両端で一定の傾斜角
度を保って曲げ、左右の傾斜させた部分の角度及び長さ
を同一としたものを補助筋２０とする。

　７ 上部部分Ｃ１ｏは、主筋１０−１の水平部分の中央に主
筋１０−２の逆Ｖ字型の頂点が固定され、主筋１Ｏ−１
の傾斜させた部分と主筋１０−２の傾斜した部分が同一
平面上で平行に配置され、補助筋２ｏは主筋１ｏ−１と
１０−２に同一面側で交叉し、補助筋２０の水平部分と
主筋１Ｏ−１の水平部分は互いに平行で、補助筋２０の
傾斜させた部分と主筋１０−１が連結された外形がほぼ
口形の形状から成る（図において、実線は１層目を、点
線は２層目を示す）。

次に、第９図に、上部部分ＣＩＯと上部部分を１８０度
対称とした形の下部部分Ｃ２０から成る補強材を示す。

下部部分Ｃ２０は外形がほぼ口形の形状をしていて、補
強材は上部部分Ｃ１ｏと下部部分Ｃ２ｏのお互いの主筋
の傾斜させた部分、と主筋の傾斜させた部分からの垂直
な延長部分が重ね合った各交点が溶接で連結されている
（図において、実線は１層目を、点線は２層目を示す）
。

第２発明においても第１発明と同様に、孔の水平方向に
該当する部分を斜筋により補強している　８ ので、耐震性能を向上させる効果がある。

本発明の補強材を製造する時、補強材の１層目に該当す
る主筋と補助筋を１層目に配置し、次に２層目に該当す
る主筋と補助筋を２層目に配置して連結する場合、又は
上部部分く下部部分）に当る部品を作っておき、それら
２個を組合せて連結する場合等が考えられる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の梁貫通孔補強材は、強度
面では耐震性能を向上させることができ、施工面では厚
さが２層から成っており、しかも外形は方形でなく角が
取れているので施工し易い。

［実施例］ 第１０図〜第１２図に本発明の第１発明の、第１３図に
第２発明の実施例を示す。図において、斜線で示されて
たものは１層目で、斜線の無いものが２層目であること
を示す。

第１θ図は、中央部に梁の孔が位置する空間部３を有し
、該空間部を挟んで上下それぞれ２本の平　９ 行に配置した主筋１と主筋に斜交して溶接される棒状の
補助筋２とから形成される補強材を示している。図示の
例では上部部分の主筋と下部部分の補助筋が１層目で１
．Ｅ部部分の補助筋と下部部分の主筋が２層目となって
いる。

また、第１１図及び第１２図の例においては、Ｗ状の補
助筋２を使用し、最も外側にある主筋１は、主筋の水平
部分に続く左右の傾斜させた部分の延長線を更に、垂直
方向に一定の長さ延ばした補強材を示している。

第１３図は、主筋１０−１の水平部分の中央に主筋１０
２の逆Ｖ字型の頂点（Ｖ字型の底点）を配置し、これら
の主筋に補助筋２０が交叉して形成される補強材を示し
ている。

