(57)【要約】【課題】鉄筋コンクリート建造物において、地震の際に梁等の構成材の破損を軽減する。【解決手段】２つの梁２（構成材）が一直線をなして柱・梁接合部３（基部）に固定されている。梁２の複数の主筋１０は柱・梁接合部３内に延びている。柱・梁接合部３内には、対応する主筋１０と同軸をなす筒体２０が配置されており、この筒体２０に２本の主筋１０の端部が挿入連結されている。筒体２０の左右部は第１領域Ｙとして提供され、中央部は第２領域Ｎとして提供される。第２領域Ｎでは主筋１０と筒体２０は強固に連結されている。第１領域Ｙにおける主筋１０と筒体２０の連結強度、および筒体２０の両端と梁２の材端Ｅとの間の所定領域Ｓにおける主筋１０とコンクリート３ａとの付着強度は、主筋１０と梁２内のコンクリート２ａとの付着強度より低く、地震の際には、主筋１０は領域Ｓ，Ｙで優先的に降伏する。【選択図】　図１
2004068304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成材の材端を基部に固定するために、構成材の複数の主筋を基部内へ延ばすようにした鉄筋コンクリート建造物における構成材の材端固定構造において、
上記基部内には上記主筋と同軸をなす筒体が複数配され、これら筒体に上記主筋が挿入されて連結され、これら筒体の外周のほぼ全域にはコンクリートとの付着を高めるための凹凸が形成されており、筒体における構成材寄りの一方の端は上記構成材の材端より基部の奥側に位置しており、当該一方の端から構成材の材端までの所定領域における上記主筋と基部コンクリートとの付着強度が、上記主筋と構成材コンクリートとの付着強度より低く、この所定領域の主筋が地震の際に降伏する降伏予定部として提供されることを特徴とする鉄筋コンクリート建造物における構成材の材端固定構造。
【請求項２】
上記筒体が構成材寄りの第１領域と構成材から離れた第２領域を有し、第１領域での主筋と筒体との連結強度が、第２領域での主筋と筒体との連結強度より低く、また上記主筋と構成材コンクリートとの付着強度よりも低くなっており、この第１領域の主筋も、地震の際に降伏する降伏予定部として提供されることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート建造物における構成材の材端固定構造。
【請求項３】
上記構成材が基部の両側に一直線をなして固定され、上記筒体の中央部が第２領域として提供され、上記筒体の両側部が上記第１領域としてそれぞれ提供され、上記筒体の両端と両構成材の材端との間がそれぞれ上記所定領域として提供されることを特徴とする請求項２に記載の鉄筋コンクリート建造物における構成材の材端固定構造。
【請求項４】
上記主筋は筒体の全長にわたり、構成材のコンクリートとの付着強度より高い連結強度で連結されており、実質的に上記所定領域での主筋だけが降伏予定部として提供されることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート建造物における構成材の材端固定構造。
【請求項５】
上記構成材が基部の両側に一直線をなして固定され、上記筒体の両端と両構成材の材端との間がそれぞれ上記所定領域として提供されることを特徴とする請求項４に記載の鉄筋コンクリート建造物における構成材の材端固定構造。
【請求項６】
構成材の材端を基部に固定するために、構成材の複数の主筋を基部内へ延ばすようにした鉄筋コンクリート建造物における構成材の材端固定構造において、
上記基部内には上記主筋と同軸をなす筒体が複数配され、これら筒体に上記主筋が挿入されて連結され、これら筒体の外周のほぼ全域にはコンクリートとの付着を高めるための凹凸が形成されており、筒体における構成材寄りの一方の端は上記構成材の材端とほぼ一致した位置にあり、
上記筒体が構成材寄りの第１領域と構成材から離れた第２領域を有し、第１領域での主筋と筒体との連結強度が、第２領域での主筋と筒体との連結強度より低く、また上記主筋と構成材コンクリートとの付着強度よりも低くなっており、この第１領域の主筋が、地震の際に降伏する降伏予定部として提供されることを特徴とする鉄筋コンクリート建造物における構成材の材端固定構造。
