(57)【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を部分的に拘束する第一の拘束鉄筋が圧縮縁に沿って複数配置されており、
前記第一の拘束鉄筋は半円弧状に形成され、両端部に前記内部コンクリートに定着されるための折曲げ部が形成された鉄筋であり、
前記半円弧状の第一の拘束鉄筋は、円弧側を前記圧縮縁に向けて配置されるとともに、前記コンクリート部材の厚さ方向中央部を境として対称的に配置されており、
前記第一の拘束鉄筋の両端部の折曲げ部間には、直線状に形成され、両端部に折曲げ部が形成された第二の拘束鉄筋が配置されており、これら第一の拘束鉄筋の折曲げ部と第二の拘束鉄筋の折曲げ部とが重なっていることを特徴とする高変形性能コンクリート部材。
【請求項２】
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を部分的に拘束する第一の拘束鉄筋が圧縮縁に沿って複数配置されており、
前記第一の拘束鉄筋は半円弧状に形成され、両端部に前記内部コンクリートに定着されるための折曲げ部が形成された鉄筋であり、
前記半円弧状の第一の拘束鉄筋は、円弧側を前記圧縮縁に向けて配置されるとともに、前記コンクリート部材の厚さ方向中央部を境として対称的に配置されており、
対称的に配置されている第一の拘束鉄筋の対向する折曲げ部間には、両端部に折曲げ部が形成されたせん断補強鉄筋が配置されており、これら第一の拘束鉄筋の折曲げ部とせん断補強鉄筋の折曲げ部とが重なってい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に記載の発明の高変形性能コンクリート部材は、例えば図１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（コンクリート橋脚１）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１ａには、前記軸方向鉄筋２０の内側において内部コンクリート１ｂの圧縮側を部分的に拘束する第一の拘束鉄筋２が圧縮縁に沿って複数配置されており、
前記第一の拘束鉄筋２は半円弧状に形成され、両端部に前記内部コンクリート１ｂに定着されるための折曲げ部２ａが形成された鉄筋であり、
前記半円弧状の第一の拘束鉄筋２は、円弧側を前記圧縮縁に向けて配置されるとともに、前記コンクリート部材の厚さ方向中央部を境として対称的に配置されており、
前記第一の拘束鉄筋２の両端部の折曲げ部２ａ，２ａ間には、直線状に形成され、両端部に折曲げ部３ａが形成された第二の拘束鉄筋３が配置されており、これら第一の拘束鉄筋２の折曲げ部２ａと第二の拘束鉄筋の折曲げ部３ａとが重なっていることを特徴とする。
【０００８】
このように、内部コンクリート１ｂの圧縮側を部分的に拘束する第一の拘束鉄筋２が、軸方向鉄筋２０の内側においてその圧縮縁に沿って複数配置されることにより、それぞれの第一の拘束鉄筋２が位置する部分の内部コンクリート１ｂの圧縮側を拘束し、内部コンクリート１ｂ全体を効率的に拘束することができる。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。
【０００９】
請求項２に記載の発明の高変形性能コンクリート部材は、例えば図２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（コンクリート橋脚１）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１ａには、前記軸方向鉄筋２０の内側において内部コンクリート１ｂの圧縮側を部分的に拘束する第一の拘束鉄筋２が圧縮縁に沿って複数配置されており、
前記第一の拘束鉄筋２は半円弧状に形成され、両端部に前記内部コンクリート１ｂに定着されるための折曲げ部２ａが形成された鉄筋であり、
前記半円弧状の第一の拘束鉄筋２は、円弧側を前記圧縮縁に向けて配置されるとともに、前記コンクリート部材の厚さ方向中央部を境として対称的に配置されており、
対称的に配置されている第一の拘束鉄筋２，２の対向する折曲げ部２ａ，２ａ間には、両端部に折曲げ部４ａが形成されたせん断補強鉄筋４が配置されており、これら第一の拘束鉄筋２の折曲げ部２ａとせん断補強鉄筋４の折曲げ部４ａとが重なっていることを特徴とする。
【００１０】
なお、塑性ヒンジ区間１ａは、地震時に塑性ヒンジが形成すると考えられるコンクリート部材端部から断面高さの０．５〜２．０倍程度までの範囲とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１および２に記載の発明によれば、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を部分的に拘束する第一の拘束鉄筋を圧縮縁に沿って複数配置するため、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】
【００１２】
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。
以下に説明する第１及び第２の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および図２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。
【００１３】
〔第１の実施の形態〕
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の圧縮側を部分的に拘束する第一の拘束鉄筋２（補強材）が圧縮縁に沿って複数配置されている。
【００１４】
第一の拘束鉄筋２は、ほぼ半円弧状に形成された鉄筋であり、両端部には内部コンクリートに定着させるための折曲げ部２ａ（フック）が形成されている。
【００１５】
このような第一の拘束鉄筋２を、軸方向鉄筋２０の内側に内部コンクリート１ｂの圧縮側に配置しているので、その圧縮側が部分的に拘束される。そして、その圧縮縁に沿って第一の拘束鉄筋２を複数配置しているので、内部コンクリート１ｂ全体を効率的に拘束することができる。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、第一の拘束鉄筋２がその内部コンクリート１ｂの圧縮側を逃がさないように拘束するため、変形性能が低下することはない。
【００１６】
また、内部コンクリート１ｂに対する拘束力を高めるために、第二の拘束鉄筋３（補強材）を配置する。第二の拘束鉄筋３（補強材）は、ほぼ直線状に形成された鉄筋であり、両端部にはコンクリートに定着させるための折曲げ部３ａが形成されている。第一の拘束鉄筋２および第二の拘束鉄筋３をそれぞれの折曲げ部２ａ，３ａが重なるように配置し、内部コンクリート１ｂの拘束力を高めている。
【００１７】
〔第２の実施の形態〕
また、図２に示すように、内部コンクリート１ｂに生ずるせん断応力を負担するために、せん断補強鉄筋４（補強材）を配置してもよい。せん断補強鉄筋４は、ほぼ直線状に形成された鉄筋であり、両端部にはコンクリートに定着させるための折曲げ部４ａが形成されている。コンクリート橋脚１の短手方向に対向して配置された第一の拘束鉄筋２の折曲げ部２ａとせん断補強鉄筋４の折曲げ部４ａを重ねるように配置し、せん断応力を負担して内部コンクリート１ｂの拘束力が向上する。また、対向する第一の拘束鉄筋２の間隔を固定するように配置することで、第１の拘束鉄筋の外側への変形を拘束し、内部コンクリート１ｂに対する拘束効果を高める。この場合、せん断補強筋の鉄筋量は、コンクリートの断面積から決定される必要量でよく、従来に比べ鉄筋量を減らすことができる。
【００１８】
第１および第２の実施の形態によれば、圧縮側を部分的に拘束して、内部コンクリート１ｂ全体を拘束するので、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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の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】第２の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。
【符号の説明】
【００２０】
１ コンクリート橋脚（コンクリート部材）
１ａ  塑性ヒンジ区間
１ｂ  内部コンクリート
２ 第一の拘束鉄筋
２ａ 折曲げ部
３ 第二の拘束鉄筋
３ａ 折曲げ部
４ せん断補強鉄筋
４ａ 折曲げ部
２０ 軸方向鉄筋
２１ 帯鉄筋
【図１】
0003964412.tif 000002
【図２】
0003964412.tif 000003