(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
極低降伏点鋼を用いた鉄筋コンクリート梁において、
梁主筋に高強度鉄筋と極低降伏点鋼鉄筋を併用し、地震時に梁の曲げに伴うひび割れを誘発させる目地を梁端部近傍のコンクリート部分に設け、該目地に防水処理を施し、地震時の梁の曲げに伴う前記極低降伏点鋼鉄筋の塑性変形により振動エネルギーを吸収させるようにしたことを特徴とする極低降伏点鋼を用いた鉄筋コンクリート梁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄筋コンクリート構造梁に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鉄筋コンクリート梁は、一般に同一種の鉄筋を主筋に用い、同主筋間にせん断補強筋（スターラップ）を配筋し、コンクリートを打設して製作される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の鉄筋コンクリート梁は、鉄骨梁、鉄骨鉄筋コンクリート梁とくらべて、地震時のエネルギー吸収能力に劣る欠点がある。また鉄筋コンクリート梁は大地震時には曲げひび割れ等の目にみえる損傷が著しい。図４は従来工法の地震時の曲げひび割れ発生状況を示し、０１は柱、０２は梁、０３は曲げひび割れ、０４は梁せん断力、０５は梁曲げモーメントを示す。
【０００４】
本発明は前記従来の各梁の有する欠点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは前記従来の鉄筋コンクリート梁と同等の構造性能を有し、地震には優れたエネルギー吸収性能を発揮し、建物の耐震安全性を保証し、且つ外観の損傷の発生を抑える鉄筋コンクリート梁を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る極低降伏点鋼を用いた鉄筋コンクリート梁は、梁主筋に高強度鉄筋と極低降伏点鋼鉄筋を併用し、地震時に梁の曲げに伴うひび割れを誘発させる目地を梁端部近傍のコンクリート部分に設け、該目地に防水処理を施し、地震時の梁の曲げに伴う前記極低降伏点鋼鉄筋の塑性変形により振動エネルギーを吸収させるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の好ましい実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る鉄筋コンクリート梁の一実施例の配筋状況を示す断面図、図２及び図３は夫々図１の鉄筋コンクリート梁のひび割れ誘発目地及び防水層を示す側面図及び平面図を示し、図中Ｐは鉄筋コンクリート梁で、梁主筋１として例えばＳＤ５９０クラスの高強度鉄筋が使用されるとともに、降伏点σy ＝１．０ｔ／ｃｍ2 程度の極低降伏点鋼製の梁主筋２が併用されている。
【０００７】
３はスターラップ、４はコンクリートである。
更に前記梁Ｐの梁端部近傍のコンクリート部分には、地震時に梁の曲げに伴うひび割れを誘発させるひび割れ誘発目地５が設けられ、この目地５は防水層６によって防水処理が施されている。図中７はスラブ、８はスラブ有効幅Ｌである。
図示の実施例によれば鉄筋コンクリート梁Ｐは梁主筋に高強度梁主筋１と極低降伏点鋼製の梁主筋２を併用したことによって従来強度の鉄筋を使用して鉄筋コンクリート梁と同等の曲げ耐力を有するように設計することができ、また極低降伏点鋼製の梁主筋２は降伏点が低く変形性能に富むため、地震時には梁Ｐの曲げに伴う極低降伏点鋼製の梁主筋２の塑性変形により比較的小変形から振動エネルギー吸収能力が発揮される。
【０００８】
また前記梁Ｐに設けられたひび割れ誘発目地５によって地震時には所定の位置でのみひび割れを発生させ、更に防水処理のために用いられるシーリングが曲げひび割れの外部に露呈するのを掩蔽するものである。
