JPH09105171A - 合成構造梁の補強構造 - Google Patents

合成構造梁の補強構造

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JPH09105171A
JPH09105171A JP28807695A JP28807695A JPH09105171A JP H09105171 A JPH09105171 A JP H09105171A JP 28807695 A JP28807695 A JP 28807695A JP 28807695 A JP28807695 A JP 28807695A JP H09105171 A JPH09105171 A JP H09105171A
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JP
Japan
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steel frame
end steel
reinforcing bar
reinforcing
reinforced concrete
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Application number
JP28807695A
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Hiroshi Nishihara
寛 西原
Hideyuki Suzuki
英之 鈴木
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Hazama Ando Corp
Original Assignee
Ando Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な配筋によりSRC−RC構造の
合成構造梁の切替え部での応力の伝達を確実に行う。 【解決手段】 柱梁接合部5に端部3Aが接合された梁
端鉄骨3を心材とする鉄骨鉄筋コンクリート構造梁と鉄
筋コンクリート構造梁とからなる合成構造梁2の補強構
造において、対向位置にある梁端鉄骨3,3間に、側面
視してX字形をなす補強筋10を掛け渡す。少なくとも
この補強筋10を介して鉄骨鉄筋コンクリート構造梁の
梁端鉄骨3と鉄筋コンクリート構造梁間の断面力を伝達
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は合成構造梁の補強構
造に係り、特に両端部を鉄骨鉄筋コンクリート構造と
し、中央部を鉄筋コンクリート構造とした合成構造梁の
構造切替え部の補強構造に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄骨鉄筋コンクリート構造は、心材して
の鉄骨の存在により高い靱性を示すため、耐震性能に優
れている。また、大スパンの梁等の設計においても、鉄
筋コンクリート構造の梁に比べ、コンパクトな梁断面の
設計が行える。一方では、鉄骨鉄筋コンクリート構造は
鉄骨単価が高いため、建設コストが高くなるという欠点
がある。そこで、鉄骨鉄筋コンクリート構造と鉄筋コン
クリート構造の利点を取り入れた設計として、地震時応
力の大きくなる梁端部を鉄骨鉄筋コンクリート構造(以
下、SRC構造と記す。)とし、応力の小さい梁中央部
を鉄筋コンクリート構造(以下、RC構造と記す。)と
した合成構造梁の提案がなされている。この種の合成構
造梁では、SRC−RC構造の切替え部に破壊を生じさ
せないこと、またSRC構造の鉄骨の端部から梁中央部
のRC断面への応力の伝達がスムーズに行われるように
することが重要となる。図8は、SRC−RC構造から
なる合成構造梁50の切替え部52の補強構造の一例を
示した梁断面図である。隣接したSRC柱51の側面に
剛接合された梁端鉄骨53のフランジの上面53a及び
下面53bには所定間隔をあけて複数本の頭付きスタッ
ドコネクタ60が溶植されている。また、梁端鉄骨53
のウェブ53cには、U字形アンカー筋54の端部が溶
接されている。このU字形アンカー筋54は、図示した
ように、U字部54aがRC構造内に延出するように配
筋されている。梁主筋55は柱鉄骨56のウェブを貫通
し、梁50の上下位置に配筋されている。さらに、スタ
ッドコネクタ60が溶植されているフランジ上面53a
及び下面53bには主筋添え筋57が配筋されている。
この主筋添え筋57は梁中央部でのRC断面計算によっ
て鉄筋量が決定されている。また、せん断補強筋として
のあばら筋58が梁主筋55及び主筋添え筋57を囲む
ように梁長手方向の全範囲に、所定間隔をあけて配置さ
