JPH063041B2 - 柱・梁接合部における主筋の定着力増強法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄筋コンクリート造の柱主筋または梁主筋あ
るいはその双方に太径鉄筋を使用する場合に、柱・梁接
合部における主筋の定着力を増加補強する方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

鉄筋コンクリート造の柱や梁の主筋として、旧来から一
般に多く使われている直径30mm未満程度の鉄筋、すなわ
ちＤ29程度以下の鉄筋を用いる場合は、鉄筋１本当たり
の力がそれ程大きくないので、柱・梁接合部における鉄
筋とコンクリートとの間の付着力だけで定着耐力が足り
ていた。しかし近年高層ないしは超高層建築も鉄骨鉄筋
コンクリート造または鉄骨造とせず、鉄筋コンクリート
造で建設するためにＤ38・Ｄ41・Ｄ51というような太径
鉄筋を使用するようになり、また太径鉄筋の普及に伴っ
て通常の中高層建築や構築物までにも、太径でしかもＳ
Ｄ40またはそれ以上の高強度鉄筋が手軽に使われるよう
になって来た。このように断面積の大きい太径鉄筋でか
つ高強度になると鉄筋１本の負担力もそれだけ大きくな
るので、柱・梁接合部における主筋の定着耐力が問題と
なる。

すなわち第２図に示すように、柱・梁接合部において柱
・梁主筋を通し配筋とする通常の配筋法の場合、主筋表
面とコンクリートとの間の付着強度でこの大きな負担力
を吸収するためには、柱主筋１ａに対しては梁成Ｈが、
梁主筋２ａに対しては柱幅Ｂが相当大きくないと、付着
耐力を確保するに必要な定着長が不足することとなる。
実験結果によるとこの定着長は鉄筋径の25〜30倍程度必
要であるが、通常の高層建築では梁成および柱幅は一般
に90〜100cm以下であるので、太径鉄筋を使用した建物
ではこの定着耐力の不足するものが相当多い。

それにも拘らずこの定着長については現在の処、建築基
準法や学会の設計規準その他にも明確な規定がなく、ま
た容易に施工できる経済的な補強対策も見当たらないま
まに放置されているのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の通り柱・梁接合部において通し配筋をする柱主筋
または梁主筋に、梁成または柱幅の約1/25〜1/30より太
い太径鉄筋を使用する場合には、地震時その他において
その主筋に降伏強度に相当する大きな引張力または圧縮
力がかかれば、次のように建物または構築物の崩壊につ
ながる重大な欠陥を生ずる恐れがある。

(イ)建物または構築物が地震や台風などの水平荷重を受
けた場合には、通し配筋の柱主筋および梁主筋は第２図
に矢印で示すように、柱・梁接合部回りにおいて一端が
引張力・他端が圧縮力を受けることとなる。例えば梁の
上筋について Ｔ：柱左側面における引張力 Ｃ：柱右側面における圧縮力 ψ：鉄筋の周長 Ｂ：柱幅 τ：柱・梁接合部における鉄筋とコンクリートとの間の
単位面積当りの平均付着強度 とすると、 となれば、接合部において主筋が付着切れを起こして辷
り始め、接合部から抜け出して定着が効かなくなる。柱
主筋についても梁成Ｈとの関係で同様のことが云える。

(ロ)太径鉄筋では鉄筋１本当りの軸力とその長さ方向の
軸力変化が大きいので、鉄筋周囲のコンクリートが鉄筋
に沿って剪断付着割裂破壊を起こす危険がある。

(ハ)柱・梁接合部、いわゆるパネルゾーンに大きな剪断
力が働いて、パネルゾーンのコンクリートが亀裂を生じ
て剪断破壊を起こす恐れがある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解決するため、柱・梁接合部に
おいて、柱主主筋たは梁主筋に添筋の両端部を溶接して
主筋との間にバイパス状に閉鎖ループを作り、主筋と添
筋の間に形成された空間にコンクリートを打設すること
を要旨とする。

〔作用〕

上記の手段によって、次のような作用効果が得られる。

(イ)主筋には柱・梁接合部の上下または左右の両端面に
それぞれ引張力Ｔと圧縮力Ｃがかかり、接合部にはその
合計の軸力が作用することになるが、その軸力の一部を
バイパスとしての添筋３に分散伝達して負担させ、それ
だけ主筋の軸力を軽減する。