【請求項７】
上記構成材が基部の両側に一直線をなして固定され、上記筒体の中央部が上記第２領域として提供され、上記筒体の両側部が上記第１領域としてそれぞれ提供され、上記筒体の両端と両構成材の材端との間がそれぞれ上記所定領域として提供されることを特徴とする請求項６に記載の鉄筋コンクリート建造物における構成材の材端固定構造。
【請求項８】
両構成材の主筋が異なる鉄筋で形成され、これら主筋の端部が上記筒体を介して互いに連結されていることを特徴とする請求項３，５，７のいずれかに記載の鉄筋コンクリート建造物における構成材の材端固定構造。
【請求項９】
上記基部が柱・梁接合部であり、上記構成材が梁であり、上記主筋および筒体が水平をなしていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の鉄筋コンクリート建造物における構成材の材端固定構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリート建造物における梁等の構成材の材端固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鉄筋コンクリート建造物における梁（構成材）の柱・梁接合部（基部）への固定構造について、柱が側柱の場合を例にとって説明する。柱・梁接合部の両側に２つの梁が一直線をなして固定される。両梁の主筋が連続した鉄筋によって形成される場合には、この連続した鉄筋が柱・梁接合部を通っている。両梁の主筋が異なる鉄筋からなる場合には、柱・梁接合部内で筒体によって連結される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記梁の固定構造において、梁の曲げ剛性は柱・梁接合部より小さく、梁の材端で曲げ剛性が急変する。大きな地震の際に、上記建造物が水平方向に揺れると、梁の材端近傍には大きな曲げモーメントが働く。この曲げモーメントにより、梁の主筋は引張，圧縮の交番荷重を受ける。詳述すると、建造物が一方向に傾いて、ある主筋に引張り荷重が付与されると、この主筋は材端位置に最も近い領域で降伏が開始される。この主筋の降伏すなわち伸びは、梁のコンクリートの損傷をもたらす。その後で、建造物が反対方向に傾くと、一旦伸びた主筋に圧縮荷重が付与されるが、この際、損傷したコンクリートにおいて主筋の外側にかぶっている部位（かぶりコンクリート）の剥落等の損傷が生じるため、場合によっては梁の材端近傍おいて主筋が外側にはみ出すのを阻止できず、その座屈をもたらす。このようにして梁の破損が生じる。また、主筋の降伏は接合部内にも進展し、接合部内の付着を劣化させ、場合によっては接合部内での主筋の滑りが生じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願の第１の発明は、構成材の材端を基部に固定するために、構成材の複数の主筋を基部内へ延ばすようにした鉄筋コンクリート建造物における構成材の材端固定構造において、
上記基部内には上記主筋と同軸をなす筒体が複数配され、これら筒体に上記主筋が挿入されて連結され、これら筒体の外周のほぼ全域にはコンクリートとの付着を高めるための凹凸が形成されており、筒体における構成材寄りの一方の端は上記構成材の材端より基部の奥側に位置しており、当該一方の端から構成材の材端までの所定領域における上記主筋と基部コンクリートとの付着強度が、上記主筋と構成材コンクリートとの付着強度より低く、この所定領域の主筋が地震の際に降伏する降伏予定部として提供されることを特徴とする。
【０００５】
上記構成によれば、大きな地震の際には、筒体の端と構成材の材端との間の所定領域において主筋とコンクリートの付着強度が低いので、ここで優先的に主筋の降伏が生じる。これにより、構成材内、特に材端近傍での主筋の降伏領域の拡大を軽減でき、構成材の損傷を軽減できる。
