(57)【要約】【課題】大地震などによって設計以上の外力が作用しても接合部の主鉄筋の定着力が低下し難い柱・梁の接合構造を提供する。【解決手段】鉄筋とコンクリートとによって主に形成される柱２と梁３とを接合する柱・梁の接合構造である。  そして、梁の主鉄筋となる梁主筋のうち、梁の上縁側に配置される上側梁主筋３２を柱の主鉄筋となる柱主筋２１を通過させて延伸させるとともに、その上側梁主筋を折り曲げて柱主筋よりも梁反対側に定着させるための定着部３２ａを形成し、その定着部を梁反対側に突出させた突出梁部３１に埋設させる。また、梁の主鉄筋となる梁主筋のうち、梁の下側に配置される下側梁主筋３０を折り曲げてその定着部３０ａを柱主筋の内側に埋設させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋とコンクリートとによって主に形成される柱と梁とを接合する柱・梁の接合構造であって、
前記梁の主鉄筋となる梁主筋のうち、前記梁の上縁側に配置される上側梁主筋を前記柱の主鉄筋となる柱主筋を通過させて延伸させるとともに、その上側梁主筋を折り曲げて前記柱主筋よりも梁反対側に定着させるための定着部を形成し、その定着部を梁反対側に突出させた突出梁部に埋設させ、
前記梁の主鉄筋となる梁主筋のうち、前記梁の下側に配置される下側梁主筋を折り曲げてその定着部を前記柱主筋の内側に埋設させたことを特徴とする柱・梁の接合構造。
【請求項２】
前記柱主筋の先端に、軸部よりも外形の大きい拡大部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の柱・梁の接合構造。
【請求項３】
平面視略コ字形に胴体部の両側に脚部が形成された補強材を、前記両側の脚部が前記柱主筋の外側に、前記胴体部が前記上側梁主筋の定着部の外側に配置されるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の柱・梁の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリートによって構築される柱と梁とを接合する際の柱・梁の接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、柱と梁を鉄筋コンクリートによって構築する鉄筋コンクリート構造物では、柱と梁とが交差する接合部において鉄筋の配置が過密になるため、それを回避するために様々な構造が開発されている（特許文献１、２など参照）。
【０００３】
すなわち、従来の接合構造では、梁の主鉄筋である梁主筋の端部を折り曲げて、柱の主鉄筋である柱主筋の内側に定着させていたため、柱・梁接合部に鉄筋が集中していた。
【０００４】
また、柱主筋の先端はＵ字状に折り曲げられてフック部が形成されることになるので、配筋が複雑になり、非常に精度の高い鉄筋加工及び組み立てが要求される。
【０００５】
一方、特許文献３には、梁主筋の定着部を梁反対側に突出させた突出梁部に埋設させることによって、柱主筋の内側の過密配筋状態を解消させた発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３０２７３号公報
【特許文献２】特開２００１−２１４５１２号公報
【特許文献３】特開２００８−８８６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、すべての梁主筋の端部を柱主筋の内側に定着させる従来の接合構造は、接合部が過密配筋状態となるうえに、地震などによって横方向から大きな外力が作用すると、梁反対側の柱上端部のコンクリートが剥がれて、一番外側に配置された柱主筋の定着力が低下することが発明者らの実験によって明らかになった。
【０００８】
このように剥離部が発生して、梁反対側の柱主筋や梁主筋の定着力が低下すると、接合部が破壊してコンクリート構造物の耐力が急激に低下して崩壊するおそれがある。
【０００９】
例えば、鉄道のラーメン構造物を例にとると、過大な横方向の力が作用した場合に、まず柱が降伏し、それに続いて接合部から伝わった力によって梁が降伏するように設計することが一般的であるが、接合部が先に破壊してしまうと、その前提が崩れ、想定外の破壊に至るおそれがある。
【００１０】
そこで、本発明は、大地震などによって設計以上の外力が作用しても接合部の主鉄筋の定着力が低下し難い柱・梁の接合構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の柱・梁の接合構造は、鉄筋とコンクリートとによって主に形成される柱と梁とを接合する柱・梁の接合構造であって、前記梁の主鉄筋となる梁主筋のうち、前記梁の上縁側に配置される上側梁主筋を前記柱の主鉄筋となる柱主筋を通過させて延伸させるとともに、その上側梁主筋を折り曲げて前記柱主筋よりも梁反対側に定着させるための定着部を形成し、その定着部を梁反対側に突出させた突出梁部に埋設させ、前記梁の主鉄筋となる梁主筋のうち、前記梁の下側に配置される下側梁主筋を折り曲げてその定着部を前記柱主筋の内側に埋設させたことを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記柱主筋の先端に、軸部よりも外形の大きい拡大部を設けて定着部とすることができる。