(ロ)柱・梁接合部における主筋の定着長、すなわち梁成
Ｈまたは柱幅Ｂに対する鉄筋とコンクリートとの付着総
面積が添筋の分だけ増加するので、総付着耐力がそれだ
け増す。すなわち主筋および添筋の周長をそれぞれψ_１
・ψ_２とすると、総付着耐力がおおよそ 倍となる。

(ハ)添筋の傾斜面に働くコンクリートの支圧力ａおよび
ｂが、有効な反力として加わる。

(ニ)また主筋と添筋によって形成される閉鎖ループの空
間中に直交方向の梁主筋や柱主筋を挿通した場合、これ
がかんざし筋として有効に働いて大きな支圧耐力を発揮
する。

(ホ)さらに主筋と添筋によって形成される閉鎖ループの
空間中にコンクリートを打設することによってパネルゾ
ーンのコンクリートの拘束を強固にすると共に、柱・梁
接合部で柱主筋・梁主筋・フープとこの添筋による閉鎖
ループが、互いに立体的にからみ合って結合度が高ま
り、仕口の強度が向上する。すなわち大地震時にたとえ
部材の一部が降伏して架構が弾性限界を超える大きな変
形を起こしても、柱・梁接合部は無事であって柱主筋か
ら梁主筋へ、または梁主筋から柱主筋への応力の伝達が
確実に行われるので、架構の靱性が向上して粘り強い建
物となる。

〔実施例〕

次に本発明の柱・梁接合部における主筋の定着力増強法
について、図示の実施例にもとづいて説明する。

第１図は本発明の概要を示し、柱主筋１ａまたは梁主筋
２ａに、それより若干細いかあるいは同径の添筋３の両
端部を溶接することによって、柱・梁接合部における付
着総面積を増し、かつ主筋と添筋によって形成される閉
鎖ループの支圧耐力によってコンクリートの定着力を増
加補強して、コンクリートの剪断付着割裂破壊や剪断破
壊を防止する。接合法としては、主筋と添筋との接合部
分すなわちイ部分を両面フレア溶接で接合し、その内端
のロ部分を回わし溶接するのが適当である。これによっ
て主筋の力の流れのバイパスを設けると共に、主筋と添
筋とで閉鎖ループを作り、主筋と添筋の間に空間を形成
する。

第３図以下はこれを用いて柱・梁の鉄筋を組み立てた状
態を示す配筋図で、第２図に示す従来の配筋法に対し
て、第３図は柱主筋１ａに添筋３を溶接したもの、第４
図は梁主筋２ａに添筋３を溶接したもの、そうして第５
図は柱主筋１ａおよび梁主筋２ａの双方に添筋３をした
もので、何れも主筋とそのバイパスの添筋によって形成
される閉鎖ループの空間中に直交方向の梁主筋２ｃを通
した状態を示している。また第６図は梁主筋２ａの水平
方向に添筋３を溶接して、閉鎖ループの空間中に柱主筋
１ａを通した場合を示す。

第７図は柱主筋または梁主筋の一部、あるいは柱主筋と
梁主筋双方の一部をＸ形配筋とする場合に、Ｘ形筋４に
添筋３を溶接する状況を示し、第８図はそれを用いて柱
・梁の鉄筋を組み立てた配筋図である。このようにＸ形
筋に添筋を設ければ、前述の特徴の他に図からも判る通
り、さらに次のような効果が累積させる。

(ヘ)Ｘ形筋４と添筋３および柱・梁主筋によって形成さ
れる三角形がより有効なトラスとして働いて、柱または
梁の耐力と靱性および地震エネルギーを吸収する能力を
一層高める。

(ト)Ｘ形筋の傾斜面にも支圧反力が働くので、柱・梁接
合部における定着力がそれだけ増加する。なお何れの場
合にも添筋の形状は、第１図〜第８図に描かれたような
第９図イ型に限定するものではなく、例えば第９図ロ・
ハ・ニ型など、主筋との間にバイパス状に閉鎖ループを
作り、主筋と添筋の間に空間を形成するすべての形状を
含むものとする。かつ添筋は必要な主筋にだけ設ければ
よく、また例えば２本の添筋を主筋の両側に対称に付設
するなど、１本の主筋に対して複数本の添筋を設けるこ
ともできる。