れている。SRC構造の梁端鉄骨53からRC構造部分
への曲げ応力の伝達は、U字形アンカー筋54を介して
行われる。また、せん断力の伝達のために頭付きスタッ
ドコネクタ60と、スパイラル筋あるいはメッシュ筋等
のせん断補強筋59が切替え部52からRC構造部にか
けて配置されている。このときせん断力の伝達は、図9
に示したように、鉄骨フランジ53aと、鉄骨53を囲
んで配筋された軸方向鉄筋55、57、あばら筋58と
の間の断面内に形成された支圧力の道筋としての支圧ス
トラット61(支圧束)によって果たされる。なお、図
8の右半図は説明の明確化のために、あばら筋58の表
示を省略している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図8に示し
た配筋では、SRC−RC構造の切替え部52近傍でせ
ん応力の伝達を行う支圧ストラット61(図9参照)を
形成するためには、多量のせん断補強筋が必要となる。
このため、U字形アンカー筋54の梁端鉄骨53への溶
接、主筋添え筋57、スパイラル筋59、あばら筋58
等の補強筋をRC部に密に配筋しなければならない。こ
のため、配筋作業が煩雑になるとともに、多量の鉄筋が
配筋されるため、密実なコンクリートを打設するのも難
しくなるという問題点がある。
【0004】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、比較的簡単な配筋によりS
RC−RC構造の切替え部での応力の伝達を確実に行え
るようにした合成構造梁の補強構造を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、梁両端部が、柱梁接合部に一端が接合さ
れた梁端鉄骨を心材とする鉄骨鉄筋コンクリート構造梁
で、該鉄骨鉄筋コンクリート構造梁と連続する梁中央部
が、鉄筋コンクリート構造梁である合成構造梁の補強構
造において、対向位置にある前記梁端鉄骨間に、側面視
してX字形をなす補強筋を掛け渡し、少なくとも該補強
筋を介して前記鉄骨鉄筋コンクリート構造梁の梁端鉄骨
と前記鉄筋コンクリート構造梁間の断面力の伝達するよ
うにしたことを特徴とするものである。
【0006】このとき、前記X字形をなす補強筋は、重
ね継手により前記梁端鉄骨に接合するか、あるいは前記
梁端鉄骨のフランジの一部に溶接することが好ましい。
【0007】前記X字形をなす補強筋を重ね継手により
前記梁端鉄骨に接合した場合、前記梁端鉄骨のフランジ
面にスタッドコネクタを溶植することが好ましい。
【0008】また、前記梁端鉄骨間に主筋添え筋が配筋
することにより、SRC−RC構造の切替え部での応力
の伝達を確実に行うようにすることが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の合成構造梁の補強
構造の実施の一形態を、添付図面を参照して説明する。
図1は、SRC−RC構造からなる合成構造梁の補強構
造を示すために、隣接したSRC柱1間に架設された合
成構造梁2の断面を示した断面図である。図1におい
て、SRC構造の梁端鉄骨3の端部3aは、例えば柱貫
通形式、ダイアフラム形式等種々の構造形式からなる柱
梁接合部5でSRC1柱と剛接合されている。梁端鉄骨
3のフランジの上面3a及び下面3bには頭付きスタッ
ドコネクタ4が溶植されている。この頭付きスタッドコ
ネクタ4のサイズ及び溶植ピッチは梁に作用するせん断
力に応じて設定することが好ましい。
【0010】梁主筋6は、梁端鉄骨3の上下端位置に配
置され、梁2全体を長手方向に延び、柱ウェブを貫通す
るように配筋されている。梁主筋6は、梁2の長手方向
に所定間隔で配筋されたあばら筋7に囲まれ、所定の被
りが確保されるようになっている。また、このあばら筋
7の一部には、X字形補強筋10の重ね継手部11が固
定されている。このX字形補強筋10は、図1に示した
ように、側面視してX字形をなすように対向位置にある
梁端鉄骨3のフランジ間に掛け渡されたRC構造部補強
筋である。X字形補強筋10は、図2に示したように、
斜め配筋された2本の補強筋10a、10bにより1組
が構成されている。本実施の形態では、2組のX字形補
強筋10が梁端鉄骨3間に配筋されている。この配筋組
数は、対象となる梁2の断面応力に応じて設計すること
が好ましい。
【0011】さらに軸方向補強筋12(梁中央部主筋添
え筋)が配筋されている。この軸方向補強筋は、SRC
−RC構造の切替え部Jの近傍に支圧ストラットを形成
するための補強筋及び曲げ補強筋として機能する。ま
た、SRC−RC構造の切替え部Jでのコンクリート拘
束効果を高めるために、図1に破線で示したスパイラル
筋13を配筋することも好ましい。また、フック定着形
よりも拘束効果が高い溶接閉鎖形、機械継手閉鎖形のあ
