(57)【要約】【課題】  剪断耐力を充分に高めることのできる合理的な鉄筋コンクリート梁の構造を提供する。【解決手段】  短期剪断力に対する剪断補強機能を有する鋼管１内にコンクリート２を充填し、コンクリート中に主筋３を配筋するとともに、主筋の周囲には長期剪断力に対する剪断補強機能のみを有する剪断補強筋４を配筋する。あるいは鋼管の外面に耐火被覆を施して剪断補強筋を一切省略する。鋼管として角形閉鎖断面のものを採用し、その上面にコンクリートを打設充填するための打設孔５を設け、その打設孔から鋼管内にスラブ接合筋６を挿入してコンクリート中に定着する。あるいは鋼管として角形溝形断面のものを採用し、その左右両側面の上縁部には外側に折り曲げ加工したリップ部を設けてそこにスタッドジベルを植設し、左右のスタッド間には鋼管の開き止めとなる補強筋を配筋する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の躯体としての鉄筋コンクリート梁であって、
短期剪断力に対する剪断補強機能を有する鋼管内にコンクリートを充填し、コンクリート中に主筋を配筋するとともに、主筋の周囲には長期剪断力に対する剪断補強機能のみを有する剪断補強筋を配筋したことを特徴とする鉄筋コンクリート梁。
【請求項２】
構造物の躯体としての鉄筋コンクリート梁であって、
短期剪断力に対する剪断補強機能を有する鋼管内にコンクリートを充填し、鋼管の外面には耐火被覆を施し、コンクリート中には主筋のみを配筋したことを特徴とする鉄筋コンクリート梁。
【請求項３】
請求項１または２記載の鉄筋コンクリート梁であって、
鋼管は左右両側面と上下両面とを有する角形閉鎖断面のものであって、その上面にはコンクリートを打設充填するための打設孔を設け、その打設孔から鋼管内にスラブ接合筋を挿入してコンクリート中に定着したことを特徴とする鉄筋コンクリート梁。
【請求項４】
請求項１または２記載の鉄筋コンクリート梁であって、
鋼管は左右両側面と下面を有して上面が開放された角形溝形断面のものであって、その左右両側面の上縁部には外側に折り曲げ加工したリップ部を設けてそれらリップ部にはスラブ中に定着されるスタッドジベルを植設し、かつ左右のスタッド間には鋼管の開き止めとなる補強筋を配筋したことを特徴とする鉄筋コンクリート梁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の躯体としての鉄筋コンクリート梁に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、鉄筋コンクリート造は中低層の建物の構造形式として好適なものであるが、近年においては高層ないし超高層の建物、特に超高層集合住宅建物にも鉄筋コンクリート造を適用する気運がある。
【０００３】
また、高層ないし超高層建物に好適な構造としては鉄骨造や鉄骨鉄筋コンクリート造があるが、近年においては様々な複合的な構造形式も提案され、たとえば特許文献１には耐火被覆を省略可能な鉄骨造の梁として鋼管内に簡易な鉄筋コンクリート梁を組み込んだような複合梁についての開示がある。
【特許文献１】特開平８−２２６１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、鉄筋コンクリート造による超高層集合住宅建物を計画する場合、そのような建物は超高層であるが故に建物重量が大きく、かつ集合住宅という用途上および平面計画上の制約から柱や梁の部材数やそれらの断面寸法に多くの制限を受けることが多く、したがってその構造形式としてはコア回りに高耐力のチューブ架構を設けるというものが最も有効とされている。そのような構造形式の場合、チューブ架構の限られた梁部材で建物の耐力を確保するために架構全体を梁降伏型崩壊機構を想定して設計することになるが、そのためには鉄筋コンクリート梁に高曲げ耐力を付与する必要があり、したがって梁主筋には超高強度鉄筋を使用することが通常である。さらに、曲げ耐力が大きい短スパン梁に安定した降伏ヒンジを発生させるには、より高強度の剪断補強が必要となり、そのためには梁剪断補強筋（スタラップ）には高強度鉄筋を使用する必要があるとされている。
【０００５】
しかし、梁主筋の周囲に梁剪断補強筋を配筋するという従来一般の鉄筋コンクリート梁の形態のままでは、如何に高強度鉄筋や超高強度鉄筋を使用するといっても剪断補強効果には自ずと限界があり、したがって所要鉄筋量が膨大となったり、梁の所要断面を非現実的な程度にまで大きくせざるを得ない場合も生じ、そのことが超高層集合住宅建物に鉄筋コンクリート造を適用する場合に解決するべき大きな課題であった。
【０００６】
なお、前述のように超高層建物の構造形式には鉄筋コンクリート造よりも鉄骨造や鉄骨鉄筋コンクリート造の方が適用し易いのであるが、従来一般の鉄骨造は居住性や遮音性等の点で集合住宅建物に適用することは好ましくないし、従来一般の鉄骨鉄筋コンクリート造や特許文献１に示されるような鉄骨造を基本とする複合構造の梁においても、充分な耐力を付与するためには梁の大断面化が不可避であることは鉄筋コンクリート造の場合と同様である。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明は剪断耐力を充分に高めることのできる合理的な鉄筋コンクリート梁の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】
