JPH0643723B2 - ダブルｘ形配筋梁・柱 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、鉄筋コンクリート梁および柱において高い
耐震性能を発揮するＸ形配筋法に対して、一層合理化を
進めたダブルＸ形配筋梁・柱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および梁の主筋は通常材軸に対
してすべて平行に配筋されるが、この柱・梁は圧縮荷重
や曲げ応力には高い耐力を発揮するに比べて、剪断破壊
や付着割裂破壊を起こし易いという欠点がある。この欠
点を除去して架構の靱性すなわち粘り強さを増し、建物
または構築物の耐震性能を高める有効な手段として、柱
・梁主筋の一部を斜めに配筋するＸ形配筋法が近年開発
されて実用化され始めた。

ただしこれ等はすべて柱・梁の部材長さを１つのＸ形に
配筋したものであって、これをＸ形配筋梁について説明
すると第６図に示すように、四隅およびその他必要量の
平行主筋１ｅに対して、Ｘ形主筋１ｆ・１ｇを、両側の
柱の内法スパン間をたすき掛けに、なすわち１つのＸ形
に配筋するものである。（配筋詳細図では梁のあばら筋
および柱の帯筋はいずれも記入を省略してあり、以下の
図でも同様とする。） 〔発明が解決しようとする課題〕 この現在行われているＸ形配筋法の問題点として、 1)梁はスパンすなわち梁長が梁成の10倍前後のものが多
いので、１つのＸ形ではＸ形主筋１ｆ・１ｇの勾配が非
常にゆるくなって、トラスとしての安定さに欠ける。

2)スパンの中央では第６図(A)に示す通りすべてのＸ形
主筋が一点で交差するので、同図(B)のように通常の梁
に比べて梁幅を可成り広くする必要が生じ、またスパン
中央のＸ形主筋交差部附近ではコンクリートの充填が阻
害される。

3)梁端部以外は、梁の上ば筋および下ば筋は、通常四隅
の平行主筋１ｅのみとなってしまうので、あばら筋の支
点間隔が長くなって組み立てた鉄筋が不安定になると共
に、鉛直荷重時におけるスパン中央部の正曲げモーメン
トに対してはＸ形主筋は効かないので、それだけ曲げ耐
力が減少する。

4)冷暖房空調ダクトや配管のための貫通孔３は第６図の
ように、曲げ応力および鉛直荷重に対する剪断応力の大
きい梁端部にしか設けられず、応力の大きい個所に断面
欠損を生ずることとなって耐力上不利である。

5)以上は従来のＸ形配筋梁の問題点であるが、Ｘ形配筋
柱についても縦方向と横方向を置きかえて考えれば、全
く同様のことが云える。

〔課題を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために本発明は、梁スパンまた
は柱内法高さの中点で折り曲げて、その長さの1/2を材
軸に平行に、1/2を斜めにしたハーフＸ形主筋を、上下
左右対称に組み合わせて、１スパンまたは１階にＸ形配
筋を２連たは２段形成するようにした。

またハーフＸ形主筋の材軸平行部において、鉄筋直径分
だけ梁幅または柱幅方向に横へずらせて配筋することに
よって、梁幅および柱幅がＸ形主筋の交差分だけ拡大す
るのを防ぐようにした。

かつこの配筋法によって、梁の貫通孔は応力の小さい梁
中央部に設ける。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例にもとづいて説明する。

(1)請求項１に発明は、第１図および第４図（ただしこ
の場合はスパン中央の貫通孔はない。）に示すように、
梁主筋のうち梁断面の四隅主筋と側面の二段筋１ｅは従
来の梁主筋と同様に水平で材軸に平行な平行主筋とする
が、その他の主筋は半スパンが水平に、半スパンが斜め
になるようにスパン中央で折り曲げる。このように曲げ
加工した同径同本数のハーフＸ形主筋１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄを上下左右対称に組み合わせることによって、
両側柱２の内法スパン間を２連のＸ形に形成する。なお
ハーフＸ形主筋１ａと１ｂ，１ｃと１ｄはスパン中央の
折り曲げ点で接触するので、その点イ・ロを溶接などで
結合するか、或いはハーフＸ形主筋の圧縮軸力の鉛直分
力にもたせるよう、その折り曲げ点に拘束鉄筋をかぶせ
る等する。

このように形成したダブルＸ形配筋梁は、第６図に示す
従来のＸ形配筋梁に比べてＸ形主筋の勾配が２倍となっ
て安定度が増し、かつ隣接との交差角が大きくなって重
なり長さが短くなるので、コンクリート打設などの施工
性もよくなる。

