(57)【要約】【課題】本発明は、梁の連続開孔間の補強構造に関し、従来では、複数個の連続開孔の中心間の間隔を、その孔の直径の３倍以上に設定する必要があって、設計上の制約となっていることが課題であり、それを解決することである。【解決手段】梁の長手方向に開孔が複数適宜間隔で併設されているとともに、前記梁の短手方向に貫通して穿設されている場合に、隣接する開孔の中心間の間隔ｓは、  前記開孔の直径φが同じであれば、２φ≦ｓ＜３φとし、または、  前記開孔の直径が異なる直径φ１，φ２であれば、φ１＋φ２≦ｓ＜１．５×（φ１＋φ２）とし、前記開孔同士の間に補強筋をＸ形に形成したＸ形補強筋を配設している、梁の連続開孔間の補強構造１とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁の長手方向に開孔が複数適宜間隔で併設されているとともに、前記梁の短手方向に貫通して穿設されている場合に、
隣接する開孔の中心間の間隔ｓは、
前記開孔の直径φが同じであれば、２φ≦ｓ＜３φとし、
または、
前記開孔の直径が異なる直径φ１，φ２であれば、
φ１＋φ２≦ｓ＜１．５×（φ１＋φ２）とし、
前記開孔同士の間に補強筋をＸ形に形成したＸ形補強筋を配設していること、
を特徴とする梁の連続開孔間の補強構造。
【請求項２】
補強筋がＸ形に交差する交差部分において、
梁の短手方向における梁幅増大を抑制する平坦部が形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の梁の連続開孔間の補強構造。
【請求項３】
平坦部は、棒状の補強筋とは別体の金属製平板体であること、
を特徴とする請求項２に記載の梁の連続開孔間の補強構造。
【請求項４】
平坦部は、補強筋を一部押圧して形成した平坦部分を互いに積層して構成されるものであること、
を特徴とする請求項２に記載の梁の連続開孔間の補強構造。
【請求項５】
平坦部分には、交差部分において所望範囲で開き角度が可変できるように、当該平坦部分を重ねて連通するとともに回転用軸が挿通される貫通孔が設けられていること、
を特徴とする請求項４に記載の梁の連続開孔間の補強構造。
【請求項６】
平坦部分は、補強筋の断面形状において当該断面の中心点を通る中心線に対して、その中心線を越えること無く片側で形成されていること、
を特徴とする請求項４または５に記載の梁の連続開孔間の補強構造。
【請求項７】
Ｘ形補強筋は、Ｘ形の交差部分と、その交差部分の端部を水平にして形成した水平繋ぎ部とを一体的に形成し、
前記水平繋ぎ部に水平補強部を接続手段で接続してＸ形補強筋が形成されていること、
を特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の梁の連続開孔間の補強構造。
【請求項８】
上記請求項１〜７のいずれか１項に記載の、梁の連続開孔間の補強構造を有してなるコンクリート構造物であること、
を特徴とするコンクリート構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート梁における、連続開孔間の補強構造と、その補強構造を有するコンクリート構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄筋コンクリート造構造物の梁においては、配管用に梁幅方向に貫通させるスリーブ等の貫通孔を、梁長手方向に複数箇所に設ける場合、図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、開孔の中心間距離は、その開孔径の３倍以上とすることが望ましいとされている。また、梁端部側に開孔を設ける場合には、開孔の中心を柱端部から梁せい以上離さなければならない。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載されているように、四角形の枠状体を形成して該枠状体を梁のあばら筋に係止して、前記枠状体を取付け杆で固定した補強金具が知られている。更に、特許文献２に記載されているように、梁の貫通孔の周辺に、被り厚を隔てて包囲するための鋼製環状補強部材を形成し、これに座屈拘束筋でもって上下主筋に係止させて、前記貫通孔と環状補強部材との間にコンクリートを打設した梁補強構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４２４８２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３７３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の有孔梁の構造では、梁貫通孔の設置にあたり、貫通孔の数が多い場合、図１２（Ｃ）に示すように、梁下貫通による下がり天井や、スリーブを迂回する等の対応を図ることになり、手間が掛かると共に、不経済となる。また、前記特許文献１，２に記載された補強構造にするには、手間が掛かって費用が嵩み、工期も長くなる。本発明に係る梁の連続開孔間の補強構造とそのコンクリート構造物は、このような課題を解決するために提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る梁の連続開孔間の補強構造の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、梁の長手方向に開孔が複数適宜間隔で併設されているとともに、前記梁の短手方向に貫通して穿設されている場合に、
