(57)【要約】【課題】柱と梁との接合部の設計自由度を向上させる。【解決手段】接合部構造は、コンクリート製の柱１２と、柱１２と強度が異なるコンクリートを用いて形成された梁１４と、柱１２及び梁１４が接合され、柱１２及び梁１４を形成するコンクリートのうち、強度が大きいコンクリートより強度が小さいコンクリートを用いて形成された接合部１０と、接合部１０の両側に接合された一方の梁１４から他方の梁１４に亘って配設され、軸方向に伸びた状態で保持された鋼材（軸筋２０）と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製の柱と、
前記柱と強度が異なるコンクリートを用いて形成された梁と、
前記柱及び前記梁が接合され、前記柱及び前記梁を形成するコンクリートのうち、強度が大きいコンクリートより強度が小さいコンクリートを用いて形成された接合部と、
前記接合部の両側に接合された一方の前記梁から他方の前記梁に亘って配設され、軸方向に伸びた状態で保持された鋼材と、
を備えた接合部構造。
【請求項２】
前記梁にはハンチが形成されている、請求項１に記載の接合部構造。
【請求項３】
前記鋼材は鉄筋である、請求項１又は請求項２に記載の接合部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、柱と梁との接合部を高強度コンクリートで形成したコンクリート構造物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３１９９８６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、柱と梁との接合部には、上記特許文献１のように、柱及び梁より強度が大きいコンクリートを用いる場合や、柱及び梁のうち強度が大きいほうの強度を備えたコンクリートを用いる場合が多く、一般的に、接合部は材料選定に制約を受ける。すなわち、設計自由度が制約される。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮して、柱と梁との接合部の設計自由度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の接合部構造は、コンクリート製の柱と、前記柱と強度が異なるコンクリートを用いて形成された梁と、前記柱及び前記梁が接合され、前記柱及び前記梁を形成するコンクリートのうち、強度が大きいコンクリートより強度が小さいコンクリートを用いて形成された接合部と、前記接合部の両側に接合された一方の前記梁から他方の前記梁に亘って配設され、軸方向に伸びた状態で保持された鋼材と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の接合部構造によると、接合部の両側面に梁が接合され、これらの梁に亘って鋼材が配設されている。鋼材は伸びた状態で保持されているため、縮む方向へ内部応力が発生する。この内部応力は、鋼材から接合部へ付着によって伝達され、接合部には圧縮力が作用する。これにより接合部には側圧が付与された状態となり、せん断耐力が向上する。したがって、接合部のコンクリート強度を小さくしても、鋼材によって強度が補完される。これにより接合部のコンクリート強度の選択幅が広くなる。すなわち、柱と梁との接合部の設計自由度を向上できる。
【０００８】
請求項２の接合部構造は、請求項１に記載の接合部構造において、前記梁にはハンチが形成されている。
【０００９】
請求項２に記載の接合部構造によると、梁にハンチが形成されているため、ハンチが形成されていない場合と比較して、梁と接合部との接触面積が大きくなる。このため、接合部が側圧を受ける面積が大きくなる。これにより、接合部において強度を高められる領域を広くすることができる。
【００１０】
請求項３の接合部構造は、請求項１または請求項２に記載の接合部構造において、前記鋼材は鉄筋である。
【００１１】
請求項３に記載の接合部構造によると、鋼材が鉄筋とされている。このため異形鉄筋としたり定着具を取り付けて容易にコンクリートとの付着力を大きくすることができる。これにより接合部に側圧を導入しやすい。また、Ｈ型鋼や山型鋼等の型鋼を用いる場合と比較して、接合部内における配筋と干渉し難い。このため接合部における配筋の施工性を保持しつつ、接合部のせん断耐力を向上できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、柱と梁との接合部の設計自由度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る接合部構造の一例を示す立断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る接合部構造の一例を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る接合部構造において柱の荷重により軸筋が変形している状態を示す概念図である。