このダブルＸ形配筋梁の耐震機構をトラスとして力学的
に説明すると、第５図(A)および(B)に示す通りのスパン
中央を頂点とする２連の直角三角形の和となり、例えば
架構に左から右方向への地震水平力がかかった場合に
は、梁スパンの左半・右半とも、ハーフＸ形主筋１ｂと
１ｃには引張力は、ハーフＸ形主筋１ａと１ｄには圧縮
力が生じ、第５図(A)(B)の２つのトラスの合計として抵
抗する。これに対し第６図の従来のＸ形配筋梁では、同
様に左からの地震水平力に対して、第５図(C)において
Ｘ形主筋１ｇが引張り、Ｘ形主筋１ｆが圧縮材となる。
主筋の総量が同じであれば地震水平荷重に対する耐力
は、第５図(A)(B)の和と第５図(C)はほぼ等しくなる
が、従来のＸ形配筋梁は第６図(B)に示すように、梁中
央部では下ば筋および上ば筋は四隅の平行主筋１ｅのみ
になって、自重や積載荷重などの鉛直荷重によるスパン
中央部の正曲げモーメントに対してはこの１ｅだけで抵
抗し、Ｘ形主筋は効かない。これに比べてダブルＸ形配
筋梁は、それを構成するハーフＸ形主筋１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄがいずれも、そのスパンの1/2はそれぞれ梁の
上ば筋および下ば筋となって、鉛直荷重に対しても有効
な梁主筋として働らくことになる。さらに第６図(B)で
は、梁のあばら筋は両隅の平行主筋１ｅだけにしか結束
できないのでその支点間隔が長くなって撓みが生じ易い
が、ダブルＸ形配筋梁では第４図の通りあばら筋を多数
の上ば筋・下ば筋とつなげるので、組み立てた配筋が堅
固になる。

また従来のＸ形配筋梁では第６図(A)の通り、すべての
Ｘ形主筋がスパンの中央かつ梁成の中央高さの一点で交
差し、かつその交差角が小さいので、梁幅を拡げなけれ
ば納まらない上に、コンクリートの充填性が悪くなる。
これに対して本発明のダブルＸ形配筋梁は、Ｘ形主筋の
交差点を左右２個所に分散して１個所に集まる交差筋を
半数にし、その上交差角も大きくなるので、これ等の欠
陥が解消する。

(2)請求項２の発明は、冷暖房空調用のダクトまたはそ
の他の配管・配線用の孔のあけ方に関するものであっ
て、従来のＸ形配筋梁では梁スパンの中央部にはＸ形主
筋に当って貫通孔をあけられないので、第６図(A)のよ
うにＸ形主筋１ｆ・１ｇを避けて梁端部に貫通孔３を設
けることになる。ただし梁端部は梁中央部より鉛直荷重
相当分だけ剪断力が大きく、また曲げモーメントも梁中
央部より通常荷重・地震荷重時ともはるかに大きくな
り、この応力の大きい個所に断面欠損を生ずることは耐
力上不利である。

これに対し本発明は第２図のように、ダブルＸ形配筋の
採用によって応力の小さい梁中央部に貫通孔３を設ける
ことになり、構造上有利である。なおこの場合開口周囲
補強筋４と共に、ハーフＸ形主筋１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄも開口周囲補強として効く。

(3)請求項３の発明は梁幅の合理化に関するものであっ
て、一般にＸ形配筋の短所としては通常の平行配筋の梁
に比べて交差するＸ形主筋の直径の和だけ梁幅を拡げな
ければ納まらないことである。すなわち例えば第６図
(B)のようにＸ形主筋が４組の場合には所要梁幅が通常
の梁よりＸ形主筋直径の４倍分だけ広くなり、さらに柱
もＸ形配筋の場合には柱・梁接合部においてこのＸ形梁
主筋の間に柱のＸ形主筋２本分を通すだけの間隙をとら
なければならないので、梁幅は一層拡大する。この梁幅
の増大を防ぐ手段としてＸ形主筋を二段に配筋すること
もあるが、その場合はＸ形主筋の勾配が一層ゆるくなっ
て、Ｘ形配筋の主目的である剪断補強効果が著しく低下
する。

