JPH0329938B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鉄筋コンクリート容器或は床やスラブ
等の配筋構造としては勿論のこと、特に作用位置
が限定されない集中荷重を受けるスラブ等の版状
部材の配筋構造として好適な鉄筋コンクリート部
材の配筋構造に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にせん断補強をしない版状部材は、第１図
に示すように集中荷重F₀が加わつた場合、脆性
的な押抜きせん断破壊性状を示す。

この集中荷重の作用位置が確定している場合に
は、通常スターラツプや折り曲げ鉄筋等によるせ
ん断補強を行う場合もあるが、せん断補強筋の定
着が十分で、しかも、その配置密度が大きくない
と有効となりえない。さらに、これらのせん断補
強が有効となるためには、連続した線材（軸方向
鉄筋）が上下に配置されていて上下の線材を連結
する形でせん断補強筋が配置されていることが条
件となる。

しかし乍ら、版状部材は、厚さが薄いため、せ
ん断補強筋の定着が十分とはなり難く、せん断補
強筋を配置してもその効果はあまり期待出来な
い。

このため、型鋼等による別の形態のせん断補強
方法が検討されている。

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

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

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

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで本発明は、分布荷重に対しては勿論のこ
と、集中荷重に対して耐力並びに靭性の優れた性
状を持ち、しかもコンクリートの変形を３次元的
に拘束する構造で、ひびわれ発生後のコンクリー
トの変形を拘束する効果が大きく、且つ膨張コン
クリートのケミカルプレストレス導入に向き、し
かも施工が比較的容易で、現場配筋は言うまでも
なく、工場生産にも向く鉄筋コンクリート製部材
の配筋構造を提供することを課題とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の課題を解決するためになされた
もので、４本の波形線材を各斜め筋Ｈ，Ｉ，Ｊ，
ＫがＸ状に立体交差するように組んだ斜筋体ユニ
ツトU₁，U₂……をそれぞれ隣接斜筋体ユニツト
に対し、波形線材の屈曲部を1/4ピツチずらせて
並設し、それらをあらかじめ格子状に配置した上
下の縦横線材に熔接、又は斜筋体ユニツトの空洞
部に縦横線材の何れか一方を挿入した後、他方の
線材をその内側に挿入ないし外側に当接し、熔接
又はバインド線により結び付けたことを特徴とす
るものである。

第２図はこの発明の原理説明図であり、ａ図は
版状部材から取出した梁状の要素５０に熔接等の
方法により、比較的容易にせん断補強筋の十分な
定着ができる平面トラス筋５１を配筋した場合
で、波形線材５２の頂部に集中荷重を加えた場合
を示すものである。

そしてａ図のように、中央に大きな集中荷重を
加えると、点線図示のようなせん断による斜めひ
びわれ５３が生じるが、これと直交するようにせ
ん断補強筋が配置されている場合は、補強効果が
期待できる。ただし、前述のように、上下に線材
が存在し、上下の線材と波形線材が連結あるいは
溶接等で固定されている場合に限る。

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

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

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

荷重の作用位置がｃ図の場合にも、同様な抵抗
機構を有しており、荷重の作用位置がどこであつ
ても、せん断に対して有効に抵抗できる。このせ
ん断補強効果を版状部材において得るには、斜め
筋を４本組とし、第３図に示すように４本の斜め
筋が立体交差する３次元配筋にすることによつて
実現できる。

即ち、４本の斜め筋を立体交差させることによ
り、斜め筋にせん断補強筋としての機能のみなら
ず、曲げ筋としての機能も付加出来ることに加え
て内部コンクリートを３次元的に拘束できる構造
となるため、靭性に富んだ版状部材を得ることが
できる。

さらに、後述の第４図の実施例に示すように、
４本組の斜め筋の交差位置が千鳥配置となるよう
にすることにより、版状部材に対して効率的にせ
ん断補強と曲げ補強を行うことができる。

一方、通常梁や版状部材に用いられる線材の量
であれば、荷重の小さい段階で曲げひびわれを生
じる。

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

この結果、斜め筋Ｉ，Ｊも、拘束筋となり、せ
ん断に対して有効に機能できることになる。

さらにまた、せん断補強が十分に行なわれた場
合には、部材の破壊が曲げ形式となり、断面曲げ
抵抗力が大きい程部材の耐力は大きくなり、特に
４本組の３次元的な斜め筋を交差位置が千鳥配置
となるように上下の格子状の線材と連結して使用
すると、配筋自体が高次の不静定構造体となり、
ひびわれが発生しても内部のコンクリートの変形
を拘束するため、著しく靭性に富んだ版状部材を
得ることができる。

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

上記の構成は、内的に不静定で３次元的応力状
態となる版状部材で、集中荷重を受ける部材の場
合には、特に有効であり、押抜きせん断耐力が向
上すると共に、斜め筋のせん断補強筋としての拘
束効果に加えて、曲げ筋としての機能が付加され
るため、荷重一撓み曲線における最大荷重以降の
領域においても大きな荷重に抵抗でき、優れた靭
性を有する性状とすることが出来る。