また、主筋を挿入連結した筒体の外周には凹凸が形成されており、しかもこの筒体は鉄筋より径が大きく、外周の面積が広いので、基部コンクリートとの付着が高い。その結果、主筋が上記所定領域においてコンクリートとの付着強度が低くても、これを補なうことができ主筋の基部コンクリートへの定着性能を確保することができる。また、この筒体とコンクリートの高い付着強度により、主筋の基部内での長さを短くすることも可能である。
【０００６】
上記第１発明の一態様として、上記筒体が構成材寄りの第１領域と構成材から離れた第２領域を有し、第１領域での主筋と筒体との連結強度が、第２領域での主筋と筒体との連結強度より低く、また上記主筋と構成材コンクリートとの付着強度よりも低くなっており、この第１領域の主筋も、地震の際に降伏する降伏予定部として提供される。
上記構成によれば、大きな地震の際に筒体の第１領域における主筋でも所定領域と同様に降伏が生じる。そのため、降伏長さを十分に確保でき、構成材の損傷をより一層確実に軽減できる。また、降伏長さを確保しながら筒体を長くすることができ、筒体と基部コンクリートとの付着性を高め、ひいては主筋の基部における定着性能を確保することができる。
【０００７】
上記一態様において、構成材が基部の両側に一直線をなして固定される場合には、上記筒体の中央部が第２領域として提供され、上記筒体の両側部が上記第１領域としてそれぞれ提供され、上記筒体の両端と両構成材の材端との間がそれぞれ上記所定領域として提供される。この構成によれば、対峙する２つの構成材の破損を軽減できる。２つの構成材に対して筒体を１つで済ませることができ、構成を簡略化することができる。
【０００８】
上記第１発明の他の態様として、上記主筋は筒体の全長にわたり、構成材のコンクリートとの付着強度より高い連結強度で連結されており、実質的に上記所定領域での主筋だけが降伏予定部として提供される。この構成によれば、筒体を比較的短くしてコストを低減することができる。
【０００９】
上記他の態様において構成材が基部の両側に一直線をなして固定される場合には、上記筒体の両端と両構成材の材端との間がそれぞれ上記所定領域として提供されることを特徴とする。この構成によれば、対峙する２つの構成材の破損を軽減することができる。また、２つの構成材に対して筒体を１つで済ませることができ、構成を簡略化することができる。
【００１０】
本願の第２の発明は、構成材の材端を基部に固定するために、構成材の複数の主筋を基部内へ延ばすようにした鉄筋コンクリート建造物における構成材の材端固定構造において、
上記基部内には上記主筋と同軸をなす筒体が複数配され、これら筒体に上記主筋が挿入されて連結され、これら筒体の外周のほぼ全域にはコンクリートとの付着を高めるための凹凸が形成されており、筒体における構成材寄りの一方の端は上記構成材の材端とほぼ一致した位置にあり、
上記筒体が構成材寄りの第１領域と構成材から離れた第２領域を有し、第１領域での主筋と筒体との連結強度が、第２領域での主筋と筒体との連結強度より低く、また上記主筋と構成材コンクリートとの付着強度よりも低くなっており、この第１領域の主筋が、地震の際に降伏する降伏予定部として提供されることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、大きな地震の際に筒体の第１領域における主筋で優先的に降伏が生じるので、構成材の損傷を軽減できる。また、降伏予定部を確保しながら筒体を最大限長くするので、筒体と基部コンクリートとの付着性を高め、ひいては主筋の基部における定着性能を確保することができる。
【００１２】
上記第２発明において、上記構成材が基部の両側に一直線をなして固定される場合には、上記筒体の中央部が上記第２領域として提供され、上記筒体の両側部が上記第１領域としてそれぞれ提供され、上記筒体の両端と両構成材の材端との間がそれぞれ上記所定領域として提供される。この構成によれば、対峙する２つの構成材の破損を軽減できる。２つの構成材に対して筒体を１つで済ませることができ、構成を簡略化することができる。
【００１３】
対峙する２つの構成材を固定する場合において、両構成材の主筋が異なる鉄筋で形成され、これら主筋の端部が上記筒体を介して互いに連結されている構成では、筒体が上述した役割のみならず、主筋同士を連結する役割をも果たすことができる。