本発明はこの梁幅の拡大を阻止するため考案したもの
で、第３図の梁上ばにおけるハーフＸ形主筋と平行主筋
の伏図のように、ハーフＸ形主筋１ａを梁左端から梁中
央に向って水平配筋部で主筋直径分だけ梁幅方向へ拡
げ、続いて梁中央でハーフＸ形主筋１ａに内接して下か
ら斜めに立ち上ってくるハーフＸ形主筋１ｂを、梁中央
から梁右端に向って主筋直径分だけ梁幅方向へ拡げる。
これを梁断面で見ると、ハーフＸ形主筋１ａは第４図
(A)から(c)へ拡広がり、ハーフＸ形主筋１ｂは同図(C)
から(E)と拡がる。梁下ばにおいては、ハーフＸ形主筋
１ｃと１ｄの水平配筋部を、それぞれ梁左端から梁中央
と梁中央から梁右端へ向って、逆に主筋直径分だけ梁幅
の中心方向へせばめる。そのことは同じく第４図(A)か
ら(C)およぼ(C)から(E)への推移で示される。勿論この
拡げ・せばめるのは逆の場合もあり、なおハーフＸ形主
筋の斜め配筋部はいずれも梁芯に平行とする。

このように配筋すれば第６図の従来のＸ形配筋梁よりは
るかに梁幅を縮小できるだけではなく、隣接のハーフＸ
形主筋１ａと１ｂおよび１ｃと１ｄは梁中央で接触して
並べるので、主筋が同径同本数の通常の平行配筋梁に比
べても梁幅を小さく納めることができる。

(4)第７図はダブルＸ形配筋柱であって、ダブルＸ形配
筋梁と同様に上下階梁の内法高さの中央で折り曲げて、
内法高さの1/2を鉛直に、1/2を斜めにした同径同本数の
ハーフＸ形主筋２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを上下左右対称
に組み合わせて、１階にＸ形配筋を２段形成する。ハー
フＸ形主筋２ａと２ｂ，２ｃと２ｄは内法高さ中央の折
り曲げ点イ・ロで、接触部を溶接するなどにより接合す
るか、或いは拘束鉄筋で補強する。なお第７図には表わ
していないが、四隅主筋および必要量の中間主筋は通常
の柱主筋と同様に鉛直に立てて平行主筋２ｅとし、これ
等を囲んで必要量の帯筋を配筋する。

このように組み立てたダブルＸ形配筋柱は、ダブルＸ形
配筋梁と同様に従来のＸ形配筋柱に比べてＸ形主筋と傾
斜角度が２倍になるので、特に階高が高く細い柱の場合
には安定度が増す。かつＸ形主筋の交差部が上下２個所
に分離されて１個所に集まり交差筋が半数となるので、
コンクリートの打設充填が容易になる。各部材のトラス
としての力学的機能は、第５図で説明したダブルＸ形配
筋梁と全く同じである。また帯筋を平行主筋２ｅだけで
なく、ハーフＸ形主筋２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの鉛直部
とも結束できるので、配筋が堅固になる。

(5)第８図は第７のダブルＸ形配筋柱を側面から見た図
で、この面ではハーフＸ形主筋２ｃおよび２ｄの鉛直部
を内法高さの下端から中央および中央から上端へ向っ
て、主筋直径分だけ拡げるように配筋する。対向する側
面ではハーフＸ形主筋２ａおよび２ｂの鉛直部を、逆に
下から上へ向って主筋直径分だけせばめる。傾め配筋部
はいずれも柱芯に平行とする。四隅主筋および必要な中
間主筋２ｅは平行主筋となる。

このように配筋することによって梁の場合と同様に、従
来のＸ形配筋柱の欠点であるＸ形主筋の交差分だけ柱幅
が拡大することを阻止できる上に、主筋が同径同本数の
通常の平行配筋柱に比べても柱幅を小さくすることがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明は上述のとおり構成されているので、次に記載す
る効果を奏する。

請求項１のダブルＸ形配筋梁においては、Ｘ形主筋の勾
配が大きくとれてＸ形配筋としての安定度が増し、隣接
主筋との交差角が大きくなってコンクリートの回りがよ
くなる。かつＸ形主筋の交差部が２個所に分散されて１
個所に集まる交差筋が半数となるので、この点でもコン
クリートの打設充填がしやすくなる。

またハーフＸ形主筋は梁スパンの1/2は通常の梁主筋と
同じ上下主筋として、鉛直荷重による曲げ応力その他の
荷重に効くので、それだけ梁の耐力が向上する。かつそ
の梁の上下に水平に配筋される部分があばら筋と結束で
きるので、あばら筋の撓みを小さくして配筋が堅固にな
る。