なお図５及び図６は、３０階の高層鉄筋コンクリート造建物の下階層の梁の断面を示し、図５においては高強度鉄筋ＳＤ３９０，（σy ＝４．０ｔ／ｃｍ2 ）を有する高強度鉄筋が使用され、図示の如く上下共５本の高強度鉄筋が２段に配筋され、図６においては図１に示す部材とほぼ同等の曲げ耐力を有するように前記高強度鉄筋ｘ（σy ＝６．０ｔ／ｃｍ2 ）及び極低降伏点鋼鉄筋ｙ（ＬＹＰ１００，σy ＝１．０ｔ／ｃｍ2 ）が組み合わせて配筋されている。
【０００９】
図７は前記梁のモーメント−部材角関係のスケルトンカーブを示し、図５に示す梁で鉄筋が降伏するとその部材角Ｒy での復元力について検討するに、復元力のモデルを原点指向型と仮定すると、図５の梁の場合部材角Ｒy まで変形させて除荷した場合の履歴吸収エネルギーＥ1 はΔＯＡＢで与えられる。
同様のモデルを図６に示す梁に適用すると、履歴吸収エネルギーＥ2 はΔＯＡＣで与えられる。しかしながら図６に示す梁では低降伏点鋼鉄筋ｙを用いているから、Ｅ2 の他に塑性吸収エネルギーも存在するので原点指向型の復元性特性は示さないものと考えられる。
【００１０】
ここで図６に示す梁の場合、部材角Ｒy まで変形させて除荷した場合の吸収エネルギーＥ2a次式で与えられると仮定する。
Ｅ2a＝Ｅ2 ＋Ｅ2p
但し、Ｅ2 ：ΔＯＡＣで与えられる吸収エネルギー
Ｅ2p：低降伏点の鉄筋が吸収する塑性エネルギー
Ｅ2pは低降伏点鋼を用いた鉄筋のひずみ分布図より求められ、この塑性エネルギーＥ2pは前掲図７のモーメント−部材角の関係図における斜線で示したΔＯＣＤとなる。
【００１１】
次に図５に示す梁と図６に示す梁との吸収エネルギーを対比すると
【００１２】
【数１】
0003685271.tif 000002
【００１３】
従って、図６に示す梁は図５に示す梁の場合に比して剛性は低いが吸収エネルギーは３．２１倍程度あると考えられる。但しこの倍率は図７から明らかなように部材角Ｒによって異なる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明に係る鉄筋コンクリート梁は前記したように、梁主筋に高強度鉄筋と、極低降伏点鋼鉄筋とを併用したことによって、従来強度の鉄筋を使用した鉄筋コンクリート梁と同等の曲げ耐力を有するように設計するたとができる。而して前記極低降伏点鋼鉄筋は降伏点が低く、変形性能に富むため、地震時には比較的小変形からエネルギー吸収能力が発揮できる。
【００１５】
またひび割れ誘発目地は梁の所定位置での曲げひび割れを発生させ、他の位置に曲げひび割れを生じさせない効果がある。更に防水処理のために設けるシーリング材は曲げひび割れを掩蔽する効果を有する。
この結果、本発明に係る鉄筋コンクリート梁は、地震時には優れたエネルギー吸収性能によって建物の耐震安全性を保証し、且つ外観の損傷を掩蔽しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る極低降伏点鋼を用いた鉄筋コンクリート梁の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】前記鉄筋コンクリート梁におけるひび割れ誘発目地及び防水層を示す側面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】従来の鉄筋コンクリート梁の地震時におけるひび割れ発生状況を示す側面図である。
【図５】高層鉄筋コンクリート建造物における高強度鉄筋を使用した下層階の梁の縦断面図である。
【図６】高層鉄筋コンクリート建造物における高強度鉄筋と低強度鉄筋を組合わせて使用した梁の縦断面図である。
【図７】前記鉄筋のスケルトンカーブである。
【符号の説明】
１    梁主筋（高強度鉄筋）
２    梁主筋（極低降伏点鋼鉄筋）
３    スターラップ
４    コンクリート
５    ひび割れ誘発目地
６    防水層
７    スラブ
８    スラブ有効幅
Ｐ    鉄筋コンクリート梁
【図１】
0003685271.tif 000003
【図２】
0003685271.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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