(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の断面で延在形成されたコンクリートブロックと、
前記コンクリートブロックの断面の周囲に埋設されコンクリートブロックの延在方向に延在する複数の主筋と、
前記主筋の延在方向に間隔をおいた複数箇所で前記複数の主筋を連結するように前記コンクリートブロックに埋設された複数のせん断補強筋と、
を備える鉄筋コンクリート製の梁部材および柱部材であって、
前記コンクリートブロックは、前記コンクリートブロックの断面の主として外側を構成する外側部分と、前記コンクリートブロックの断面の主として内側を構成する内側部分からなり、
前記外側部分は、前記主筋およびせん断補強筋が埋設され、かつ、内側に前記コンクリートブロックの延在方向に延在する空間が形成されるように打設された普通コンクリートから構成され、
前記内側部分は、前記外側部分の内側の空間に打設された軽量コンクリートから構成されている、ことを特徴とする鉄筋コンクリート製の梁部材および柱部材。
【請求項２】
所定の断面で水平方向に延在形成されたコンクリートブロックと、
前記コンクリートブロックの断面の周囲に埋設され水平方向に延在する複数の主筋と、
前記主筋の延在方向に間隔をおいた複数箇所で前記複数の主筋を連結するように前記コンクリートブロックに埋設された複数のせん断補強筋と、
を備える鉄筋コンクリート製の梁部材であって、前記コンクリートブロックは、前記コンクリートブロックの断面の主として外側を構成する外側部分と、前記コンクリートブロックの断面の主として内側を構成する内側部分からなり、
前記外側部分は、前記主筋およびせん断補強筋が埋設され、かつ、内側に水平方向に延在する空間が形成されるように打設された普通コンクリートから構成され、
前記内側部分は、前記外側部分の内側の空間に打設された軽量コンクリートから構成されている、
ことを特徴とする鉄筋コンクリート製の梁部材。
【請求項３】
所定の断面で上下方向に延在形成されたコンクリートブロックと、
前記コンクリートブロックの断面の周囲に埋設され上下方向に延在する複数の主筋と、前記主筋の延在方向に間隔をおいた複数箇所で前記複数の主筋を連結するように前記コンクリートブロックに埋設された複数のせん断補強筋と、
を備える鉄筋コンクリート製の柱部材であって、
前記コンクリートブロックは、前記コンクリートブロックの断面の主として外側を構成する外側部分と、前記コンクリートブロックの断面の主として内側を構成する内側部分からなり、前記外側部分は、前記主筋およびせん断補強筋が埋設され、かつ、内側に上下に延在する空間が形成されるように打設された普通コンクリートから構成され、
前記内側部分は、前記外側部分の内側の空間に打設された軽量コンクリートから構成されている、
ことを特徴とする鉄筋コンクリート製の柱部材。
【請求項４】
前記コンクリートブロックは断面が矩形に形成され、前記外側部分は断面が前記矩形の左右の辺と下辺の３辺をなすように凹字状に形成され、前記内側部分は断面が前記外側部分の内側と前記矩形の上辺をなすように形成されていることを特徴とする請求項２記載の鉄筋コンクリート製の梁部材。
【請求項５】
前記コンクリートブロックは断面が矩形に形成され、前記外側部分は断面が矩形枠状に形成され、前記内側部分は断面が矩形に形成されていることを特徴とする請求項３記載の鉄筋コンクリート製の柱部材。
【請求項６】
鉄筋コンクリート製の梁部材および柱部材を施工するに際して、
施工すべき梁部材および柱部材の断面の周囲に沿って梁部材および柱部材の延在方向に複数の主筋を延在させ、
前記主筋の延在方向に間隔をおいた複数箇所で前記複数の主筋を連結するように複数のせん断補強筋を配設し、
施工すべき梁部材および柱部材の断面の周囲で主として前記主筋及びせん断補強筋が埋設されるように普通コンクリートを打設して施工すべき梁部材および柱部材の外側部分を形成し、
次に、施工すべき梁部材および柱部材の断面の残りの部分に軽量コンクリートを打設して施工すべき梁部材および柱部材の内側部分を形成するようにした、
ことを特徴とする鉄筋コンクリート製の梁部材および柱部材の施工方法。
【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製の梁部材および柱部材ならびにその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年我が国では、軽量コンクリートを構造躯体に利用しようとする気運が高まり、各社材料や構造面での研究開発が盛んに行われている。