【００１３】
また、平面視略コ字形に胴体部の両側に脚部が形成された補強材を、前記両側の脚部が前記柱主筋の外側に、前記胴体部が前記上側梁主筋の定着部の外側に配置されるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
このように構成された本発明の柱・梁の接合構造は、梁反対側に突出させた突出梁部が設けられ、その突出梁部に梁主筋のうちの上側梁主筋の定着部が埋設される。他方、梁主筋のうちの下側梁主筋の定着部は、柱主筋の内側に埋設される。
【００１５】
すなわち、突出梁部によって接合部の領域が広くなるとともに柱主筋の内側に上側梁主筋の定着部を設けなくてもよいので、接合部の配筋の過密状態が低減される。
【００１６】
そして、下側梁主筋の定着部は、拘束力の大きな柱主筋の内側に埋設されるため、高い定着力が確保されて梁との接合部が先に破壊することがなく、大地震などによって設計力以上の外力が作用した際の接合部の主鉄筋の定着力の低下を防ぐことができる。また、柱主筋は突出梁部によって充分にコンクリートのかぶりが確保できるので、拘束効果が向上し、柱主筋の定着力の低下を防ぐことができる。
【００１７】
また、柱主筋の先端を、軸部よりも外形の大きな拡大部とすることで、フック部によって定着する場合に比べて柱主筋の定着部の構成を簡素化することができ、配筋が容易になるとともに接合部の鉄筋の過密度を低減することができる。
【００１８】
さらに、平面視略コ字形の補強材で上側梁主筋の定着部及び柱主筋の外側を囲むことによって、前記定着部及び柱主筋の拘束力が増し、その結果として上側梁主筋及び柱主筋の定着力の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の柱・梁の接合構造の構成を示した立断面図である。
【図２】ラーメン高架橋の概略構成を説明する横断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線方向の断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線方向の断面図である。
【図５】柱・梁の接合構造の性能を確認するためにおこなった実験結果を示す図であって、（ａ）は本発明の実施の形態の柱・梁の接合構造の変位−荷重関係図、（ｂ）は突出梁部を設けることなく梁主筋の定着部をすべて柱主筋の内側に埋設させた場合の変位−荷重関係図、（ｃ）は梁主筋の定着部をすべて突出梁部に埋設させた場合の変位−荷重関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図２は、本実施の形態の柱・梁の接合構造を設ける鉄筋コンクリート構造物としてのラーメン高架橋１の概略構成を示した図である。
【００２２】
まず、構成から説明すると、このラーメン高架橋１は、地中に埋設される基礎部６の上に、幅方向に間隔を置いて柱２，２が立設され、その柱２，２の上端間が梁３によって連結されている。
【００２３】
この基礎部６は、例えば場所打ちコンクリートによって構築された杭部６１，６１と、その杭頭間を連結する直方体状のフーチング部６２とによって主に構成される。
【００２４】
また、柱２，２は、図２の紙面直交方向にも間隔を置いて複数配置されており、その柱２，２間は縦梁４，４によって連結され、梁３，・・・と縦梁４，・・・の上面にはスラブ部５が構築される。このスラブ部５には、軌道が敷設されたり、自動車用の道路が構築されたりし、幅方向の両縁には防音壁などの壁部５１，５１が構築される。
【００２５】
本実施の形態の柱・梁の接合構造は、この柱２と梁３とが略直交する角部をいい、その拡大断面図を図１に示す。
【００２６】
この柱２と梁３は、主に鉄筋コンクリートによって形成されるものであって、柱２には主鉄筋としての柱主筋２１，・・・が配置されるとともに、帯筋２２，・・・などの鉄筋が配置されている。
【００２７】
ここで、主鉄筋とは、鉄筋コンクリート部材において、設計荷重によって部材に生じる曲げモーメント、せん断力、軸方向力などに抵抗させるために断面積が算定される鉄筋をいう。
【００２８】
また、柱２には、図１のＡ−Ａ線断面である図３及び図１のＢ−Ｂ線断面である図４に示すように、柱２の内周を囲むように複数の柱主筋２１，・・・が配置され、それらの柱主筋２１，・・・の外周を囲繞するように平面視四角形に折り曲げられた帯筋２２が配置されている。