ばら筋7を用いることも好ましい。
【0012】ここで、梁端鉄骨3に接続されたX字形補
強筋10によるSRC−RC構造の切替え部J及びRC
構造部での補強作用について、図3を参照して説明す
る。図3は、梁2に水平力が作用した状態での断面力の
反曲点を挟んだ梁2の左半分での力のつりあい状態を示
した模式図である。図示したように梁端鉄骨3の柱側材
端力sQ、sMに対して長さslの梁端鉄骨3の切替え部
J側の材端力sQJ、sMJが作用したとき、梁端鉄骨3の
柱側端部に接続されたX字形補強筋10が負担するせん
断力は、 rQ=(T+C)×sinθ …(式1) (ここで、X字形の対称性より一般にT=C) また、X字形補強筋10が負担する曲げモーメントは、 rM=T×cosθ×sj …(式2) で表される。このとき切替え部J側の材端力sQJ、sMJ
は、式1、式2より、 sQJ=rQ =(T+C)×sinθ …(式3) sMJ=rM+sl×rQ =T×cosθ×sj+sl×(T+C)×sinθ …(式4) となる。したがって、梁端鉄骨3は式3、式4に示した
断面力分を負担する。これにより、RC構造からなる梁
中央部での応力は緩和され、配筋量の軽減が図れる。
【0013】次に、X字形補強筋10によるSRC−R
C構造の切替え部Jの補強構造の実施の他の形態につい
て図4、図5の各図を参照して説明する。図4(a)
は、図1に示した梁2と同一の補強構造で、他の例との
比較のために示した。図4(b)には、X字形補強筋1
0及び梁中央部添え筋12を、梁端鉄骨3のフランジの
上外側面及び下外側面に直接溶接した補強例が示されて
いる。この補強例によれば、梁端鉄骨3に作用した軸力
を確実にRC構造部に伝達できるので、同図(a)に示
したスタッドコネクタ4を省略したり、スタッドコネク
タ4の本数やサイズを小さくすることができる。図4
(c)には、X字形補強筋10及び梁中央部添え筋12
を梁端鉄骨3のフランジ上内側面及び下内側面に直接溶
接した補強例が示されている。この補強例によれば、図
4(a)と同様に、梁端鉄骨3に作用した軸力を確実に
RC構造部に伝達でき、さらに梁2をスラブ8下までの
プレキャストコンクリート梁20とした場合に梁中央部
主筋6をあらかじめプレキャストコンクリート梁20内
に配筋しておくことができる。
【0014】図5の各図は、柱側材端力sQ、sMが切替
え部J側の材端力sQJ、sMJよりも大きい場合の切替え
部Jのせん断補強例を示したものである。図5(a)に
は、対向した梁端鉄骨3間に連結された補強ウェブプレ
ート21が示されている。この補強ウェブプレート21
は梁端鉄骨3にボルト固定され、X字形補強筋10の負
担せん断力の超過した分を負担することができる。図5
(b)には、ウェブ3dに複数本の頭付きスタッドコネ
クタ4が溶植された梁端鉄骨3が示されている。このよ
うに梁端鉄骨3のウェブ3dに頭付きスタッドコネクタ
25を設けることにより、支圧ストラット形成によるせ
ん断力伝達に加え、ウェブ3dからも周囲のコンクリー
トへせん断力を伝達できる。図5(c)には、SRC−
RC構造の切替え部Jに配筋されたスパイラル筋22が
示されている。このようにスパイラル筋22を配筋する
ことにより、コンクリート断面の拘束効果を高め、支圧
ストラットを形成することができ、切替え部Jでのせん
断力の伝達を滑らかにすることができる。なお、図5の
各図において、X字形補強筋10は梁端鉄骨3のフラン
ジの内側面、外側面に溶接されている。これにより、図
4(b)、(c)に示した場合と同様に、梁内での軸力
伝達が行えるので、スタッドコネクタを省略することが
できる。また、スタッドコネクタを梁端鉄骨3に溶植
し、鉄筋重ね継手方式としても良いことはいうまでもな
い。
【0015】図6の各図は、図2に示した梁端鉄骨3に
補強筋を重ね継手方式で接合した配筋例に対して梁端鉄
骨3に補強筋を溶接した例を示したものである。図6
(a)には、X字形補強筋10を梁端鉄骨3のフランジ
3a、3bの一部に溶接し、梁中央部添え筋12を重ね
継手とした補強例が示されている。この補強例によれ
ば、梁端鉄骨3が負担している軸力を、梁中央部添え筋
12と頭付きスタッドコネクタ4とでRC構造部に伝達
することができる。これにより、頭付きスタッドコネク
タ4の本数を少なくでき、梁中央部添え筋12のサイズ
も小さくすることができる。図6(b)には、X字形補
強筋10を梁端鉄骨3のフランジ内側面に、梁中央部添
え筋12をフランジ外側面に直接溶接した補強例が示さ
れている。この補強例によれば、頭付きスタッドコネク
タ4を省略できるとともに、鉄筋10、12がフランジ
の両面に溶接されることになるので、溶接作業も容易に
なるという利点がある。
【0016】図7は、SRC−RC構造からなる合成構
