(57)【要約】【課題】  柱梁接合部に入力するせん断力を低減することにより、コストダウンを図ると共に部材断面積を増加させることがない柱梁接合部構造を提供する。【解決手段】  柱部材２０と梁部材１０との接合部（柱梁接合部３０）において、梁部材１０の二段筋５０又は柱部材２０の二段筋７０の少なくとも一方をＸ形状に折り曲げ加工して配筋する。また、Ｘ形状の配筋部分において、コンクリートに対する鉄筋の付着力を低減させることが好ましい。さらに、二段筋５０，７０のＸ形状折曲部は、当該二段筋５０，７０と交差する方向に位置する一段筋６０，４０の接合部中心側に位置させることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱部材と梁部材との接合部において、梁部材二段筋又は柱部材二段筋の少なくとも一方をＸ形状に折り曲げ加工して配筋したことを特徴とする柱梁接合部構造。
【請求項２】
前記Ｘ形状の配筋部分において、コンクリートに対する鉄筋の付着力を低減させることを特徴とする請求項１に記載の柱梁接合部構造。
【請求項３】
前記二段筋のＸ形状折曲部は、当該二段筋と交差する方向に位置する一段筋の接合部中心側に位置させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の柱梁接合部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＣ造ラーメン構造等の柱梁接合部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の一般的な柱梁接合部構造を示す模式図である。図５に示すように、一般的なＲＣ造の柱梁接合部３０は、柱部材２０では上下の軸鉄筋（１００，１１０）が、梁部材１０では左右の軸鉄筋（２００，２１０）が柱梁接合部３０内を貫通している。このような構造において、大地震の発生時等には柱梁接合部３０を中心に上下左右の柱部材２０及び梁部材１０に対して逆対称方向のモーメント（Ｍ）及びせん断力（Ｑ）が発生する。このとき、各部材の端部では、モーメント（Ｍ）に応じた引張力（Ｔ）と圧縮力（Ｃ）とが発生する。例えば、水平方向の梁の引張力（Ｔ）については、引張側の一段筋による引張力ｂＴ1及び二段筋による引張力ｂＴ2の合力（ｂＴ1＋ｂＴ2）として、梁の圧縮力（Ｃ）については、圧縮側の一段筋による圧縮力ｂＣ1及び二段筋による圧縮力ｂＣ2、及び圧縮側のコンクリートの圧縮力ｂＣcの合力（ｂＣ1＋ｂＣ2＋ｂＣc）として、それぞれ柱梁接合部３０に入力される。柱梁接合部３０に入力される水平方向のせん断力（Ｔｈ）は、下記式（１）で表すことができる。
【０００３】
Ｔｈ＝（ｂＴ1＋ｂＴ2）＋（ｂＣ1＋ｂＣ2＋ｂＣｃ）−ｃＱ  ・・・  （１）
この水平方向の接合部入力せん断力（Ｔｈ）に対して、柱梁接合部３０のせん断強度がある程度余裕をもって上回るように設計しなければならない。この際、大きな水平力が作用する高層住宅の低層部では、部材の曲げ強度を確保するために、高強度の太径鉄筋を上下二段配筋で配置しようとすると、柱梁接合部入力せん断力を上回る柱梁接合部せん断強度を確保することが困難となる場合もある。そこで、柱梁接合部３０の強度を上げるためには、柱部材２０や梁部材１０の断面積を大きくして、せん断強度に寄与できる面積を増加させるか、柱梁接合部３０のコンクリート強度を上げるしか方策がない。
【０００４】
従来、柱梁接合部内で発生する引張応力を減少させて、柱梁接合部におけるせん断耐力を高めるようにした柱梁接合部の補強構造が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載された技術は、柱の柱梁接合部に対して両側から接合される上部梁主筋と下部梁主筋を備えた梁からなるコンクリート系構造物の柱梁接合部に適用する技術である。そして、双方の梁の端面から柱梁接合部内に延びる上部梁主筋が、他方の梁の端面に向かって斜め下方に延び、他方の梁の端面から水平に内部に向かって定着されている。さらに、双方の梁の端面から柱梁接合部内に延びる下部梁主筋が、他方の梁の端面に向かって斜め上方に延び、他方の梁の端面から水平に内部に向かって定着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２３６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、柱梁接合部の強度を上げるために柱部材や梁部材の断面積を大きくしたのでは、製造コストが上昇するという問題がある。さらに、意匠上の制約から、柱部材や梁部材の断面積を増加させることは困難である。また、外付けの耐震補強を行う場合には、既存部の外面に対して補強部の厚みが増加することなり、この場合にも意匠上の制約が伴うことが多い。