【０００８】
請求項１の発明は構造物の躯体としての鉄筋コンクリート梁であって、短期剪断力に対する剪断補強機能を有する鋼管内にコンクリートを充填し、コンクリート中に主筋を配筋するとともに、主筋の周囲には長期剪断力に対する剪断補強機能のみを有する剪断補強筋を配筋したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、同じく構造物の躯体としての鉄筋コンクリート梁であって、短期剪断力に対する剪断補強機能を有する鋼管内にコンクリートを充填し、鋼管の外面には耐火被覆を施し、コンクリート中には主筋のみを配筋したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の鉄筋コンクリート梁であって、鋼管は左右両側面と上下両面とを有する角形閉鎖断面のものであって、その上面にはコンクリートを打設充填するための打設孔を設け、その打設孔から鋼管内にスラブ接合筋を挿入してコンクリート中に定着したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、同じく請求項１または２記載の鉄筋コンクリート梁であって、鋼管は左右両側面と下面を有して上面が開放された角形溝形断面のものであって、その左右両側面の上縁部には外側に折り曲げ加工したリップ部を設けてそれらリップ部にはスラブ中に定着されるスタッドジベルを植設し、かつ左右のスタッド間には鋼管の開き止めとなる補強筋を配筋したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明の鉄筋コンクリート梁は、短期剪断耐力を鋼管に負担させ、剪断補強筋には長期剪断力のみを負担させるものであるから、通常の鉄筋コンクリート梁の形態では膨大となる剪断補強筋の所要鉄筋量を大幅に軽減することができるばかりでなく、鋼管の靭性およびコンクリートに対する拘束効果によって安定かつ優れた剪断耐力を有するものとでき、しかも鋼管が型枠として機能するので施工性にも優れるものであり、高層ないし超高層の鉄筋コンクリート造建物に適用して最適である。
【００１３】
請求項２の発明の鉄筋コンクリート梁は、鋼管の外面に耐火被覆を施したので火災時にも鋼管が剪断耐力を失うことがなく、したがって剪断補強筋を完全に省略することが可能である。
【００１４】
請求項３の発明の鉄筋コンクリート梁は、鋼管として角形閉鎖断面のものを採用し、その上面にコンクリートの打設孔を設けるとともに、スラブ接合筋を打設孔から鋼管内に挿入してコンクリート中に定着したので、施工性に優れ、かつスラブとの確実な一体化を図れる。
【００１５】
請求項４の発明の鉄筋コンクリート梁は、鋼管として上面が開放された角形溝形断面のものを採用したので、特に施工性に優れ、また鋼管の左右両側面の上縁部にはリップ部を介してスタッドジベルを植設したので、それらスタッドジベルをスラブに定着することでスラブとの確実な一体化を図ることができ、しかも左右のスタッド間に補強筋を配筋することで鋼管の開き止めとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の一実施形態を図１に示す。本実施形態の鉄筋コンクリート梁は、鉄筋コンクリート造の超高層集合住宅建物におけるチューブ架構を構成するもので、通常の鉄筋コンクリート梁と同様に基本的にはコンクリート中に主筋および剪断補強筋（スタラップ）を配筋した形態のものであるが、特に高度の曲げ耐力と剪断耐力が要求されるものであることから格別の剪断補強を行ったものである。
【００１７】
すなわち、本実施形態の鉄筋コンクリート梁は、図１（ａ）に示すように鋼管１内にコンクリート２を充填し、コンクリート２中に主筋３（図示例ではそれぞれ２段ずつの上筋および下筋）を配筋するとともに、それら主筋３の周囲を取り囲むように剪断補強筋４を配筋したものであるが、それら剪断補強筋４は長期剪断力に対する剪断補強機能のみを有するような必要最少限の配筋とされていて、この剪断補強筋４には短期剪断力に対する剪断補強機能はなく、その短期剪断力に対する剪断補強機能は上記の鋼管１に持たせるものとなっている。
【００１８】
上記の鋼管１は左右両側面と上下両面とを有する角形閉鎖断面のものであって、特にその両側面が通常の鉄筋コンクリート梁における剪断補強筋に代わって短期剪断力を負担し、かつその内部に充填されたコンクリート２を外側から拘束し得るような充分な強度を有するものである。
【００１９】
また、その鋼管１の上面には（ｂ）に示すようにコンクリートを打設充填するための打設孔５が設けられているとともに、その打設孔５を通してスラブ接合筋６が鋼管１内に挿入されてコンクリート２中に定着されるようになっており、このスラブ接合筋６を介して鉄筋コンクリート梁の上部にスラブ７が一体に接合されてそれらの間で面内剪断力を有効に伝達し得るものとなっている。
【００２０】
さらに、図示例の実施形態では鋼管１の片側（図示左側）ではスラブ７のレベルが下げられていることから、そこには鋼管１の側面を貫通するように他のスラブ接合筋８が配筋されている。なお、図１（ａ）におけるＦＬはスラブ仕上げレベルを示し、符号９はスラブ形成用のデッキプレート、１０は同じくハーフプレキャスト板、１１はそれらを支持するアングル状のブラケットであるが、図１（ｂ）ではそれらの図示を省略してある。