【００１４】本発明は、梁固定構造に適用できる。すなわち、上記基部が柱・梁接合部であり、上記構成材が梁であり、上記主筋および筒体が水平をなしている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態について図１，図２を参照しながら説明する。この実施形態は、建物の外周に位置する側柱１と２本の梁２（構成材）の柱・梁接合部３（基部）に、本発明を適用したものである。柱１は、垂直に延びる複数の主筋と、これら主筋を囲む環状の剪断補強筋（いずれも図示せず）と、これら主筋および剪断補強筋を埋め込むコンクリート１ａとを有している。
【００１６】
２本の梁２は一直線をなして水平に配置されていてその材端Ｅが柱・梁接合部３に固定されている。各梁２は、上下に複数ずつ配置されて水平に延びる主筋１０と、これら主筋１０を囲む環状の剪断補強筋（図示しない）と、これら主筋１０および剪断補強筋を埋め込むコンクリート２ａとを有している。なお、柱・梁接合部３のコンクリートを符号３ａで示す。
【００１７】
上記梁２の主筋１０は、柱１の主筋と同様に異形鉄筋からなり、その外周にはフシが形成されており、コンクリート２ａとの十分な付着を確保している。図２に示すように本実施形態では、主筋１０はネジ鉄筋であり、ネジフシ１１を有している。
【００１８】
図１に戻って説明すると、両梁２の主筋１０は、異なるネジ鉄筋により形成されており、柱・梁接合部３内まで延び、その端部が柱・梁接合部３の中央に達している。柱・梁接合部３内には、上下にそれぞれ複数ずつ鋳鉄等の金属製の筒体２０が配置されている。各筒体２０は、２つの梁２の対応する主筋１０と一直線をなして水平をなしており、これら主筋１０の端部が挿入され連結されている。
【００１９】
上記筒体２０は、従来の梁主筋連結のために用いられている筒体より遥かに長く形成されており、柱せい（柱１ないしは柱・梁接合部３の幅、すなわち主筋１０の延び方向の寸法）の過半を占めている。本実施形態では柱せいより短く、その両端は梁２の材端Ｅから離れている。筒体２０の左右両側部（梁２寄りの領域）が第１領域Ｙとして提供され、筒体２０の中央部（梁２から離れた領域）が第２領域Ｎとして提供される。
【００２０】
図２に示すように、筒体２０の第２領域Ｎは雌ねじ２１ａを有する螺合部２１となっている。螺合部２１の中央は厚肉部２１ｂとなっており、この厚肉部２１ｂにモルタル注入口２１ｃが形成されている。第１領域Ｙは内周面が円滑な円筒形状をなすスリーブ部２２となっている。スリーブ部２２は螺合部２１と同軸をなし、その内径は螺合部２１の雌ねじ２１ａの谷径より大きくなっている。スリーブ部２２の周壁において螺合部２１の近傍にはモルタル注入口２２ｃが形成されている。
【００２１】
上記スリーブ部２２の外周には環状の凸部２２ａおよび軸方向に延びる凸部１２ｂが形成されている。これら凸部２２ａ，２２ｂおよび上記厚肉部２１ｂにより、筒体２０の外周のほぼ全域が凹凸形状をなしている。これにより、コンクリート３ａとの高い付着性を確保している。
【００２２】
２本の主筋１０は一直線をなした状態で、その端部が上記筒２０の螺合部２１に螺合され、強固に連結される。この連結状態において、モルタル注入口２１ｃからモルタルを注入することにより、螺合部２１の内周と主筋１０の外周との間の隙間にモルタルを充填し、これにより連結強度をさらに高めている。
【００２３】
また、スリーブ部２２の注入口２２ｃからモルタル２５を注入することにより、スリーブ部２２と主筋１０との間にモルタル２５を充填する。スリーブ部２２の内周面は平滑であるので、主筋１０とスリーブ部２２とのモルタル２５を介した連結強度（主筋１０の軸方向の引張荷重に対する連結強度）は、螺合部２１と主筋１０との連結強度より遥かに低い。なお、この主筋１１とスリーブ部２２の連結強度は、主筋１０と梁２のコンクリート２ａの付着強度よりも低い。
【００２４】
上記筒体１１の両端と両梁２の材端Ｅとの間の所定領域Ｓでは、主筋１０の外周にテープが巻かれたり粘度や樹脂が塗布されているため、柱・梁接合部３のコンクリート３ａとの付着強度が非常に低く、実質的にゼロ（アンボンド状態）である。