【０００７】
また、コンクリート強度を上げることも、製造コストの上昇に繋がる。すなわち、下記式（２）に示すように、コンクリートが高強度になればなるほど、せん断強度の上昇割合が低下してくるため、高強度のコンクリートを用いる効果は小さくなる傾向になっていく。
せん断強度＝定数×（コンクリート強度）1/2〜2/3  ・・・  （２）
【０００８】
しかし、柱梁のみで構成されるラーメン構造の水平強度を確保するためには、構成部材である柱部材及び梁部材の曲げ強度を所定の強さだけ確保する必要があり、曲げ強度は、引張鉄筋が負担できる引張力（断面積×強度）にほぼ比例する。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、柱梁接合部に入力するせん断力を低減することにより、コストダウンを図ると共に部材断面積を増加させることがない柱梁接合部構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の柱梁接合部構造は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明の柱梁接合部構造は、柱部材と梁部材との接合部において、梁部材二段筋又は柱部材二段筋の少なくとも一方をＸ形状に折り曲げ加工して配筋したことを特徴とするものである。ここで、Ｘ形状に折り曲げる二段筋は、梁部材二段筋又は柱部材二段筋のいずれか一方、あるいは梁部材二段筋及び柱部材二段筋の双方である。例えば、梁部材の鉄筋量が多いため、柱梁接合部の水平方向のせん断設計が困難な場合に、右梁部材の上側二段筋を柱梁接合部内で折り曲げて貫通させ、左梁部材の下側二段筋となるようにＸ型配置する。さらに、鉛直方向のせん断設計が困難な場合には、柱部材に対しても、同様に二段筋をＸ形配筋すればよい。このような構造とすることにより、Ｘ形配筋とした二段筋に起因する柱梁接合部への入力せん断力を低減することができる。
【００１１】
また、上述した構成に加えて、Ｘ形状の配筋部分において、コンクリートに対する鉄筋の付着力を低減させることが好ましい。このような構成からなる柱梁接合部構造では、Ｘ形配筋とした二段筋とコンクリートとの付着力に起因する柱梁接合部への入力せん断力をさらに一層低減することができる。例えば、Ｘ形状の配筋部分において、鉄筋の外周をビニール等の被覆材で被覆して、コンクリートに対する鉄筋の付着力をほぼ無くすことにより、柱梁接合部への入力せん断力もほぼ無くなることになる。
【００１２】
さらに、上述した構成に加えて、二段筋のＸ形状折曲部は、当該二段筋と交差する方向に位置する一段筋の接合部中心側に位置させることが好ましい。例えば、梁部材の二段筋をＸ形配筋とした場合には、Ｘ形状折曲部を柱部材の一段筋の接合部中心側に位置させる。また、柱部材の二段筋をＸ形配筋とした場合には、Ｘ形状折曲部を梁部材の一段筋の接合部中心側に位置させる。このような構成からなる柱梁接合部構造では、柱部材又は梁部材が負担するせん断力を低減することができる。
【００１３】
なお、上述した特許文献１に記載された技術は、鉄筋の引張力を、引張応力場内で圧縮力に変換することにより、間接的に引張力を低減しているのに対して、本発明は、引張力及び圧縮力が同時に作用する鉄筋どうしを同じ鉄筋とすることにより、水平方向の力が釣り合うようにするという点で、両者は相違する。また、柱の垂直方向の鉄筋についても同じ原理であり、両者は相違する。
【００１４】
特許文献１の図面を参照して、特許文献１に記載された技術の原理を説明する。特許文献１に記載された技術は、特許文献１の図１に示すように、梁１２内の上部梁主筋２２に生じる引張力が、柱梁接合部１１ｃ内を斜めに横切り、梁１３内で鉄筋の末端にプレート定着（先端部分２２ａ）を設けることにより定着されるものである。このとき、プレート定着（先端部分２２ａ）には、鉄筋に作用する引張力によるコンクリートとの圧縮力が発生する。しかし、このコンクリートの圧縮力が作用する位置が、下部梁主筋３３の引張力による引張応力場内であるため、結果として下部梁主筋３３による引張力を打ち打ち消し合うようになっている。したがって、下部梁主筋３３による引張力に起因して柱梁接合部１１ｃ内に入力するせん断力が低減されることになる。特許文献１の図３にも同様の技術が示されている。
【００１５】
また、特許文献１の図４では、プレート定着（先端部分２２ａ）の代わりに直線定着とすることにより、コンクリートと鉄筋の付着力が下部梁主筋３３の引張力と打ち消し合う方向となり、柱梁接合部内への入力せん断力を低減するようになっている。