上記の主筋と補助筋の交点はすべて溶接で連結している
。また、これらの補強材は、使用する孔の径や、梁の構
造、サイズなどに応じて適宜選択して使用すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１発明の基本的　０ な構成を説明するための略図、第３図は補強材の開孔部
センターに対し発生するせん断ひび割れの状態を示す説
明図、第４図は主筋の水平部分における補助筋を直交さ
せた補強材の例を示す平面図、第５図は主筋の水平部分
における補助筋を斜交させた補強材の例を示す平面図、
第６図は有孔梁についてのせん断力繰り返し載荷実験の
結果を示す説明図で、（ａ）が第４図の補強材を使用し
た場合の図、（ｂ）が第５図の補強材を使用した場合の
図である。第７図は第６図の実験に基づく荷重−変形曲
線の包絡線図である。第８図及び第９図は本発明の第２
発明の基本的な構成を説明するための略図、第１Ｏ図〜
第１２図は第１発明の実施例を、第１３図は第２発明の
実施例を各々示す平面図である。 Ａ・・・主筋、Ｂ・・・補助筋、Ｃ１・・・第１発明の
補強材の上部部分、Ｃ２・・・第１発明の補強材の下部
部分、Ｃ，０・・・第２発明の補強材の上部部分、Ｃ２
ｏ・・・第２発明の補強材の下部部分、Ｄ・・・白点、
１・・・主筋、２・・・補助筋、３・・・中央空間部、
１０−１．１０−２・・・１ 主筋、 ２０・・・補助筋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水平な鉄筋の両端で一定の傾斜角度を保って曲げ、
   左右の傾斜させた部分の角度及び長さを同一とした主筋
   と主筋同士を連結する補助筋から成る補強材において、 上部部分は、 複数の主筋が同一平面上で水平部分を平行に一定の間隔
   を保って配置され、主筋の水平部分における補助筋が主
   筋と斜交し、補助筋が、主筋の水平部分の中心線から左
   右対称となるように、しかも主筋に対して同一面側に配
   置されて主筋と連結された外形がほぼ■形の形状から成
   り、 下部部分は、 上部部分の補助筋と同一面側に、複数の主筋が同一平面
   上で水平部分を平行に一定の間隔を保って配置され、主
   筋の水平部分における補助筋が主筋と斜交し、補助筋が
   、主筋の水平部分の中心線から左右対称となるように、
   さらに上部部分の主筋と同一面側に配置されて主筋と連
   結された外形がほぼ■形の形状から成り、 上部部分と下部部分の互いの主筋の傾斜させた部分、又
   は主筋の傾斜させた部分と最も外側にある主筋の傾斜さ
   せた部分からの垂直な延長部分が重ね合って連結されて
   おり、外形がほぼ８角形で２層から成ることを特徴とす
   る鉄筋又は鉄骨・鉄筋コンクリート構造物の梁部貫通孔
   周辺補強材。 ２、水平な鉄筋の両端で一定の傾斜角度を保って曲げ、
   さらに、その延長部分を垂直に曲げて、左右の傾斜させ
   た部分の角度及び長さを同一とした主筋（１０−１）と
   Ｖ字型に曲げた主筋（１０−２）及びこれら主筋同士を
   連結する、水平な鉄筋の両端で一定の傾斜角度を保って
   曲げ左右の傾斜させた部分の角度及び長さを同一とした
   補助筋（２０）から成る補強材において、 上部部分は、 主筋（１０−１）の水平部分の中央に主筋（１０−２）
   の逆Ｖ字型の頂点が固定され、主筋（１０−１）の一端
   の傾斜させた部分と主筋（１０−２）の一辺の傾斜した
   部分及び主筋（１０−１）の他端の傾斜させた部分と主
   筋（１０−２）の他辺の傾斜した部分が各々互いに同一
   平面上で平行に配置され、補助筋（２０）は主筋（１０
   −ｌ）と（１０−２）に同一面側で交叉しており、しか
   も補助筋（２０）の水平部分と主筋（１０−１）の水平
   部分は互いに平行で、補助筋（２０）の傾斜させた部分
   と主筋（１０−１）が連結された外形がほぼ■形の形状
   から成り、 下部部分は、 上部部分の補助筋（２０）と同一面側に、主筋（１０−
   １）の水平部分の中央に主筋（１０−２）のＶ字型の底
   点が固定され、主筋（１０−１）の一端の傾斜させた部
   分と主筋（１０−２）の一辺の傾斜した部分及び主筋（
   １０−１）の他端の傾斜させた部分と主筋（１０−２）
   の他辺の傾斜した部分が各々互いに同一平面上で平行に
   配置され、上部部分の主筋（１０−１）及び（１０−２
   ）と同一面側で、補助筋（２０）は主筋（１０−１）と
   （１０−２）に交叉しており、しかも補助筋（２０）の
   水平部分と主筋（１０−１）の水平部分は互いに平行で
   、補助筋（２０）の傾斜させた部分と主筋（１０−１）
   が連結された外形がほぼ■形の形状から成り、 上部部分と下部部分の互いの主筋（１０−１）及び（１
   ０−２）の傾斜させた部分と傾斜させた部分からの垂直
   な延長部分が重ね合って連結されており、外形がほぼ８
   角形で２層から成ることを特徴とする鉄筋又は鉄骨・鉄
   筋コンクリート構造物の梁部貫通孔周辺補強材。