軽量コンクリートを採用する理由としては、１）コンクリートの材料が軽い、２）断熱性が高く、熱膨張が小さいという２点に集約することができる。
コンクリートが軽く、したがって、建築構造物の重量を軽減できるという性質を利用するものとして高層ビルやコンクリート製カーテンウォールなどがある。
特に、我が国のように地震の多い国における構造設計では、地震時の水平せん断力を減少させるためや、杭基礎断面・本数を減少させるために上部建物の自重を減少させることはコスト面、構造面でのメリットが大きい。
そこで、鉄筋コンクリート製の梁部材や柱部材にも軽量コンクリートを用いることが考えられる。
【０００３】
一方、従来の鉄筋コンクリート製の梁部材および柱部材の製作は、現場打ち工法とプレキャスト工法の２種類がある。
現場打ち工法では、現場で主筋およびせん断補強筋を組立てた後、型枠をセットし型枠内部に軽量コンクリートを現場打設して梁や柱部材を構築する。
また、プレキャスト工法では、予めプレキャスト工場において内部に鉄筋を配し、工場において軽量コンクリートを打設して鉄筋コンクリートの梁や柱部材単体を製作する。その後、その部材を現場に搬入し下階から上階へと組立て建物を構築する。
いずれの工法においても、梁および柱部材のせん断補強は、せん断補強筋と呼ばれる鉄筋を用いて主筋を包含するよう配筋する。
【０００４】
現在のところ、せん断抵抗機構は、トラス機構とアーチ機構の組み合わせとして考えるのが一般的であり、各国のせん断設計もこの考えに基づくものが多い。
すなわち、鉄筋コンクリート部材のせん断耐力は、図３に示すトラス機構とアーチ機構の足し合わせによる。トラス機構は、図３（Ａ）に示すように、主筋の付着力、せん断補強筋、コンクリートで構成される機構で、現行の設計ではせん断補強筋の降伏力でせん断抵抗力の限界を与えている。アーチ機構は、図３（Ｂ）に示すように、コンクリートのみで構成され応力中心間距離の変化によって、せん断力に抵抗する成分である。
【０００５】
軽量コンクリートについても同様にせん断抵抗機構は、トラス機構とアーチ機構の組み合わせとして考えることができる。
この際、最も問題となるのがトラス機構である。すなわち、トラス機構を考える場合、現行の設計では、せん断補強筋の降伏力でせん断力に抵抗するとしているが、この条件を満足するには、力の釣り合いを構成する主筋の付着力、コンクリートの圧縮力がせん断補強筋を降伏させるまで健全であるという仮定の基で成立することである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、軽量コンクリートの場合には、その材料特性上骨材の強度が弱いために主筋の付着強度が普通コンクリートに比べほぼ６０％〜７０％程度に低下し、特に繰り返し加力ではこの低下度合いが顕著になる。
また、せん断ひび割れが発生した後ひび割れ面を介してせん断力の一部が伝達される（骨材のかみ合い作用）が、軽量コンクリートでは骨材が割れるためにひび割れ面が滑らかとなり普通コンクリートに比べひび割れ面を介してせん断力の伝達が期待できなくなってしまう。
したがって、図３（Ａ）に示すトラス機構の力の釣り合いから明らかなようにせん断補強筋が降伏力に達する以前に、主筋の付着割裂破壊や、コンクリートの破壊により最大せん断力が決まってしまう。すなわち、トラス機構におけるせん断抵抗力の限界として、現行の設計で仮定しているせん断補強筋の降伏力が期待できない。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、軽量コンクリートを使用した場合でもトラス機構における最大せん断抵抗力としてせん断補強筋の降伏力を期待でき、現行のせん断設計に基づいて軽量コンクリートを用いることができる鉄筋コンクリート製の梁部材および柱部材ならびにその施工方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、所定の断面で延在形成されたコンクリートブロックと、前記コンクリートブロックの断面の周囲に埋設されコンクリートブロックの延在方向に延在する複数の主筋と、前記主筋の延在方向に間隔をおいた複数箇所で前記複数の主筋を連結するように前記コンクリートブロックに埋設された複数のせん断補強筋とを備える鉄筋コンクリート製の梁部材および柱部材であって、前記コンクリートブロックは、前記コンクリートブロックの断面の主として外側を構成する外側部分と、前記コンクリートブロックの断面の主として内側を構成する内側部分からなり、前記外側部分は、前記主筋およびせん断補強筋が埋設され、かつ、内側に前記コンクリートブロックの延在方向に延在する空間が形成されるように打設された普通コンクリートから構成され、前記内側部分は、前記外側部分の内側の空間に打設された軽量コンクリートから構成されていることを特徴とする。