【００２９】
さらに、この柱主筋２１の先端には、軸部２１ｂよりも外形が大きい拡大部２１ａが柱主筋２１の定着部として形成されている。
【００３０】
この拡大部２１ａは、断面視略円形の軸部２１ｂの直径よりも大きな直径の円板を頂上に備えた拡径部である。なお、この拡大部２１ａは、平面視円形に限定されるものではなく、長方形、正方形、六角形などの平面視多角形の板材であってもよい。
【００３１】
また、梁３の上縁側及び下縁側には、主鉄筋としての上側梁主筋３２と下側梁主筋３０とが複数配置されるとともに、腹鉄筋３４とスターラップ３５が配置されている。なお、図３に示すように、縦梁４にも、主鉄筋となる縦梁主筋４１やスターラップ４２などが配筋されている。
【００３２】
この上側梁主筋３２は、図１に示すように、梁側の柱主筋２１だけでなく、梁反対側の柱主筋２１も通過して延伸されている。そして、この上側梁主筋３２は、途中で折り曲げられて、梁延伸方向と略直交する方向に向いた定着部３２ａが形成される。すなわち、上側梁主筋３２には、先端が垂下された定着部３２ａが形成される。
【００３３】
このようにして形成された上側梁主筋３２の定着部３２ａは、図１，４に示すように柱２と梁３とが略直交する角部から梁反対側に突出する突出梁部３１に埋設される。
【００３４】
この突出梁部３１は、柱２の梁反対側側面よりも外側に突出されており、その高さは図１に示すように梁３と略同じ高さで、その幅は図３に示すように柱２と略同じ幅に成形される。
【００３５】
他方、下側梁主筋３０は、図１に示すように、梁側の柱主筋２１を通過して延伸された後に、途中で折り曲げられて、梁延伸方向と略直交する方向に向いた定着部３０ａが形成される。すなわち、下側梁主筋３０には、先端が立設された定着部３０ａが形成される。
【００３６】
このようにして形成された下側梁主筋３０の定着部３０ａは、図１，４に示すように柱主筋２１，・・・に囲まれた接合部の内側に埋設される。
【００３７】
また、本実施の形態では、図１，３，４に示すように、縦梁４側の柱主筋２１，・・・と、上側梁主筋３２，・・・の定着部３２ａ，・・・とを外側から囲むように、平面視コ字形の補強材３３が上下方向に間隔を置いて複数配置される。
【００３８】
この補強材３３は、図３，４に示すように胴体部３３ｂの両側に脚部３３ａ，３３ａが略直交して形成されており、胴体部３３ｂが定着部３２ａ，・・・に当接するように配置され、脚部３３ａ，３３ａが縦梁４，４側の柱主筋２１，・・・にそれぞれ当接するように配置される。
【００３９】
また、梁３及び柱・梁接合部上には、図１に示すようにスラブ鉄筋５ａが配筋され、スラブ部５及び壁部５１が構築される。
【００４０】
次に、本実施の形態の柱・梁の接合構造の作用について説明する。
【００４１】
このように構成された本実施の形態の柱・梁の接合構造は、柱２の梁３反対側側面より外側に突出させた突出梁部３１が設けられ、その突出梁部３１に上側梁主筋３２の定着部３２ａが埋設される。他方、下側梁主筋３０の定着部３０ａは、柱主筋２１，・・・で囲まれた内側に埋設される。
【００４２】
このため、接合部の領域が突出梁部３１を設けた分だけ広くなって配筋の過密状態が低減される。すなわち、従来の突出梁部３１のない柱・梁の接合構造では、上側梁主筋と下側梁主筋の定着部を柱主筋で囲まれた内側に埋設させていたが、本実施の形態のように突出梁部３１を設けることによって上側梁主筋３２の定着部３２ａを柱主筋２１の外側で埋設させることができるようになる。
【００４３】
その結果、柱主筋２１，・・・の内側の鉄筋の過密状態が緩和され、配筋が容易になるうえに、柱主筋２１，・・・の周りにコンクリートが充分に充填されて定着力が増加する。
【００４４】
他方、下側梁主筋３０の定着部３０ａは、柱主筋２１，・・・で囲まれた内側に埋設されるため、定着部３０ａに対する拘束力が大きくなって高い定着力が確保される。
【００４５】
ここで図５に、本実施の形態の柱・梁の接合構造の性能を確認するためにおこなった実験結果を示した。実験は、本実施の形態の柱・梁の接合構造（図５（ａ））の他に、比較のために突出梁部を設けることなく梁主筋の定着部をすべて柱主筋の内側に埋設させた場合（図５（ｂ））と、梁主筋の定着部をすべて突出梁部に埋設させた場合（図５（ｃ））についてもおこなった。
【００４６】
実験では、柱２の下部に水平方向の正負交番載荷を繰り返し、載荷点の水平変位（柱水平変位）及びその時の水平荷重を測定するとともに、接合部の損傷過程及び最終破壊状況を観察した。ここで、図５の実験値は、この実験の測定値であり、計算値は、財団法人鉄道技術研究所の発行の「鉄道構造物等設計標準・同解説  耐震設計，平成１１年１０月」に従って算定した柱に必要とされる耐力を示したものである。