隣接する開孔の中心間の間隔ｓは、
前記開孔の直径φが同じであれば、２φ≦ｓ＜３φとし、
または、
前記開孔の直径が異なる直径φ１，φ２であれば、
φ１＋φ２≦ｓ＜１．５×（φ１＋φ２）とし、
前記開孔同士の間に補強筋をＸ形に形成したＸ形補強筋を配設していることである。
【０００７】
前記補強筋がＸ形に交差する交差部分において、梁幅増大を抑制する平坦部が形成されていることである。
【０００８】
前記平坦部は、棒状の補強筋とは別体の金属製平板体であることである。
【０００９】
前記平坦部は、補強筋を一部押圧して形成した平坦部分を互いに積層して構成されるものである。
【００１０】
前記平坦部分には、交差部分において所望範囲で開き角度が可変できるように、当該平坦部分を重ねて連通するとともに回転用軸が挿通される貫通孔が設けられていることである。
【００１１】
前記平坦部分は、補強筋の断面形状において当該断面の中心点を通る中心線に対して、その中心線を越えること無く片側で形成されていることである。
【００１２】
前記Ｘ形補強筋は、Ｘ形の交差部分と、その交差部分の端部を水平にして形成した水平繋ぎ部とを一体的に形成し、
前記水平繋ぎ部に水平補強部を接続手段で接続してＸ形補強筋が形成されていることを含むものである。
【００１３】
本発明に係るコンクリート構造物の要旨は、上記発明に係る梁の連続開孔間の補強構造を有してなることである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の梁の連続開孔間の補強構造によれば、Ｘ形の補強筋により単一孔有孔梁と同等の耐力を発揮して、複数個の開孔の間隔を、少なくとも、開孔径の３倍未満で、例えば、２．５倍〜２倍程度に狭めることができて、設計上の制約が緩和される。
【００１５】
前記Ｘ形補強筋の交差部分において、平坦部を形成することで、梁幅の増大を抑えることができて、平面的な収まりを向上させることができる。さらに、その重ねる平坦部分が、補強筋の径以上に大きくならないように、中心線から片側で平坦部を形成することで、達成することができる。
【００１６】
Ｘ形補強筋の角度を任意に設定できるように成り、角度ごとの専用のＸ形補強筋を作る必要がなく、効率的にＸ形補強筋を形成できる。
【００１７】
また、予め、Ｘ形の交差部分を一体的に成形しておけば、梁型枠内への取付も作業的に容易になる。
【００１８】
開孔間隔の制限を緩和するので、スリーブ等の集約が可能となり、梁下貫通の取りやめや、下がり天井の取止め、スリーブ迂回の取り止めを行うことができて、経済的効果を奏することができる。
【００１９】
上記梁の連続開孔間の補強構造を有するコンクリート構造物とすることで、配管の引き回しに苦労すること無く設計コストが低減され、下がり天井も不要となり、建物内部の空間を有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る梁の連続開孔間の補強構造１の概略構造を示す縦断面図（Ａ），（Ｂ）である。
【図２】同本発明に係る梁の連続開孔間の補強構造１に係る、代表的な寸法の実施例に係る縦断面図である。
【図３】同本発明に係る梁の連続開孔間の補強構造１に係る、前記図２に示す代表的な実施例の縦断面図（Ａ），（Ｂ）である。
【図４】同本発明の梁の連続開孔間の補強構造１において、補強筋の交差部分５を平坦部６とした場合の実施例（Ａ），（Ｂ）である。
【図５】同梁の連続開孔間の補強構造１における、Ｘ形配筋の平坦部６と他の実施例とを示す一部拡大正面図（Ａ），（Ｂ）である。
【図６】同梁の連続開孔間の補強構造１における、Ｘ形補強筋４の平坦部分４ｃの形状を示す一部拡大正面図である。
【図７】梁の連続開孔間の補強構造１における、交差部分の平坦部分４ｃを片側に寄せて形成した状態の断面図（Ａ）、前記平坦部分４ｃを重ねてＸ形にした使用状態を示す断面図（Ｂ）である。
【図８】梁の連続開孔間の補強構造１における交差部分５で、角度θを可変できる他の実施例を示す正面図（Ａ）、この実施例の交差部分５の断面図（Ｂ）である。
【図９】梁の連続開孔間の補強構造１の、強度試験の実施例を示す正面図（Ａ）、Ｘ形補強筋４の強度試験における構造例を示す正面図（Ｂ）である。
【図１０】Ｘ形補強筋有りの場合の荷重―変形曲線を示す特性図（Ａ）、強度試験による段階的な梁変形における、ひび割れ状態を示す説明図（Ｂ）である。
【図１１】同Ｘ形補強筋無しの場合の荷重―変形曲線を示す特性図（Ａ）、強度試験による段階的な梁変形における、ひび割れ状態を示す説明図（Ｂ）である。