【図４】本発明の実施形態に係る接合部構造において軸筋に発生する内部応力によって接合部に押圧力が作用している状態を示す概念図である。
【図５】本発明の実施形態に係る接合部構造において軸筋の両端に定着具を設けた変形例を示す立断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る接合部構造において軸筋にプレストレスを導入した変形例を示す立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜接合部構造＞
以下、本発明の実施形態に係る接合部構造について、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。なお、各図面において重複する構成及び符号については、説明を省略する場合がある。また、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【００１５】
図１、図２には、本発明の実施形態に係る接合部構造が適用された柱１２と梁１４との接合部１０が示されている。これらの接合部１０、柱１２及び梁１４は、現場打ちの鉄筋コンクリート製とされている。
【００１６】
（コンクリート）
梁１４及び接合部１０を形成するコンクリートの設計基準強度は、柱１２を形成するコンクリートの設計基準強度より小さい。具体的には、梁１４及び接合部１０を形成するコンクリートは設計基準強度が３６Ｎ／ｍｍ２とされ、柱１２を形成するコンクリートは設計基準強度が４８Ｎ／ｍｍ２とされている。すなわち、梁１４及び接合部１０は、同じ強度のコンクリートで形成され、当該強度は、上下の柱１２を形成するコンクリートの強度より小さい。
【００１７】
（配筋）
梁１４及び接合部１０の内部には、梁主筋１４Ａが埋設されている。梁主筋１４Ａは、接合部１０を貫通して配置されている。また、梁１４の内部には、せん断補強筋としてのあばら筋１４Ｂが埋設されている。あばら筋１４Ｂは、梁１４の軸方向に沿って所定の間隔で埋設されている一方、接合部１０の内部には埋設されていない。なお、梁主筋１４Ａは接合部１０の内部で終端していたり機械式継手で接合されていてもよい。
【００１８】
柱１２及び接合部１０の内部には、柱主筋１２Ａが埋設されている。柱主筋１２Ａは、接合部１０を貫通して配置されている。また、柱１２の内部には、せん断補強筋としてのフープ筋１２Ｂが埋設されている。フープ筋１２Ｂは、柱１２の軸方向に沿って所定の間隔で埋設されており、また、接合部１０の内部においても所定の間隔で埋設されている。
【００１９】
あばら筋１４Ｂの間隔は、図１、２に示された領域に亘って同ピッチとされているが、例えばせん断力が作用し易い接合部１０の近辺（例えば梁１４の端部から軸方向に沿って梁せいの１倍以内の部分や１．５倍以内の部分）においてはピッチを細かくしてもよい。同様に、フープ筋１２Ｂの間隔も、接合部１０の近辺（例えば柱１２の端部から軸方向に沿って柱幅の１倍以内の部分や１．５倍以内の部分）においてはピッチを細かくしてもよい。また、フープ筋１２Ｂの間隔は、接合部１０の内部においては、他の鉄筋との干渉を考慮して、ピッチを大きくしてもよい。
【００２０】
(軸筋)
接合部１０には、軸筋２０が埋設されている。軸筋２０は異形鉄筋で形成され、接合部１０の両側に接合された一方の梁１４から他方の梁１４に亘って配設されている。軸筋２０は両端部にはフックや定着具が配置されておらず、梁１４に対する定着長は、それぞれ軸筋の直径（ｄ）の４０倍（４０ｄ）程度とされている。
【００２１】
この軸筋２０は、柱１２の荷重を受けて、軸方向に伸びた状態で保持されている。これにより、軸筋２０の内部には、軸方向に縮む方向へ内部応力が発生する。この内部応力は、軸筋２０から接合部１０へ付着によって伝達され、接合部１０には圧縮力が作用する。これにより接合部１０には側圧が付与された状態となり、せん断耐力が向上する。
【００２２】
＜作用＞
軸筋２０によって接合部１０に側圧が付与される作用について具体的に説明する。図３に示すように、軸筋２０には、柱１２（図１参照）の荷重Ｎに応じて、上下方向（軸筋２０の軸方向ＣＬと交わる方向）に縮む歪み（εｖ）［ｍｍ］が生じる。この歪み（εｖ）によって、軸筋２０には、軸方向に伸びる歪み（εｈ＝εｖ×ν）（ν：ポアソン比）が生じる。このとき、軸筋２０には、縮む方向の内部応力（σ＝Ｅ×εｈ）［Ｎ／ｍｍ２］（Ｅ：ヤング係数）が発生する。
【００２３】
図４に示すように、軸筋２０の一本あたりの断面積をＳ［ｍｍ２］、軸筋２０の本数をＭ［本］とすると、軸筋２０の内部応力の合計値、すなわち接合部１０へ圧縮力として作用する側圧は、（Ｃ１＝σ×Ｓ×Ｍ）となる。
【００２４】
ここで、接合部１０に対して、単位面積あたり（σｓ＝１．２Ｎ／ｍｍ２）の側圧を作用させると、接合部１０を形成するコンクリートの設計基準強度（３６Ｎ／ｍｍ２）を、例えば柱１２を形成するコンクリートの設計基準強度（４８Ｎ／ｍｍ２）と同等と見做すことができる。接合部１０の高さをＨ［ｍｍ］、奥行きをＤ［ｍｍ］とすると、接合部１０の全体に作用させるべき側圧Ｃ２は、（Ｃ２＝σｓ×Ｈ×Ｄ）となる。