【００２１】
本実施形態の鉄筋コンクリート梁にあっては、短期剪断耐力を剪断補強筋４に代えて鋼管１に負担させることから、剪断補強筋４の所要配筋量が膨大になることを回避でき、梁断面も必要最小限とできる。しかも、鋼管１自体の優れた靭性により安定した剪断耐力が得られるし、鋼管１によりコンクリート２を外側から拘束するコンファインド効果が得られ、したがってこの梁が地震時に正負の繰り返し交番載荷を受けた場合にも被りコンクリートが剥落してしまうようなことがなく、したがって終局的にも曲げ耐力の急激な減少が生じ難いという、優れた特性を有するものである。
【００２２】
また、鋼管１は通常時における長期剪断耐力も当然に有しているが、本実施形態では火災時に鋼管１が耐力を失ってしまうことも想定して、その補償のために主筋３の周囲には長期剪断耐力を負担し得るだけの必要最少限の剪断補強筋４を設けているから、鋼管１が耐力を失うような大規模な火災時に同時に大規模な地震が生じない限りは架構の安全性を支障なく確保し得るものであり、それ故に通常の鉄骨梁においては不可欠である耐火被覆を設ける必要はない。
【００２３】
勿論、鋼管１は施工時には梁型枠として機能するし、その上面にコンクリート２を打設充填するための打設孔５を設けているので施工性にも優れるものであり、スラブ接合筋６を打設孔５から鋼管１内に挿入することでスラブ７との構造的な一体性も支障なく確保することができる。なお、通常の鉄筋コンクリート梁に較べて鋼管１のコストは新たに発生することにはなるが、その分、剪断補強筋４用の高強度鉄筋の所要配筋量を大幅に削減できるし、型枠工事の省略等の施工性改善効果も得られることから、全体としてのコスト増は充分に抑制することが可能である。
【００２４】
図２は上記実施形態のものを基本とする他の実施形態を示すものである。これは、上記の鋼管１に耐火被覆１２を設けることで火災時においてもその鋼管１の長期剪断耐力は確保することとし、それにより上記実施形態においては火災時における長期剪断耐力確保のために設けておく必要のあった剪断補強筋４を完全に省略したものであり、これによれば梁全体の構造のより一層の簡略化を実現できるものである。
【００２５】
図３は〜図４はさらに他の実施形態を示すものである。図３に示すものは図１に示したものと同様に主筋３の周囲に長期剪断耐力確保のための必要最少限の剪断補強筋４を設けることで鋼管１に対する耐火被覆１２は省略しており、図４に示すものは図２に示したものと同様に鋼管１に耐火被覆１２を設けることで剪断補強筋４を完全に省略したものである。
【００２６】
そして、これらの実施形態では、いずれも鋼管１として左右両側面と下面を有して上面が開放された角形溝形断面のものを採用し、その鋼管１内にスラブ７と一体にコンクリート２を打設充填するようにしたものである。この場合、鋼管１とスラブ７とを確実に一体化するために、鋼管の左右両側面の上縁部には外側に折り曲げ加工したリップ部１３を設けておいて、それらリップ部１３に植設したスタッドジベル１４をスラブ７中に定着するようにしている。さらに、上面を開放したことによる鋼管１の剛性低下を補償するべく、必要に応じて左右のスタッドジベル１４間に両端にフックを形成した補強筋１５を配筋してそれを鋼管の開き止めとしている。符号１６は床筋である。
【００２７】
なお、これら図３〜図４に示す実施形態のものは、溝形断面の鋼管１内にコンクリート２を充填するものである点で、前述の特許文献１に示されている複合梁と外観上の類似があるが、本実施形態のものは鉄筋コンクリート梁における剪断補強筋４の軽減ないし省略を目的として鋼管１に短期剪断耐力を付与したものであるのに対し、特許文献１のものは鉄骨梁の耐火被覆の省略を目的として鋼管内に簡易な鉄筋コンクリート梁を組み込んだものであるから、それらは基本的に全く異なる構造形式のものである。
【００２８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものでは勿論なく、鉄筋コンクリート造を基本とするものであれば様々な用途、規模の建物や構造物に広く適用できるものであるし、断面形状や各部の寸法、各構成部材の素材を始めとして具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて任意に変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態である鉄筋コンクリート梁を示す図である。
【図２】同、他の実施形態である鉄筋コンクリート梁を示す図である。
【図３】同、他の実施形態である鉄筋コンクリート梁を示す図である。
【図４】同、他の実施形態である鉄筋コンクリート梁を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  鋼管
２  コンクリート
３  主筋
４  剪断補強筋
５  打設孔
６  スラブ接合筋
７  スラブ
１２  耐火被覆
１３  リップ部
１４  スタッドジベル
１５  補強筋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006132258.tif 000006