【００４７】
まず、図５（ｂ）の突出梁部３１のない従来の接合構造の実験結果から説明すると、この従来の接合構造では、負方向載荷で計算上の最大耐力に達することができなかった。これは、載荷中に柱上部の梁反対側のコンクリートが剥がれて、柱主筋の定着力が低減した結果と考えられる。
【００４８】
また、図５（ｃ）の突出梁部３１に上側梁主筋と下側梁主筋の定着部を埋設させた接合構造の実験結果では、正方向載荷で計算上の最大耐力を上回ってはいるが、負方向載荷の途中で破壊が起き、最後まで載荷をおこなうことができなかった。
【００４９】
これらに対し、図５（ａ）の本実施の形態の柱・梁の接合構造の実験結果では、突出梁部３１が接合部から引き剥がされるような損傷を生じることなく、計算上の最大耐力を満たす載荷をおこなうことができた。
【００５０】
このように、上側梁主筋３２の定着部３２ａを突出梁部３１に埋設させるとともに、下側梁主筋３０の定着部３０ａを柱主筋２１，・・・の内側に埋設させた本実施の形態の柱・梁の接合構造は、柱がまず降伏し、それに続いて接合部から伝わった力によって梁が降伏するというような想定通りの破壊パターンを実現でき、大地震などによって設計力以上の外力が作用した際の接合部の柱主筋２１，・・・の定着力の低下を防ぐことができる。なお、本実施の形態の柱・梁の接合構造は、接合部が先に破壊しないことを特徴とするものであるため、梁がまず降伏し、それに続いて接合部から伝わった力によって柱が降伏するという上記とは逆の破壊パターンにおいても効果を得ることができる。
【００５１】
さらに、この突出梁部３１は、柱主筋２１より梁反対側に向けて突出して形成されるので、接合部での柱主筋２１のコンクリートのかぶりが厚くなる。このため、鉄筋とコンクリートとの付着が充分に確保できるうえに、柱主筋２１の梁反対側側面は上側梁主筋３２の定着部３２ａによって保護されることになるので、拘束効果が向上し、鉄筋の定着力が低下し難い。
【００５２】
また、柱主筋２１の先端を、軸部２１ｂよりも外形の大きい拡大部２１ａとすることで、フック部によって定着する場合に比べて定着部の構成を簡素化することができ、配筋が容易になるとともに鉄筋の過密度をさらに低減することができる。
【００５３】
また、平面視略コ字形の補強材３３によって、上側梁主筋３２，・・・の定着部３２ａ，・・・及び柱主筋２１，・・・の外側を囲むことによって、定着部３２ａ，・・・及び柱主筋２１，・・・の変形が補強材３３によって拘束されることになる。
【００５４】
このようにして柱主筋２１と定着部３２ａの変形が抑制されると、コンクリートの破壊の進行が抑えられ、その結果として上側梁主筋３２、下側梁主筋３０及び柱主筋２１の定着力の低下を防ぐことができる。
【００５５】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００５６】
例えば、前記実施の形態では、柱主筋２１の先端を拡大部２１ａにした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、鉄筋の先端をフック状に加工したものであってもよい。
【００５７】
また、前記実施の形態では、上側梁主筋３２及び下側梁主筋３０は、端部を略直角に折り曲げて定着部３２ａ，３０ａを形成したが、これに限定されるものではなく、先端部をフック状に成形して定着部としたり、軸部より外径の大きな拡大部を設けて定着部としたりすることができる。
【００５８】
さらに、前記実施の形態では、ラーメン構造物を例に説明したが、これに限定されるものではなく、鉄筋とコンクリートを使用した柱と梁とを接合する構造物であれば、いずれの形態のものにも本発明を適用できる。また、鉄骨鉄筋コンクリート構造物など鉄筋とコンクリートに加えて他の構造材料を使用するものにも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
２              柱
２１            柱主筋（主鉄筋）
２１ａ          拡大部
２１ｂ          軸部
３              梁
３０            下側梁主筋（梁主筋，主鉄筋）
３０ａ          定着部
３１            突出梁部
３２            上側梁主筋（梁主筋，主鉄筋）
３２ａ          定着部
３３            補強材
３３ａ          脚部
３３ｂ          胴体部
【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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