【００２５】
上記柱・梁接合部３において、鉄筋コンクリート建造物が地震によって横揺れした時には、従来構造と同様に梁２の材端Ｅの近傍に大きな曲げモーメントが付与される。この際、コンクリート２ａ，３ａ間に割れが生じる点では従来構造と似ているが、以下に述べる点で従来構造と大きく異なる。
【００２６】
例えば柱１が図１（Ｂ）に示すように右に傾くと、右側の梁２の下側の主筋１０と左側の梁２の上側の主筋１０が引張り荷重を受ける。この際、主筋１０は、所定領域Ｓにおいてコンクリート３ａとの付着強度が実質的にゼロであり、梁２のコンクリート２ａとの付着強度より遥かに低いので、この所定領域Ｓで優先的に降伏がなされる。また、主筋１０は筒体２０の第１領域Ｙでの連結強度が梁２のコンクリート２ａとの付着強度より低いので、ここでも降伏がなされる。その結果、主筋１０は梁２内において材端Ｅの近傍での降伏の進展を軽減でき、材端Ｅの近傍でのコンクリート２ａの破損を軽減できる。
【００２７】
上記とは逆に、柱１が左に傾くと、上記の伸びた部位が圧縮荷重を受けて元の長さに戻り、右側の梁２の上側の主筋１０と左側の梁２の下側の主筋１０が引張り荷重を受けて領域Ｙ，Ｓで伸びる。このようにして、主筋１０が引張り，圧縮の交番荷重を受け持ちながら、伸びと圧縮の変形を繰り返す。その結果、地震エネルギーを吸収することができ、建造物の耐震性を向上できる。
【００２８】
次に、主筋１０の柱・梁接合部３での定着性能について説明する。筒体２０が広い外周面のほぼ全域に凹凸が形成されているので、コンクリート３ａとの付着強度が高く、引張荷重を分散して受け止めることもできる。主筋１０は筒体２０に螺合により強固に連結されているから、筒体２０とコンクリート３ａの高い付着強度により、柱・梁接合部３での定着性能を確保することができる。所定領域Ｓで主筋１０とコンクリート３ａとの付着強度が低くても、上記筒体２０がそれを補って、主筋１０の定着性能を確保しているのである。
【００２９】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。これら実施形態において先行する実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。図３を参照しながら本発明の第２実施形態を説明する。この実施形態では、筒体２０の両端が梁２の材端Ｅと一致しているかその近傍に位置しており、その長さは柱せいとほぼ一致している。第１実施形態の領域Ｓは存在しない。筒体２０を最大限に長くするので、コンクリート３ａとの付着強度を高めることができ、ひいては主筋１０の柱・梁接合部３での定着強度を高めることができる。主筋１０の降伏の殆どは筒体２０の第１領域Ｙの部分で担う。
【００３０】
図４の第３実施形態では、第１実施形態の第１領域Ｙは存在しない。例えば筒体２０の全長にわたって雌ねじが形成されており、２本の主筋１０と強固に連結されている。すなわち、筒体２０の全長が第１実施形態の第２領域Ｎと同様の連結状態となっている。筒体２０の両端と両梁２の材端Ｅとの間の領域Ｓで主筋１０は第１実施形態と同様に付着力が低くなっており、ここで地震時の降伏を担う。
【００３１】
上記第１〜第３実施形態は柱１が側柱の場合について述べたが、柱１が中柱で梁が十字形に固定される場合についてもそのまま適用できる。この場合、柱・梁接合部に一直線をなす２本の梁が２組固定されることになる。
また、上記第１〜第３実施形態において、１本の連続した鉄筋が柱・梁接合部を通り２つの梁の中間部まで延び、これら２つの梁の主筋を構成していてもよい。この場合でも、筒体は第１〜第３実施形態と同様にして梁の主筋に連結される。なお各梁では、その中間部で主筋の端部同士をカプラーで連結される。これら実施形態では、図１〜図４において、筒体内で主筋が途切れずに連続した状態となるだけであり、容易に理解できるので、図示を省略する。
【００３２】