また、本発明は、所定の断面で水平方向に延在形成されたコンクリートブロックと、前記コンクリートブロックの断面の周囲に埋設され水平方向に延在する複数の主筋と、前記主筋の延在方向に間隔をおいた複数箇所で前記複数の主筋を連結するように前記コンクリートブロックに埋設された複数のせん断補強筋とを備える鉄筋コンクリート製の梁部材であって、前記コンクリートブロックは、前記コンクリートブロックの断面の主として外側を構成する外側部分と、前記コンクリートブロックの断面の主として内側を構成する内側部分からなり、前記外側部分は、前記主筋およびせん断補強筋が埋設され、かつ、内側に水平方向に延在する空間が形成されるように打設された普通コンクリートから構成され、前記内側部分は、前記外側部分の内側の空間に打設された軽量コンクリートから構成されていることを特徴とする。
また、本発明は、所定の断面で上下方向に延在形成されたコンクリートブロックと、前記コンクリートブロックの断面の周囲に埋設され上下方向に延在する複数の主筋と、前記主筋の延在方向に間隔をおいた複数箇所で前記複数の主筋を連結するように前記コンクリートブロックに埋設された複数のせん断補強筋とを備える鉄筋コンクリート製の柱部材であって、前記コンクリートブロックは、前記コンクリートブロックの断面の主として外側を構成する外側部分と、前記コンクリートブロックの断面の主として内側を構成する内側部分からなり、前記外側部分は、前記主筋およびせん断補強筋が埋設され、かつ、内側に上下に延在する空間が形成されるように打設された普通コンクリートから構成され、前記内側部分は、前記外側部分の内側の空間に打設された軽量コンクリートから構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、前記梁部材において、前記コンクリートブロックは断面が矩形に形成され、前記外側部分は断面が前記矩形の左右の辺と下辺の３辺をなすように凹字状に形成され、前記内側部分は断面が前記外側部分の内側と前記矩形の上辺をなすように形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記柱部材において、前記コンクリートブロックは断面が矩形に形成され、前記外側部分は断面が矩形枠状に形成され、前記内側部分は断面が矩形に形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、鉄筋コンクリート製の梁部材および柱部材を施工するに際して、施工すべき梁部材および柱部材の断面の周囲に沿って梁部材および柱部材の延在方向に複数の主筋を延在させ、前記主筋の延在方向に間隔をおいた複数箇所で前記複数の主筋を連結するように複数のせん断補強筋を配設し、施工すべき梁部材および柱部材の断面の周囲で主として前記主筋及びせん断補強筋が埋設されるように普通コンクリートを打設して施工すべき梁部材および柱部材の外側部分を形成し、次に、施工すべき梁部材および柱部材の断面の残りの部分に軽量コンクリートを打設して施工すべき梁部材および柱部材の内側部分を形成するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明では、主筋およびせん断補強筋を内蔵し普通強度のコンクリートで形成した外側部分と、その内部に軽量コクリートを打設して外側部分と一体化された内側部分から構成されている。
したがって、トラス機構におけるせん断抵抗力を従来の軽量コンクリートに比べ、普通コンクリートと同等レベルに増大させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の鉄筋コンクリート製の梁部材、柱部材の施工方法を、梁部材および柱部材と共に図面を参照して説明する。
図１（Ａ）は鉄筋コンクリート製梁部材の正面図、（Ｂ）は同断面図を示す。
鉄筋コンクリート製の梁部材１２は、コンクリートブロック１４と、主筋１６と、せん断補強筋１８を備えている。