【図１２】従来例における梁の連続開孔間の実施例を示す縦断面図（Ａ），（Ｂ）、配管の配設状態を示す概略説明用の平面図（Ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る梁の連続開孔間の補強構造は、図１に示すように、梁における複数個の開孔の間に、Ｘ形補強筋を配筋することである。
【実施例１】
【００２２】
本発明に係る梁の連続開孔間の補強構造１は、図１（Ａ）に示すように、梁２の長手方向に、丸形同径の開孔３が複数適宜間隔で配設されている場合における補強構造である。前記開孔３は、梁２の短手方向に貫通している。      
【００２３】
前記開孔３，３の間にＸ形の補強筋（異形鉄筋）４，４が配筋されている。また、開孔３が３以上であれば、図１（Ｂ）に示すように、Ｘ形を繰り返して例えば、仮の呼称としてＷ形の補強筋となるものである。
【００２４】
そして、前記開孔３，３の間隔は、当該開孔３の直径の３倍未満とする。図示した例では、例えば、２倍程度である。
【００２５】
なお、図２に示すように、開孔３ａ，３ｂの直径φが異なる場合には、その中心間の間隔ｓは、例えば、両開孔３ａ，３ｂの直径φの合計、ｓ＝直径φ１＋直径φ２とするものである。
【００２６】
なお、Ｘ形補強筋４の水平部分は、Ｘ形の交差部分５と一体にして折り曲げ加工して形成される。この水平部分の加工や取り扱いの便宜を考慮すれば、他の実施例として、図２に示すように、水平繋ぎ部４ａ＋水平補強部４ｆとでなり、その長さの一例として、開孔３ａの端部位置から４０ｄ（ｄは、Ｘ形補強筋４の直径寸法）とすることができる。前記水平繋ぎ部４ａと水平補強部４ｆとの接続には、溶接、若しくは、機械式継手などの接続手段が用いられるものである。
【００２７】
また、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、梁２の横断面における梁幅方向の前記Ｘ形補強筋４の配筋構造は、梁主筋の間であったり、梁主筋の１段筋と２段筋との間であったり、図示していないが、梁主筋の下位置であったりする。
【００２８】
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、梁主筋と補強筋との距離ａは、例えば、
ａ≧ｍａｘ（ａ１，ａ２，ａ３）、
ここで、ａ１：鉄筋の呼び名の数値の１．５倍＋最外径、
ａ２：粗骨材最大寸法の１．２５倍＋最外径、
ａ３：２５ｍｍ＋最外径、
とする。
【００２９】
更に、図４、図５（Ａ）に示すように、Ｘ形補強筋４がＸ形に交差する交差部分５において、梁の短手方向における梁幅増大を抑制すべく、梁の短手方向を、「厚さ」とした平坦部６が配設されている。この平坦部６は、補強筋としての異形筋とは別体の、例えば、異形筋の直径よりも薄い板厚の鉄板製、鋼製などの金属製平板体で構成されている。
【００３０】
前記平坦部６の他の実施例として、図５（Ｂ）、図６に示すように、断面丸形の異形鉄筋でなるＸ形補強筋４を、その一部押圧して塑性変形させて形成した平坦部分４ｃとすることができる。そして、この平坦部分４ｃを、その内側を合わせるように互いに積層して、Ｘ形の交差部分５の平坦部６が構成される。
【００３１】
前記平坦部分４ｃは、図７（Ａ）に示すように、丸形異形鉄筋の断面形状において、当該断面の中心点４ｄを通る中心線bに対して、その中心線bを越えること無く片側で形成されている。
【００３２】
このように、平坦部分４ｃを形成することで、図７（Ｂ）に示すように、Ｘ形補強筋４において、Ｘ形に交差させた交差部分５では、平坦部分４ｃ，４ｃを積層しても、両Ｘ形補強筋４，４における異形鉄筋の直径と、梁幅方向の平坦部分４ｃ，４ｃの積層した板厚との寸法が、ほとんど同じ程度で重なって、梁幅方向（梁の短手方向）に膨らむことが無い。
【００３３】
よって、Ｘ形補強筋４，４の全体における梁幅方向の幅が増えることが無く、図３に示すように、梁２内に複数本のＸ形補強筋４を配筋しても、梁幅方向で補強筋（異形鉄筋）同士や梁主筋と補強筋との間隔が狭くなって、配筋作業がしにくかったり、打設したコンクリートの回りが悪くなったりすることが避けられるものである。
【００３４】
他の実施例として、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記平坦部分４ｃには、交差部分５において所望角度範囲で、Ｘ形部分の開き角度θが可変できるように、当該平坦部分４ｃを重ねて連通されるとともに、回転用軸であるボルト７が挿通される貫通孔４ｅが設けられている。
【００３５】
前記ボルト７は、前記貫通孔４ｅ，４ｅに連通させられ、その突出した先端部にナット（図示せず）が取付けられて、積層した平坦部分４ｃ，４ｃを締め付ける。Ｘ形の角度θが設計上で決められたら、その角度θ（３０°〜６０°程度）に設定してＸ形補強筋４，４をボルト７・ナットで固定し、更には、必要であれば溶接などして固着し、Ｘ形補強筋４の交差部分５を形成するものである。そして、前記角度θが決定してＸ形の交差部分５を形成した後に、水平部分４ａを屈曲用の工具・装置などで屈曲させて形成するものである。
