(57)【要約】      （修正有）【課題】コンクリート部材の断面が大きくても、大地震時においてその変形性能を確保するとともに、補強材の配置を効率的に行い、施工性を向上させる。【解決手段】軸方向鉄筋２０が配置された任意断面形状を有するコンクリート部材であって、このコンクリート部材に外力が作用して形成される塑性ヒンジ区間に、前記軸方向鉄筋の内側において内部コンクリートの圧縮側に生じる圧縮応力を負担するコンクリート板５が配置されているので、その圧縮側における圧縮ひずみを低減し、コンクリート部材の塑性ヒンジ区間の損傷を抑えることができる。したがって、大地震時における変形性能を確保しながら従来に比べ補強材の量を減らすことができ、その配置作業の施工性を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向鉄筋が配置された任意断面形状を有するコンクリート部材であって、
このコンクリート部材に外力が作用して形成される塑性ヒンジ区間には、前記軸方向鉄筋の内側において内部コンクリートの圧縮側に生じる圧縮応力を負担する補強材が配置されており、
前記補強材は高強度コンクリート板、形鋼、角型鋼管のうちの少なくともいずれか一つであることを特徴とする高変形性能コンクリート部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高変形性能コンクリート部材に関し、特にコンクリート橋脚のように大断面を有する高変形性能コンクリート部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリート部材は、その各面に沿って部材の長手方向に軸方向鉄筋が配置され、この軸方向鉄筋を外側から取り囲むように帯鉄筋が軸方向に所定間隔で配置される配筋構造となっている。この場合、大地震時の変形性能を保証するために、帯鉄筋の配置は密になっていた。
【０００３】
ところが、軸方向鉄筋を取り囲む帯鉄筋量が多くなると、鉄筋の組立て、コンクリート打設に多大な労力を要する。また、帯鉄筋の間隔が短いため、小数回の繰り返し荷重で、軸方向鉄筋の破断が生じやすい。さらに、地震時の交番繰り返し荷重の影響による軸方向鉄筋の降伏後、軸方向鉄筋の伸びた部分が圧縮力を受けると孕み出し、それを囲む帯鉄筋が引っ張られ、帯鉄筋が降伏し、内部コンクリートを拘束しなくなるため、かぶりコンクリート剥落以降の変形性能が急激に低下してしまう。
【０００４】
そこで、コンクリート部材の補強材の配置方法として、地震時に塑性ヒンジとなる区間（根元区間）について軸方向鉄筋の内側に、軸方向鉄筋によって囲まれる領域にほぼ内接するように、帯鉄筋や鋼管を配置する手法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。これにより、帯鉄筋を密に配筋することなく、軸方向鉄筋の内側のコンクリートを拘束することができ、変形性能の向上を図ることができるというものである。
【特許文献１】特開２０００−１７９０９０号公報
【特許文献２】特開２００３−４１６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の方法では、コンクリート部材の断面が大きくなると、その断面に合わせて内接する補強材も大きく（長く）するか、または内接する補強材を多く並べる必要がある。補強材を大きく（長く）した場合には、内部コンクリートを拘束する力が低下し、また補強材を多く並べる場合には、拘束する必要のない部分（断面中心付近）にまで補強材を配置するため補強材の量が増え、施工性が悪くなるという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、コンクリート部材の断面が大きくても、大地震時においてその変形性能を確保するとともに、補強材の配置を効率的に行い、施工性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図４に示すように、軸方向鉄筋２０が配置された任意断面形状を有するコンクリート部材であって、
このコンクリート部材に外力が作用して形成される塑性ヒンジ区間には、前記軸方向鉄筋の内側において内部コンクリートの圧縮側に生じる圧縮応力を負担する補強材が配置されており、
前記補強材は高強度コンクリート板５、形鋼６，７，９、角型鋼管８のうちの少なくともいずれか一つであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、軸方向鉄筋が配置された任意断面形状を有するコンクリート部材において、このコンクリート部材に外力が作用して形成される塑性ヒンジ区間に、軸方向鉄筋の内側において内部コンクリートの圧縮側に生じる圧縮応力を負担する補強材を配置することにより、その圧縮側における圧縮ひずみを低減し、コンクリート部材の塑性ヒンジ区間の損傷を抑えることができる。したがって、大地震時における変形性能を確保しながら従来に比べ補強材の量を減らすことができ、その配置作業の施工性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