前記コンクリートブロック１４は、断面が上下に縦長の矩形に形成され、所定の長さで水平方向に延在形成され、コンクリートブロック１４は外側部分２０と内側部分２２の二つの部分から構成されている。
【００１１】
前記主筋１６は、コンクリートブロック１４の四つの角部の近傍と、上辺部分、下辺部分にそれぞれ配設され、コンクリートブロック１４の延在方向に沿って延在している。
前記せん断補強筋１８は、前記主筋１６の延在方向に間隔をおいた複数箇所で前記複数の主筋１６が内側に入るようにコンクリートブロック１４の上下の辺と左右の辺に沿って延在し、これら主筋１６を連結するように配筋されている。
【００１２】
前記外側部分２０は普通コンクリートにより断面が前記矩形の左右の辺と下辺をなすように凹字状に形成され、左右の辺と下辺とにより上方に開放状の空間２００２が水平方向に延在して形成されている。
そして、前記コンクリートブロック１４の下側の角部の近傍と、下辺部分にそれぞれ配設された主筋１６が、外側部分２０の下辺の左右の角部の近傍と、下辺の中間部に埋設されている。
また、前記コンクリートブロック１４の左右の辺と下辺に沿って配設されたせん断補強筋１８が外側部分２０に埋設されている。
【００１３】
前記内側部分２２は、前記コンクリートブロック１４のうちの前記外側部分２０の残りの部分を構成し、軽量コンクリートにより形成されている。
即ち、内側部分２２は、前記空間２００２に充填された部分と、コンクリートブロック１４の上辺部分からなる。
そして、コンクリートブロック１４の上側の二つの角部の近傍と、上辺部分にそれぞれ配設された主筋１６とせん断補強筋１８が内側部分２２に埋設されている。
【００１４】
このような鉄筋コンクリート製の梁部材１２は次のように作られる。
まず、ＰＣ（プレキャストコンクリート）工場、または、建築現場において、外側部分２０の外面をなす型枠を設置し、この型枠の上に主筋１６とせん断補強筋１８を配筋する。
次に、外側部分２０の内面をなす型枠を設置し、外側部分２０の外面をなす型枠と、外側部分２０の内面をなす型枠との間に普通コンクリートを打設し、これにより外側部分２０を形成する。
次に、普通コンクリートが硬化したならば、コンクリートブロック１４の上辺と上辺の左右を区画するように外側部分２０の上方に型枠を設置し、この型枠と前記外側部分２０で形成される空間２００２に軽量コンクリートを打設し、これにより内側部分２２を形成する。
このようにして普通コンクリート製の外側部分２０と軽量コンクリート製の内側部分２２の二つの部分からなる鉄筋コンクリート製の梁部材１２が作られる。
なお、軽量コンクリート製の内側部分２２を先に形成し、後から普通コンクリート製の外側部分２０を形成することで鉄筋コンクリート製の梁部材１２を作ることも可能である。
【００１５】
次に、図２を参照して第２の実施の形態について説明する。
図２（Ａ）は鉄筋コンクリート製柱部材の正面図、（Ｂ）は同断面平面図を示す。
鉄筋コンクリート製の柱部材３２は、コンクリートブロック３４と、主筋３６と、せん断補強筋３８、３９を備えている。
前記コンクリートブロック３４は、断面が正方形に形成され、所定の長さで上下に延在形成され、コンクリートブロック３４は外側部分４０と内側部分４２の二つの部分から構成されている。
【００１６】
前記主筋３６は、コンクリートブロック３４の四つの角部の近傍と、各４辺の中央にそれぞれ配設され、コンクリートブロック３４の延在方向に沿って延在し、主筋３６の端部には主筋継ぎ足し用のスリーブ３７が取着されている。
前記せん断補強筋３８は、前記主筋３６の延在方向に間隔をおいた複数箇所で前記複数の主筋３６が内側に入るようにコンクリートブロック３４の４辺に沿って延在し、これら主筋３６を連結するように配筋されている。また、本実施の形態では、前記せん断補強筋３８とは別のせん断補強筋３９が、各辺の中央に配置された主筋３９を連結するように、矩形枠状に配筋されている。
【００１７】
前記外側部分４０は普通コンクリートにより断面が正方形の枠をなすように形成され、外側部分４０の内側に断面が正方形の空間４００２が形成されている。なお、本実施の形態では外側部分４０の内面に凹凸を設け、内側部分４２との一体性を高めている
そして、前記コンクリートブロック３４の角部の近傍と、各辺の中央部にそれぞれ配設された主筋３６が、外側部分４０に埋設されている。
また、前記せん断補強筋３８が外側部分４０に埋設され、更に、せん断補強筋３９が主筋３６に係合された部分が外側部分４０に埋設されている。
【００１８】