図５に示す第４実施形態は柱１が隅柱の場合に本発明を適用したものである。この実施形態では、筒２０は梁２寄りの第１領域Ｙと梁２から離れた第２領域Ｎとを有している。筒体２０の一端と梁２の材端Ｅとの間は所定領域Ｓとなっている。これら領域Ｙ，Ｎ，Ｓでの主筋１０の連結強度，付着強度に関しては第１実施形態と殆ど同じであるので説明を省略する。なお、この隅柱での柱・梁接合部３において、第２実施形態と同様に筒２０の一端を材端Ｅと一致させて所定領域Ｓを省略して、第１領域Ｙで殆どの降伏を担ってもよいし、第３実施形態と同様に筒２０の第１領域Ｙを省略して、所定領域Ｓで殆どの降伏を担ってもよい。
【００３３】
さらに本発明は上記実施形態に拘わらず、種々の形態を採用可能である。筒体２０の外周の凹凸形状は上記実施形態に制約されず、コンクリート３ａとの付着性を高めるためのあらゆる形状の凹凸を採用することができる。例えば外周面全域に細かい凹凸を多数形成してもよい。
【００３４】
主筋１０と筒体２０の第２領域Ｎとは、螺合によらず、モルタルによる連結を採用してもよい。例えば、筒体２０の第２領域Ｎの内周には、複数の環状の突起を軸方向に間隔をおいて形成する。この環状の突起と異形鉄筋からなる主筋のフシ（ねじ鉄筋の場合にはねじフシ）とがモルタルを介して連結されることになる。
第３実施形態において、筒体２０の中央部で主筋１０と螺合し、筒体２０の左右部の内周に環状突起を形成して主筋１０とモルタル結合してもよい。この場合、この左右部の連結強度は、主筋１０と梁２内のコンクリート２ａとの付着強度より高い。
【００３５】
筒体２０の第１領域Ｙにおいて、スリーブ部２２の内周に粗く間隔をおいて環状の突起を形成し、付着強度を上記実施形態より高めてもよい。ただし、この場合の第１領域Ｙでの筒体２０と主筋１０の連結強度は、主筋１０と梁２内のコンクリート２ａとの付着強度より低い。
【００３６】
第２領域Ｙにおいて主筋１０の外周にテープを巻いたり粘度や樹脂等が塗布することにより、筒体２０との連結強度を実質的にゼロ（アンボンド状態）にしてもよい。
【００３７】
所定領域Ｓでの付着強度を低めたり、第１領域Ｙで筒体２０との連結強度を低めるために、主筋１０のフシをなくして丸棒部を形成することにより得てもよい。
【００３８】
筒体２０は、第２領域Ｎで主筋１０にかしめ等により圧着させてもよい。第１領域Ｙでのモルタル充填は省いてもよい。
上記全ての実施形態において、一部の主筋たとえば上側の主筋だけに本発明を提供してもよい。
【００３９】
本発明は、構成材が柱で基部が基礎コンクリートの場合にも適用でき、柱が構成材で基部が柱・梁接合部の場合にも適用できる。また、　本発明は鉄骨鉄筋コンクリート建造物にも適用される。また、プレキャスト構造にも適用できる。さらに、構成材としてプレストレストコンクリートを用いることもできる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の固定構造によれば、地震の際の構成材の破損を著しく軽減でき、構成材主筋の基部への定着機能を著しく向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態をなす柱・梁接合部の縦断面図であり、（Ａ）は通常時の状態、（Ｂ）は地震時の状態を示す。
【図２】同実施形態で用いられる筒体と梁主筋を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態をなす柱・梁接合部を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態をなす柱・梁接合部の縦断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態をなす柱・梁接合部の縦断面図である。
【符号の説明】
Ｅ　材端位置
Ｎ　第１領域
Ｙ　第２領域
Ｓ　所定領域
２　梁（構成材）
３　柱・梁接合部（基部）
２ａ，３ａ　コンクリート
１０　鉄筋
２０　筒体
【図１】
2004068304.tif 000003
【図２】
2004068304.tif 000004
【図３】
2004068304.tif 000005
【図４】
2004068304.tif 000006
【図５】
2004068304.tif 000007