これに対して、本発明は、特許文献１の図１において、左右の梁で同時に引張力が作用する梁主筋（上部梁主筋２２，下部梁主筋３３）どうしを、直接一本の鉄筋としている点に特徴がある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の柱梁接合部構造によれば、梁部材二段筋又は柱部材二段筋の少なくとも一方をＸ形状に折り曲げ加工して配筋することにより、固定された梁部材又は柱部材の断面積や鉄筋量を保ったまま、すなわち、部材の曲げ強度を保ったまま、柱梁接合部に入力するせん断力を低減することができる。また、Ｘ形状の配筋部分において、コンクリートに対する鉄筋の付着力を低減させることにより、柱梁接合部に入力するせん断力をさらに一層低減することができる。さらに、二段筋のＸ形状折曲部を、当該二段筋と交差する方向に位置する一段筋の接合部中心側に位置させることにより、より一層確実に、柱部材又は梁部材に入力するせん断力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る柱梁接合部構造を示す模式図。
【図２】Ｘ形状の配筋部分に使用する鉄筋の断面模式図。
【図３】Ｘ形状の鉄筋の折曲部に発生する力と付着力の釣り合いを示す模式図。
【図４】Ｘ形状の鉄筋の折曲部に発生する支圧力及びせん断力を示す模式図。
【図５】従来の一般的な柱梁接合部構造を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る柱梁接合部構造の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る柱梁接合部構造は、ＲＣ造ラーメン構造又は壁式ラーメン構造の一般建築物で、特に高強度鉄筋を用いる高層住宅や、ＲＣ造もしくはＳＲＣ造のラーメン構造、壁式ラーメン構造の既存建物を建物外側から補強するために、新設のＲＣ造ラーメン架構を貼り付けたり、構面を増設したりする場合に、好適に適用されるものである。
【００１９】
また、通常、柱部材及び梁部材の軸鉄筋は、柱梁接合部内をすべて貫通する構造（十字形）、梁部材主筋が接合部内で定着される構造（ト形）、柱部材主筋が接合部内で定着される構造（Ｔ形）、柱部材主筋及び梁部材主筋の双方が定着される構造（Ｌ形）がある。本発明は、柱梁接合部内をすべて貫通する構造（十字形）でない場合には、主筋が貫通する部材についてのみ適用するものである。
【００２０】
＜梁部材の配筋＞
本発明の実施形態に係る柱梁接合部構造は、図１に示すように、柱梁接合部３０において、右梁部材１１の二段筋５０をそれぞれ柱梁接合部３０内で折り曲げて貫通させ、左梁部材１２の二段筋５０となるようにＸ型配置している。すなわち、右梁部材１１の上側の二段筋５０を、柱梁接合部３０内の右側で下側に折り曲げると共に、柱梁接合部３０内の左側で一段筋４０と平行となるように折り曲げて柱梁接合部３０内を貫通させることにより、左梁部材１２の下側の二段筋５０とする。同様に、右梁部材１１の下側の二段筋５０を、柱梁接合部３０内の右側で上側に折り曲げると共に、柱梁接合部３０内の左側で一段筋４０と平行となるように折り曲げて柱梁接合部３０内を貫通させることにより、左梁部材１２の上側の二段筋５０とする。
【００２１】
＜柱部材の配筋＞
同様に、柱梁接合部３０において、上柱部材２１の二段筋７０をそれぞれ柱梁接合部３０内で折り曲げて貫通させ、下柱部材２２の二段筋７０となるようにＸ形配置している。すなわち、上柱部材２１の右側の二段筋７０を、柱梁接合部３０内の上側で左側に折り曲げると共に、柱梁接合部３０内の下側で一段筋６０と平行となるように折り曲げて柱梁接合部３０内を貫通させることにより、下柱部材２２の左側の二段筋７０とする。同様に、上柱部材２１の左側の二段筋７０を、柱梁接合部３０内の上側で右側に折り曲げると共に、柱梁接合部３０内の下側で一段筋６０と平行となるように折り曲げて柱梁接合部３０内を貫通させることにより、下柱部材２２の右側の二段筋７０とする。なお、柱部材２０の二段筋７０をＸ形配筋とするのは、鉛直方向のせん断設計が困難な場合である。
【００２２】
＜Ｘ形配筋における力の作用＞
このような構成からなる柱梁接合部構造では、Ｘ形状の配筋とした部分において、鉄筋の両端部で同方向の力が作用することになる。すなわち、梁部材１０について考えると、図１に示すように、梁部材１０に対して右回りのモーメント（ｂＭ1、ｂＭ2）が発生すると、右上側から左下側へ向かう梁部材二段筋５０では、柱梁接合部３０においてそれぞれ引張力（ｂＴ2、ｂＴ2）が作用する。一方、右下側から左上側へ向かう梁部材二段筋５０では、柱梁接合部３０においてそれぞれ圧縮力（ｂＣ2、ｂＣ2）が作用する。