本実施の形態における高変形性能コンクリート部材は、コンクリート部材として矩形断面のコンクリート橋脚１に適用したものである。図１から図４に示すように、このコンクリート橋脚１は、その断面の外周面から所定距離だけ内側の位置に、軸方向鉄筋２０が並列された状態に配置されている。コンクリート橋脚１に外力が作用した際に、このコンクリート橋脚１の根元区間に大きな曲げモーメントがかかり塑性ヒンジが形成されることが想定されている。なお、この塑性ヒンジ区間１ａ以外の区間には、従来と同様に、軸方向鉄筋２０の外側において軸方向鉄筋２０およびコンクリートを拘束する帯鉄筋２１が軸方向に所定間隔で配置され、必要に応じ中間帯鉄筋（図示せず）が配置されている。
【００１０】
図１に示す実施例では、コンクリート橋脚１の塑性ヒンジ区間１ａに、例えばその基端部から断面高さの０．５〜２．０倍程度までの範囲の区間に、軸方向鉄筋２０の内側において内部コンクリート１ｂの圧縮側に生じる圧縮応力を負担する高強度コンクリート板５（補強材）が配置されている。
【００１１】
高強度コンクリート板５は、コンクリート橋脚１に用いられるコンクリートよりも高い強度を有するものであり、例えば、設計基準強度が７０〜１００Ｎ／ｍｍ2のものである。この高強度コンクリート板５に、鉛直方向に孔５ａを複数設けて、内部コンクリート１ｂとの一体性を保つようにしてもよい。
【００１２】
また、図２に示す実施例では、圧縮応力を負担する補強材として、Ｈ形鋼６を用いている。Ｈ形鋼６は、その軸方向がコンクリート橋脚１の軸方向に平行になるように配置され、そして、主にフランジ６ａ断面が圧縮応力を負担するように内部コンクリート１ｂの圧縮縁に沿って配置されている。また、Ｈ形鋼６の軸方向にほぼ直角に補剛材６ｃを接合して補強し、圧縮応力を負担する際にＨ形鋼６が座屈するのを防止するようにしてもよい。
【００１３】
また、図３に示す実施例では、圧縮応力を負担する補強材として、溝形鋼７を用いている。溝形鋼７は、その軸方向がコンクリート橋脚１の軸方向に直角になるように配置され、そして、主に腹部７ａが圧縮応力を負担するように内部コンクリート１ｂの圧縮縁に沿って配置されている。
【００１４】
また、図４に示す実施例では、圧縮応力を負担する補強材として、角形鋼管と鋼板９とを組み合わせて用いている。角型鋼管８は、その軸方向がコンクリート橋脚１の軸方向に平行になるように配置され、内部コンクリート１ｂの圧縮縁に沿って配置されている。また、鋼板９は、その面がコンクリート橋脚１の短手方向に平行になるように配置されている。鋼管が圧縮応力を負担し、鋼板９がせん断応力を負担する構成となっている。
【００１５】
従来、内部コンクリート１ｂの圧壊は、圧縮側の圧縮ひずみが増大することにより起こっていた。第２の実施の形態によれば、内部コンクリート１ｂの圧縮側に生じる圧縮応力を負担する高強度コンクリート板５等の補強材を配置しているので、その圧縮側における圧縮ひずみを低減し、内部コンクリート１ｂの損傷を抑えることができる。よって、かぶりコンクリートが剥落し、軸方向鋼材が外側に孕み出しても、高強度コンクリート板５等の補強材が圧縮ひずみの増大を抑えているため、変形性能が低下することはない。また、これらの補強材は、内部コンクリート１ｂを拘束する効果も併せ持ち、同時にせん断補強としても有効に働き、変形性能を向上させる。したがって、従来に比べ補強材の量を減らすことができ、その配置作業の施工性を向上させることができる。
【００１６】
なお、以上の実施の形態においては、コンクリート部材を矩形断面のコンクリート橋脚１としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、円形断面、多角形断面、或いは設置現場の状況に応じた任意の断面形状でもよい。補強材も、それぞれのコンクリート部材の形状に応じて配置されるものである。また、補強材の大きさや数、形状等も発明の効果を奏する限り任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態である高変形性能コンクリート部材を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は横断面図である。
【図２】実施の形態の他の例を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は横断面図である。
【図３】実施の形態の他の例を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は横断面図である。
【図４】実施の形態の他の例を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は横断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１ コンクリート橋脚（コンクリート部材）
１ａ 内部コンクリート
１ｂ 塑性ヒンジ区間
５ 高強度コンクリート板（補強材）
５ａ 孔
６ Ｈ形鋼（補強材）
６ａ フランジ
６ｂ ウェブ
６ｃ 補剛材
７ 溝形鋼（補強材）
７ａ 腹部
８ 角型鋼管（補強材）
９ 鋼板（補強材）
２０ 軸方向鉄筋
２１ 帯鉄筋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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