【００３６】
このように、任意の角度θに設定してＸ形補強筋４を形成するので、開孔３，３の間隔ｓに応じて設計する各角度θ毎に専用のＸ形補強筋４を形成する必要が無く、柔軟に対応して製作することができる。多種類のＸ形補強筋を予め形成しておく場合よりも、補強筋の無駄が無い。
【００３７】
前記交差部分５を有するＸ形補強筋４は、梁の型枠内に設置する前に予め工場などにて形成されるとともに、そのＸ形補強筋４の端部を水平に延設して、その部分を水平繋ぎ部４ａとして一体的に形成することができる。
【００３８】
このように、Ｘ形の交差部分５および水平部分を予め一体的に形成しておけば、梁型枠内の配筋作業も容易になる。なお、前記水平部分については、Ｘ形の交差部分５と一体にして形成するのが基本であるが、それ以外にも、当該水平部分を水平繋ぎ部４ａと水平補強部４ｆとに分けて、当該水平繋ぎ部４ａと水平補強部４ｆとは、予め工場などにおいて接続して固定してあっても良く、また、現場で両部材を機械式継手などの接続手段で接続して、その後、梁用型枠内にＸ形補強筋４を配筋するようにしても良い。
【００３９】
前記本発明に係る梁の連続開孔間の補強構造１について、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、Ｘ形補強筋４を形成して、その補強効果を実験により確認した。この実験では、梁の大きさが３００（梁幅）×４５０（梁せい）ｍｍ、シアスパン比＝２．０（＝（梁スパン１８００ｍｍ／２）／４５０ｍｍ）、開孔３の孔径が１５０ｍｍで２箇所、開孔の間隔ｓが３００ｍｍ、コンクリート強度（σB）＝２１Ｎ／ｍｍ２、開孔補強はダイヤモンド形の補強筋（１５０φ用、２−Ｄ１０、２箇所、ダイヤレン：登録商標）、開孔際あばら筋（２−Ｄ１０）、Ｘ形補強筋４、破壊形式は剪断破壊とした。
【００４０】
Ｘ形補強筋４有りの荷重-変形特性曲線（ＮＯ．１）を示す図１０、および、Ｘ形配筋無しの場合の荷重−変形特性曲線（ＮＯ．２）を示す図１１に、各変形段階におけるコンクリート表面のひび割れを示す。例えば、１／１００の変形時におけるヒビ割れは、図１０ではＸ形補強筋４の補強によりほとんどひび割れが無い。しかし、補強筋無しの図１１では、開孔３から約４５°方向に明らかなひび割れが生じている。
【００４１】
尚、図中の広沢ｍｉｎ（Ｘ無し）は、Ｘ形補強筋４の効果を無視した場合で有り、広沢ｍｉｎ（Ｘ平均）は、Ｘ形補強筋４の効果を半分とした場合の、荷重値を示している。
【００４２】
以上のように、梁２の開孔３が複数個ある場合において、前記Ｘ形補強筋４を用いることで、開孔３，３同士の間隔ｓを、例えば開孔３の直径の２倍〜２．５倍程度に緩和することができる。
【００４３】
よって、従来では、開孔３，３の中心間の間隔ｓは、開孔径の３倍以上にする必要があったが、これを緩和して設計することができる。また、そのような梁の連続開孔間の補強構造を有するコンクリート構造物を構築できる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る梁の連続開孔間の補強構造１は、梁に配管用の開孔を複数設ける場合に広くＸ形補強筋を利用できるものである。また、ＲＣ造,ＳＲＣ造のコンクリート構造物に適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１          梁の連続開孔間の補強構造、
２          梁、
３          開孔、                        ３ａ，３ｂ    直径の異なる開孔、
４          補強筋、                      ４ａ          水平繋ぎ部、
４ｂ        Ｘ形斜筋部、                  ４ｃ          平坦部分、
４ｄ        中心点、                      ４ｅ          貫通孔、
４ｆ        水平補強部、              
５          交差部分、
６          平坦部、
７          ボルト、                      
８          柱、
１０        従来の梁の連続開孔間の補強構造。
【図１】
2015200102.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015200102.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015200102.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015200102.tif 000011
【図１２】
2015200102.tif 000012
【図１０】
2015200102.tif 000013
【図１１】
2015200102.tif 000014