請求項２のダブルＸ形配筋有孔梁においては、梁貫通孔
を応力の大きい梁端部を避けて、比較的応力の小さいス
パン中央部に設けられるので、構造上有利である。

請求項３の配筋法によるダブルＸ形配筋梁においては、
必要な主筋量に対して梁幅をコンパクトに納め得る。従
来のＸ形配筋梁に比べて縮小できるだけでなく、通常の
平行配筋だけの梁よりもさらに梁幅を小さくすることが
できて、経済的かつスマートになる。

なお従来のＸ形配筋ではＸ形主筋が多い場合に梁幅の拡
大を防ぐには、二段配筋にせざるを得ずＸ形主筋の勾配
が一層ゆるくなって、Ｘ形配筋の主目的である剪断補強
効果が著しく低下するが、この配筋法を採用すれば二段
配筋にしなくても梁幅をせばめられるので、この欠点が
なくなる。

請求項４のダブルＸ形配筋柱においては、Ｘ形主筋の傾
斜角度が大きくとれてトラスとしての安定度が増し、隣
接主筋との交差角が大きくなると共に、交差部が２個所
に分散されて１個所に集まる交差筋が半数となるので、
コンクリートの打設充填が容易となる。

またハーフＸ形主筋は階高の1/2は通常の柱主筋と同じ
主筋として効くので、柱反曲点高さの変動による柱脚ま
たは柱頭曲げモーメントの増大などにも対応できる。か
つ材長の1/2は柱外周に配筋されて帯筋と結束できるの
で、帯筋の変形を小さくして配筋が堅固になる。

請求項５の配筋法によるダブルＸ形配筋柱においては、
必要な主筋量に対し、従来のＸ形配筋柱に比べてだけで
なく、通常の平行配筋柱よりもさらに柱幅を小さく納め
ることができるので、経済的であると共に建物の有効床
面積も増す。柱主筋が多い場合、二段配筋にしなくても
柱幅をせばめられることは、梁と同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図はダブルＸ形配筋梁の主筋の配筋詳細を示す立面
図、第２図はダブルＸ形配筋有孔梁の立面図、第３図は
梁幅を縮小したダブルＸ形配筋梁の主筋の配筋法を示す
伏図、第４図(A)(B)(C)(D)(E)はそれぞれ第３図Ａ−
Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄ，Ｅ−Ｅ線に対応する断面
図、第５図(A)(B)はダブルＸ形配筋梁の、同図(C)は従
来のＸ形配筋梁のトラス説明図、第６図(A)は従来のＸ
形配筋梁の立面図、同図(B)はその梁のスパン中央の断
面図であり、第７図はダブルＸ形配筋柱の主筋の配筋詳
細の立面図で、第８図は柱幅を縮小したダブルＸ形配筋
柱の主筋の配筋法を示す側面図である。 １は梁、２は柱、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄおよび２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｂはハーフＸ形主筋、１ｅおよび２ｅは
平行主筋、１ｆ，１ｇはＸ形主筋、３は貫通孔、４は開
口周囲補強筋

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スパン中央で折り曲げて、半スパンを水平
   に、半スパンを斜めにしたハーフＸ形主筋を上下左右対
   称に組み合わせて、１スパンにＸ形配筋を２連形成した
   ダブルＸ形配筋梁。
2. 【請求項２】前記ダブルＸ形配筋梁のスパン中央部に、
   主筋を避けて貫通孔を設けた請求項１記載のダブルＸ形
   配筋梁。
3. 【請求項３】前記ハーフＸ形主筋の水平部を、梁端部か
   ら梁中央に向って主筋直径分だけ梁幅方向に拡げまたは
   狭めて配筋することによって、梁幅を縮小した請求項１
   記載のダブルＸ形配筋梁。
4. 【請求項４】上下階梁の内法高さの中央で折り曲げて、
   内法高さの１／２を鉛直に、１／２を斜めにしたハーフ
   Ｘ形主筋を上下左右対称に組み合わせて、１階にＸ形配
   筋を２段形成したダブルＸ形配筋柱。
5. 【請求項５】前記ハーフ形主筋の鉛直部を、柱内法高さ
   の上下端から中央に向って主筋直径分だけ柱幅方向に拡
   げまたは狭めて配筋することによって、柱幅を縮小した
   請求項４記載のダブルＸ形配筋柱。