造梁2を、プレキャストコンクリート梁30(以下、P
Ca梁と記す。)及び現場打ちスラブ8からなる構造例
を示した梁正面図である。図示したように柱梁接合部に
は、本発明のPCa梁30が吊り込まれ、梁端鉄骨3が
ガセットプレート31を介して剛接合されている。PC
a梁30の下端筋31はスリーブジョイント32により
SRC柱35位置の鉄骨柱36を貫通した鉄筋33と接
合されている。また、上端筋34は、PCa梁30の上
面30aから突出した各あばら筋7の閉鎖部分を通って
梁2の長手方向に配筋されている。図7には、PCa梁
30内の梁端鉄骨3とコンクリート内に配筋されたX字
形補強筋10及び梁中央部添え筋12が破線で示されて
いる。このように、SRC−RC構造からなる合成構造
梁をPCa梁で製作し、柱間に架設することにより、現
場における架構の構築作業をより効率化することができ
る。
【0017】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、比較的簡単な配筋によりSRC−RC構造の
合成構造梁の切替え部での応力の伝達を確実に行うこと
ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による合成構造梁の補強構造の実施の一
形態を示した梁断面図。
【図2】図1に示した合成構造梁の補強構造の配筋状態
を示した部分断面斜視図。
【図3】SRC−RC構造の切替え部Jにおける力のつ
りあい状態を示した模式図。
【図4】SRC−RC構造の切替え部Jの補強例を示し
た梁断面図。
【図5】SRC−RC構造の切替え部Jの補強例を示し
た梁断面図。
【図6】SRC−RC構造の切替え部Jの補強例を示し
た部分断面斜視図。
【図7】PCa梁からなる合成構造梁の補強構造の実施
の一形態を示した梁断面図。
【図8】従来の合成構造梁の補強構造の一例を示した梁
断面図。
【図9】合成構造梁の断面内に形成される支圧ストラッ
トでのせん断力の伝達状態を示した模式断面図。
【符号の説明】
1 SRC柱 2 合成構造梁(梁) 3 梁端鉄骨 4 頭付きスタッドコネクタ 5 柱梁接合部 6 梁主筋 7 あばら筋 10 X字形補強筋 11 重ね継手 12 梁中央部添え筋 J 切替え部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】梁両端部が、柱梁接合部に一端が接合され
    た梁端鉄骨を心材とする鉄骨鉄筋コンクリート構造梁
    で、該鉄骨鉄筋コンクリート構造梁と連続する梁中央部
    が、鉄筋コンクリート構造梁である合成構造梁の補強構
    造において、 対向位置にある前記梁端鉄骨間に、側面視してX字形を
    なす補強筋を掛け渡し、少なくとも該補強筋を介して前
    記鉄骨鉄筋コンクリート構造梁の梁端鉄骨と前記鉄筋コ
    ンクリート構造梁間の断面力の伝達するようにしたこと
    を特徴とする合成構造梁の補強構造。
  2. 【請求項2】前記X字形をなす補強筋は、重ね継手によ
    り前記梁端鉄骨に接合されたことを特徴とする請求項1
    記載の合成構造梁の補強構造。
  3. 【請求項3】前記X字形をなす補強筋は、前記梁端鉄骨
    のフランジの一部に溶接接合されたことを特徴とする請
    求項1記載の合成構造梁の補強構造。
  4. 【請求項4】前記梁端鉄骨は、フランジ面にスタッドコ
    ネクタが溶植されたことを特徴とする請求項1または請
    求項2記載の合成構造梁の補強構造。
  5. 【請求項5】前記梁端鉄骨間に主筋添え筋が配筋された
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項
    に記載の合成構造梁の補強構造。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008190175A (ja) * 2007-02-02 2008-08-21 Takenaka Komuten Co Ltd プレキャスト鉄筋コンクリート梁部材同士の接合方法及び接合構造
CN106401065A (zh) * 2016-09-06 2017-02-15 江苏科技大学 一种织物增强混凝土叠合梁的制作方法
CN108360750A (zh) * 2018-03-12 2018-08-03 中国地震局工程力学研究所 一种新型框架结构梁端配筋构造及其设计方法
JP2020063634A (ja) * 2018-10-19 2020-04-23 株式会社安藤・間 プレキャストコンクリート梁部材の接合構造および接合方法

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