前記内側部分４２は、前記コンクリートブロック３４のうちの前記外側部分４０の残りの部分を構成し、軽量コンクリートにより形成されている。
即ち、内側部分４２は、前記空間４００２に充填された軽量コンクリートにより形成されている。
そして、せん断補強筋３９の大半が内側部分４２に埋設されている。
【００１９】
このような鉄筋コンクリート製の柱部材３２は次のように作られる。
まず、ＰＣ(プレキャストコンクリート)工場、または、建築現場において、外側部分４０の外面をなす型枠を設置し、この型枠の上に主筋３６とせん断補強筋３８、３９を配筋する。
次に、外側部分４０の内面をなす型枠を設置し、外側部分４０の外面をなす型枠と、外側部分４０の内面をなす型枠との間に普通コンクリートを打設し、これにより外側部分４０を形成する。
次に、普通コンクリートが硬化したならば、外側部分４０を型枠として外側部分４０の内側に軽量コンクリートを打設し、これにより内側部分４２を形成する。
このようにして普通コンクリート製の外側部分４０と軽量コンクリート製の内側部分４２の二つの部分からなる鉄筋コンクリート製の柱部材３２が作られる。
なお、軽量コンクリート製の内側部分４２を先に形成し、後から普通コンクリート製の外側部分４０を形成することで鉄筋コンクリート製の柱部材３２を作ることも可能である。
【００２０】
本実施の形態に係る梁部材１２及び柱部材３２は、主筋１６，３６およびせん断補強筋１８，３８，３９を内蔵し普通強度のコンクリートで形成した外側部分２０，４０と、その内部に軽量コクリートを打設して外側部分２０と一体化された内側部分２２，４２から構成されている。
したがって、トラス機構におけるせん断抵抗力は、主筋１６，３６およびせん断補強筋１８，３８，３９で構成される外側部分２０，４０に普通強度のコンクリートを用いることで、付着強度、ひび割れたコンリートの圧縮強度を従来の軽量コンクリートに比べ、普通コンクリートと同等レベルに増大させることができる。
すなわち、軽量コンクリートを使用した梁部材１２および柱部材３２の外側部分２０，４０を普通コンクリートで補強することにより、主筋１６，３６の付着割裂破壊やひび割れたコンクリートの圧縮破壊を防ぎ、トラス機構の最大せん断抵抗力を、現行の設計で仮定しているせん断補強筋の降伏力によって与えることが可能となる。
したがって、本発明は、特に、粗骨材および細骨材に人工軽量材を使用した軽量コンクリート２種で成形される鉄筋コンクリート製の梁部材や柱部材のせん断補強として好適である。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の鉄筋コンクリート製の梁部材および柱部材は、コンクリートブロックを外側部分と内側部分とで構成し、外側部分を、主筋およびせん断補強筋が埋設され、かつ、内側に前記コンクリートブロックの延在方向に延在する空間が形成されるように打設された普通コンクリートから構成し、内側部分を、外側部分の内側の空間に打設された軽量コンクリートから構成するようにした。
また、本発明の鉄筋コンクリート製の梁部材および柱部材の施工方法は、施工すべき梁部材および柱部材の断面の周囲で主として主筋及びせん断補強筋が埋設されるように普通コンクリートを打設して施工すべき梁部材および柱部材の外側部分を形成し、次に、施工すべき梁部材および柱部材の断面の残りの部分に軽量コンクリートを打設して施工すべき梁部材および柱部材の内側部分を形成するように構成した。
そのため、軽量コンクリートを使用した場合でもトラス機構における最大せん断抵抗力としてせん断補強筋の降伏力を期待できる。
そして、現行のせん断設計に基づいて軽量コンクリートを用いた鉄筋コンクリート梁部材および柱部材のせん断設計を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （Ａ）は梁部材の正面図、（Ｂ）は梁部材の断面図である。
【図２】（Ａ）は柱部材の正面図、（Ｂ）は柱部材の断面平面図である。
【図３】せん断抵抗機構の説明図で、（Ａ）はトラス機構、（Ｂ）はアーチ機構である。
【符号の説明】
１２  梁部材
１４、３４  コンクリートブロック
１６、３６  主筋
１８、３８、３９  せん断補強筋
２０、４０  外側部分
２２、４２  内側部分
３２  柱部材
【図１】
0003941899.tif 000002
【図２】
0003941899.tif 000003
【図３】
0003941899.tif 000004