さらにこの応用例として第10図は、平行主筋およびＸ形
筋を二段配筋としたＸ形配筋梁の配筋図（Ａ）と、その
ｅ−ｅ断面図（Ｂ）及びｆ−ｆ断面図（Ｃ）である。す
なわち図示のようにコンクリートとの間の付着力が余り
要らない梁中央部では、Ｘ形筋の一段筋41と二段筋42を
たばね鉄筋とし、大きな付着力の必要な柱・梁接合部に
おいては二段に分離し、その分岐点を前述の添筋の溶接
に倣って両面フレア溶接イと回わし溶接口で接合する。
これによって柱・梁接合部では、一段筋41および二段筋
42と、その２本の鉄筋に囲まれたコンクリート部分、な
らびにその中を貫通する直交梁主筋などが完全に一体と
なって働き、大きな定着力を発揮するとができる。

〔発明の効果〕 本発明は、柱・梁接合部において、柱主筋または梁主筋
に添筋の両端部を溶接して主筋との間にバイパス状に閉
鎖ループを作り、主筋と添筋の間に形成された空間にコ
ンクリートを打設するようにしたので、上述のとおりの
数々の作用を奏するが、その主要なものを以下に記載す
る。

(1)柱・梁接合部における鉄筋とコンクリートの付着総
面積が添筋の分（添筋の全周・全長分）だけ増加し、コ
ンクリートの定着耐力が増す。

(2)添筋の閉鎖ループの傾斜面に働く支圧力が反力とし
て作用し（第１図参照）、この反力がコンクリートの定
着耐力に有効に寄与する。

(3)主筋と添筋によって形成される閉鎖ループの空間中
にコンクリートが打設され、また必要に応じて直交筋を
通すことも可能であり、柱・梁接合部におけるコンクリ
ートの拘束を強化してパネルゾーンの剪断破壊を防止
し、大きな支圧耐力が得られる。

(4)添筋が主筋に働く軸力のバイパスとして機能するこ
とによって、主筋のみの場合と比較してコンクリートの
付着剪断割裂破壊が軽減される。

(5)主筋に添筋の両端部を溶接するのみでよく、施工が
簡単容易であり、また、鉄筋間隔も所要の寸法が確保で
き、硬練りの高強度コンクリートを使用する場合であっ
ても通常の工法でコンクリートを支障なく打設すること
ができるので、短工期で低廉に施工を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は柱主筋または梁主筋に添筋を溶接した詳細図を
示し、第２図は従来の配筋法による柱・梁接合部の配筋
図で、第３図は柱主筋に、第４図は梁主筋に、第５図は
柱主筋と梁主筋の双方に添筋を溶接した配筋図を示し、
第６図は梁主筋の水平方向に添筋を設けた場合の横断面
図で、さらに第７図はＸ形配筋構造におけるＸ形筋に添
筋を適用したもので、第８図はこれを用いて柱・梁の鉄
筋を組み立てた配筋図を示し、第９図は添筋の各種形状
例であり、第10図は二段配筋としたＸ形配筋梁の配筋図
と断面図である。 １は柱、１ａは柱主筋、１ｂはフープ、２は梁、２ａは
梁主筋、２ｂはスターラップ、２ｃは直交方向の梁主
筋、３は添筋、４はＸ形筋、41は一段筋、42は二段筋、
Ｈは梁成、Ｂは柱幅、Ｔは引張力、Ｃは圧縮力、ａ，
ｂ，ｃ，ｄは支圧力

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】柱・梁接合部において、柱主筋（１ａ）ま
   たは梁主筋（２ａ）に添筋（３）の両端部を溶接して主
   筋（１ａ，２ａ）との間にバイパス状に閉鎖ループを作
   り、主筋（１ａ，２ａ）と添筋（３）の間に形成された
   空間にコンクリートを打設することを特徴とする主筋の
   定着力増強法。