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

本発明はこの原理を版状部材に適用しようとす
るものである。

従来、第２図ａに示す配筋方法を版状部材の配
筋に適用した例は見られるが、第２図ｂ及びｃに
示す配筋方法を３次元的に版状部材の配筋に適用
した例は見られない。

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

そこで本発明は、前述のように、４本の波形線
材を用い、各斜め筋Ｈ，Ｉ，Ｊ，ＫがＸ状に立体
交差するように組んだ斜筋体ユニツトU₁，U₂…
…をそれぞれ隣接斜筋体ユニツトに対し、波形線
材の屈曲部を1/4ピツチずらせて並設し、それら
をあらかじめ格子状に配置した上下の縦横線材に
熔接、又は斜筋体ユニツトの空洞部に縦横線材の
何れか一方を挿入した後、他方の線材をその内側
に挿入ないし外側に当接し、熔接又はバインド線
により結び付ける構造とすることにより、その工
業化に成功したものである。

以下本発明の実施例を図面に基づき説明する。

〔実施例〕

第４図はその実施の一例を示すもので、ａ図は
平面図、ｂ図は正面図、ｃ図は側面図である。

第５図は立体トラス斜筋体X″を構成する方法
を示す説明図で、４本の波形線材２１〜２４を各
斜め筋Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋが立体交差するようにＸ状
に噛み合せて組んだ斜筋体ユニツトU₁U₂……を
千鳥に並設、即ち隣接ユニツトに対し、屈曲部の
１／４ピツチずらせて並設し、それを波形線材の屈
曲部を綴るように縦方向の直線材３を挿通し、そ
の直線材３と直交する横方向の直線材４を縦方向
の直線材３の下位又は上位に当接して、バインド
線（図示せず）又は熔接により結束して立体トラ
ス斜筋体X″を構成したものである。

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

このように、波形線材を４本組とすることによ
り、第３図に示すような４本の斜め筋が立体交差
する斜筋交差部が形成され、靭性及び剛性が優
れ、しかも後述のように種々の特徴を持つ鉄筋コ
ンクリート部材を得ることができる。

第６図は異なる実施例を示すもので、格子状に
配置した縦横の直線材３，４を斜筋体ユニツト
U₁U₂……の上下に当接する構造としたもので、
斜筋体ユニツトU₁U₂……の構成は第４図の実施
例と同じである。

以上第４図及び第６図に示した実施例は、４本
の斜め筋の交差位置が、短辺方向に関して千鳥配
置となつているので、せん断補強筋の均等配置が
できるとともに、斜筋体ユニツトの存在による断
面曲げ耐力の大小を平均化できる効果がある。ま
たスラブ自体がもともと内的に不静定であること
に加えて、この斜筋体ユニツトを組み入れること
によつて不静定次数が顕著に高まり、ひびわれの
発生に対して応力の再分配が容易となる。この場
合、本発明配筋構造は３次元的に内部のコンクリ
ートを拘束しているため、応力の分散が通常のせ
ん断補強筋を用いた場合よりも良好である。

またせん断補強筋としての定着効果は連続した
線材を用いてるだけでなく、３次元的に縦方向の
直線材３間を拘束する形態をとつているため、き
わて良好である。

そして、縦方向の直線材３は、曲げ剛性を受け
持つことと、せん断補強筋の定着のため必ずなく
てはならないが、４本の斜め筋の交差位置の断面
においては、引張側および圧縮側の線材が交差位
置のヒンジ化を拘束する機能を持つている。

この配筋構造の場合には、耐力並びに靭性が極
めて優れた性状となる。

さらに衝撃荷重に対しては、１次応答である応
力波による裏面はく離現象が、特に斜め筋の交差
位置に起こりやすいが、この位置に横方向の直線
材４を配置することによつて、はく離に対する抵
抗性を高めることができ、その後の準静的な２次
応答に対しては、静的な集中荷重の場合と同様に
大きなエネルギーを吸収することができ、破壊後
も構造が保持される効果がある。

なお、立体トラス斜筋体を構成するに当つて、
自立できる程度に交差位置を焼きなまし鉄線かス
ポツト熔接により固定しておくようにすれば組み
立てを迅速化できる。

また、第６図に示す実施例のように、直線材
３，４を斜筋体ユニツトU₁，U₂……の外側に配
置する構造とする時は、予め直線材３，４をスポ
ツト熔接などで格子状に組んでおき、その上に斜
筋体ユニツトU₁，U₂……を結び付けるようにす
れば組み立ての迅速化を図ることができる。

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

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

また配筋自体の剛性が通常配筋より大きいた
め、コンクリートを現場打設する場合には支保工
の簡略化が計れる実益がある。

〔発明の効果〕

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

【図面の簡単な説明】

第１図は集中荷重による押抜きせん断破壊状態
を示す説明図、第２図は本発明の原理説明図、第
３図は本発明における立体交差部の構成を示す斜
視図、第４図は本発明の実施例の平面図、正面図
及び側面図、第５図は立体トラス斜筋体の組立方
法の説明図、第６図は他の異なる実施例の平面図
及び正面図である。 X″……立体トラス斜筋体、３及び４……直線
材、２１〜２４……波形線材、Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ…
…斜め筋、U₁，U₂……斜筋体ユニツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ４本の波形線材を各斜め筋Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋが
   Ｘ状に立体交差するように組んだ斜筋体ユニツト
   U₁U₂……をそれぞれ隣接斜筋体ユニツトに対し、
   波形線材の屈曲部を1/4ピツチずらせて並設し、
   それらをあらかじめ格子状に配置した上下の縦横
   線材に熔接、又は斜筋体ユニツトの空洞部に縦横
   線材の何れか一方を挿入した後、他方の線材はそ
   の内側に挿入ないし外側に当接し、熔接又はバイ
   ンド線により結び付けたことを特徴とする鉄筋コ
   ンクリート製部材の配筋構造。