【００２５】
すなわち、本実施形態に係る接合部構造によると、接合部１０を形成するコンクリートの強度は３６Ｎ／ｍｍ２であるにも関わらず、Ｃ１＝Ｃ２となるように軸筋２０の断面積又は本数を適宜調整することで、接合部１０を形成するコンクリートの強度を、４８Ｎ／ｍｍ２と見做すことができるまで高くすることができる。
【００２６】
このため、接合部１０を形成するコンクリートの強度の選択自由度を高くすることができる。例えば、接合部１０を形成するコンクリートの強度を、本実施形態で示したように梁１４を形成するコンクリートの強度と等しくすることができる。
これにより、接合部１０と梁１４とを一体的に打設して、打ち分けの手間を削減することができる。また、接合部１０と梁１４とをプレキャストコンクリートによって一体的に形成することができる。これにより、工期を短縮できる。
【００２７】
また、例えば、接合部１０を形成するコンクリートの強度を、梁１４を形成するコンクリートの強度より大きく、柱１２を形成するコンクリートの強度より小さくすることができる。これにより、接合部１０を形成するコンクリートの強度を、梁１４を形成するコンクリートの強度と等しくした場合と比較して、軸筋２０の本数を減らしつつ、接合部１０に必要な強度を確保できる。
【００２８】
また、本実施形態においては、接合部１０の両側の梁１４に亘って配設される鋼材として、異形鉄筋の軸筋２０を用いている。これにより、例えばＨ型鋼や山型鋼等の型鋼を用いる場合と比較して、接合部１９内における配筋（柱主筋１２Ａ、フープ筋１２Ｂ、その他の補強筋）と鋼材とが干渉し難い。このため接合部１０における配筋の施工性を保持しつつ、接合部１０のせん断耐力を向上できる。
【００２９】
なお、本発明における鋼材は、Ｈ型鋼や山型鋼、溝型鋼等を含む。これらのような型鋼を用いることで、鋼材の配設本数を減らすことができる。
【００３０】
＜その他の実施形態＞
本実施形態においては、図１に示すように、軸筋２０の両端部にはフックや定着具を配置していないが、本発明の実施形態はこれに限らない。たとえば図５に示すように、軸筋２０の両端部には定着具２２やフック（不図示）を設けてもよい。
【００３１】
軸筋２０の両端部に定着具２２を設けることで、軸筋２０の梁１４に対する定着長を短く（例えば１２ｄ）とすることができる。また、定着具２２による支圧領域が、破線σ１で示すように接合部１０へ向って拡径するように拡がることで、軸筋２０から接合部１０へ作用する側圧のバラつきを低減できる。
【００３２】
また、本実施形態においては、図２に示すように、梁１４の幅が全長に亘って略同一とされているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図２に二点鎖線で示すように、梁１４の端部には幅方向に拡径するハンチを設けてもよい。これにより梁１４と接合部１０の接触面積が広くなる。これにより、接合部１０において強度を高められる領域を広くすることができる。
【００３３】
また、本実施形態においては、軸筋２０に内部応力を発生させる手段として柱１２による荷重を用いたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図６に示すように、軸筋２０には予めプレストレス（引張力）を導入しておき、定着具２４で当該引張力を保持してもよい。接合部１０及び梁１４をこのように形成することで、接合部１０の上部に柱が載置されない接合部（例えば建物における最上階や無柱空間）においても、本発明の構成を適用することができる。
【００３４】
このように、本発明における「軸方向に伸びた状態で保持された鋼材」とは、軸方向と交わる方向の外力を受けて軸方向に伸びた状態とされているものと、軸方向に沿った方向の外力を受けて軸方向に伸びた状態とされているものと、の双方を含む。
【００３５】
また、本実施形態においては、梁１４を形成するコンクリートの強度（３６Ｎ／ｍｍ２）を、柱１２を形成するコンクリートの強度（４８Ｎ／ｍｍ２）より小さく形成したが、本発明の実施形態はこれに限らない。これらの強度は任意の値を設定してよく、例えば梁１４を形成するコンクリートの強度を、柱１２を形成するコンクリートの強度より大きく形成してもよい。この場合、接合部１０の強度を、柱１２を形成するコンクリートの強度と同一とすることができる。
【００３６】
このような実施形態は、例えば基礎梁と、基礎梁が接合されるフーチングと、フーチングに接合される柱と、で形成される接合部に適用することができる。このように、本発明は様々な態様で実施できる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  接合部
１２  柱
１４  梁
２０  軸筋（鋼材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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