【００２３】
同様に、柱部材２０について考えると、図１に示すように、柱部材２０に対して左回りのモーメント（ｃＭ1、ｃＭ2）が発生すると、左上側から右下側へ向かう柱部材二段筋７０では、柱梁接合部３０においてそれぞれ圧縮力（ｃＣ2、ｃＣ2）が作用する。一方、右上側から左下側へ向かう柱部材二段筋７０では、柱梁接合部３０においてそれぞれ引張力（ｃＴ2、ｃＴ2）が作用する。
このとき、柱梁接合部３０には、コンクリートとの付着によって伝達される力成分によって入力されるせん断力のみが作用するので、従来の柱梁接合部構造と比較して、入力されるせん断力を低減することができる。
【００２４】
＜Ｘ形状の配筋部分に使用する鉄筋＞
本実施形態において、Ｘ形状の配筋部分に使用する鉄筋は、図２に示すように、外周がビニール等の被覆材（例えばシース管）で被覆されている。この被覆部分では、コンクリートに対する鉄筋の付着力が低減する（コンクリートとの付着力を無くす）ことができる。Ｘ形状の配筋部分に使用する鉄筋は、図２に示すものに限られず、鉄筋の外周面をブチレンゴム系のアンボンド材でコーティングする等、コンクリートに対する付着力を低減することができれば、どのような構成であってもよい。
【００２５】
＜Ｘ形状折曲部の位置＞
本実施形態において、二段筋（５０，７０）のＸ形状折曲部は、図４に示すように、当該二段筋（５０，７０）と交差する方向に位置する一段筋（６０，４０）の接合部中心側に位置させている。すなわち、梁部材１０の二段筋５０をＸ形配筋とした場合には、二段筋５０のＸ形状折曲部を柱部材２０の一段筋６０の接合部中心側に位置させる。また、柱部材２０の二段筋７０をＸ形配筋とした場合には、二段筋７０のＸ形状折曲部を梁部材１０の一段筋４０の接合部中心側に位置させる。
【００２６】
このように、鉄筋の折曲部を柱梁接合部３０内へ引き込む構造とすることにより、梁部材１０又は柱部材２０に付加するせん断力を低減することができる。なお、低減されたせん断力は、柱梁接合部３０内に入力されることになるが、二段筋（５０，７０）を折り曲げてＸ形配筋とすることにより、以下に説明する効果が生じる。
【００２７】
例えば、図４に示すように、柱部材二段筋７０の折曲部付近に発生する支圧力ｃσ2と、梁部材一段筋４０とコンクリートとの付着力に起因して柱梁接合部３０に入力するせん断力ｂτ1とが互いに打ち消し合う作用により、柱梁接合部３０への入力せん断力の低減、及び柱部材２０の部材せん断力の低減を図ることができる。同様に、梁部材二段筋５０の折曲部付近に発生する支圧力ｂσ2と、柱部材一段筋６０とコンクリートとの付着力に起因して柱梁接合部３０に入力するせん断力ｃτ1とが互いに打ち消し合う作用により、柱梁接合部３０への入力せん断力の低減、及び右梁部材１１の部材せん断力の低減を図ることができる。
【００２８】
したがって、二段筋（５０，７０）が負担している力を、梁部材１０又は柱部材２０と柱梁接合部３０とに振り分けるように積極的な設計が可能となり、設計の自由度を増すことができる。
【００２９】
＜せん断力の低減＞
次に、本実施形態の柱梁接合部構造によって、せん断力が低減する仕組みを説明する。
柱梁構造に対して図１に示すような逆対称モーメントが発生すると、柱梁接合部３０において、図３に示すように、ストラット機構として、左上から右下へ向かうコンクリートの圧縮束（ストラット）が形成される。そして、柱梁接合部３０では、ストラットと二段筋（５０，７０）の圧縮力（ｂＣ2，ｃＣ2）とが丁度重なっている。このため、二段筋（５０，７０）の圧縮力（ｂＣ2，ｃＣ2）が負担する分だけ、柱梁接合部３０のコンクリートが負担するせん断力が低減される。さらに、Ｘ形状の配筋部分において、コンクリートに対する鉄筋の付着力を低減させる（付着力を切る）ことにより、Ｘ形状の二段筋（５０，７０）における負担力を増加させることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  梁部材
１１  右梁部材
１２  左梁部材
２０  柱部材
２１  上柱部材
２２  下柱部材
３０  柱梁接合部
４０  梁部材一段筋
５０  梁部材二段筋
６０  柱部材一段筋
７０  柱部材二段筋
１００  従来の柱部材の軸鉄筋（一段筋）
１１０  従来の柱部材の軸鉄筋（二段筋）
２００  従来の梁部材の軸鉄筋（一段筋）
２１０  従来の梁部材の軸鉄筋（二段筋）
【図１】
2010185231.tif 000003
【図２】
2010185231.tif 000004
【図３】
2010185231.tif 000005
【図４】
2010185231.tif 000006
【図５】
2010185231.tif 000007