(57)【要約】【課題】大地震時における主鉄筋の破断本数を低減させるとともに、終局以降の構造性能の低下を抑えることができる鉄筋コンクリート体を提供することを目的とする。【解決手段】コンクリート体２内に、コンクリート体２の軸線方向に延在する複数の主鉄筋３と、複数の主鉄筋３全体を取り囲むように配筋されたせん断補強鉄筋４と、軸線の垂直方向の断面視においてせん断補強鉄筋４の内側に配筋された中間せん断補強鉄筋５と、がそれぞれ埋設された鉄筋コンクリート体１において、中間せん断補強鉄筋５は、コンクリート体２内に定着する拡径部６が少なくとも一方の端部に形成された直線的な鉄筋材からなり、地震時に塑性ヒンジが形成される塑性ヒンジ区間Ｌ１のコンクリート体２０には、コンクリート体２０の靭性を向上させる補強繊維が混合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート体内に、該コンクリート体の軸線方向に延在する複数の主鉄筋と、該複数の主鉄筋全体を取り囲むように配筋されたせん断補強鉄筋と、前記軸線の垂直方向の断面視において前記せん断補強鉄筋の内側に配筋された中間せん断補強鉄筋と、がそれぞれ埋設された鉄筋コンクリート体において、
前記中間せん断補強鉄筋は、前記コンクリート体内に定着する拡径部が少なくとも一方の端部に形成された直線的な鉄筋材からなり、
地震時に塑性ヒンジが形成される塑性ヒンジ区間のコンクリート体には、該コンクリート体の靭性を向上させる補強繊維が混合されていることを特徴とする鉄筋コンクリート体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱や梁等の鉄筋コンクリート体に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート造の柱の配筋として、従来、柱の軸線方向に延在する複数の主鉄筋、及び複数の主鉄筋の全てを取り囲むように配筋された帯鉄筋の他に、柱横断面視において帯鉄筋の内側に配筋された中間帯鉄筋が備えられた構成が知られている。また、鉄筋コンクリート造の梁の配筋として、従来、梁の軸線方向に延在する複数の主鉄筋、及び複数の主鉄筋の全てを取り囲むように配筋されたあばら鉄筋の他に、梁縦断面視においてあばら鉄筋の内側に配筋された中間あばら鉄筋が備えられた構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、上記した梁主鉄筋の端部（定着部）に、９０度に折り曲げられたフックを設けると、そのフックが大きいことから柱梁接合部分が過密配筋になり易い。そこで、近年、フックに代えて拡径部を鉄筋端部に形成して定着部とする技術（機械式定着工法）が提案されている。例えば、梁主鉄筋の端部を高周波誘導加熱して断面視Ｔ字状に拡径加工する。この技術によれば、梁主鉄筋の定着部がフックのように大きくならないので、柱梁接合部分における鉄筋量を低減させることができ、柱梁接合部分における過密配筋の問題を解決することができる（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平４−１１１８４０号公報
【特許文献２】特許第３９０２７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の鉄筋コンクリート体では、上記した中間帯鉄筋や中間あばら鉄筋（以下、中間せん断補強鉄筋と記す。）として両端フック付きの鉄筋が用いられ、そのフックを帯鉄筋やあばら鉄筋或いは主鉄筋に引っ掛けるようにして配筋されているため、主鉄筋の拘束度合いが高い。このため、大地震によって鉄筋コンクリート体に軸線直交方向の大きな正負交番繰返し荷重が作用した場合には、軸線方向に延在する主鉄筋が破断し易いという問題がある。
【０００５】
一方、上記した従来の機械式定着工法を中間せん断補強鉄筋に適用すると、主鉄筋の拘束度合いが緩くなり、主鉄筋の破断本数を低減させることができるが、主鉄筋の拘束度合いが緩いため、主鉄筋が座屈し易く、コアコンクリート（帯鉄筋やあばら鉄筋の内側のコンクリート）の圧壊が早く進行する。このため、機械式定着部を有する中間せん断補強鉄筋を備える鉄筋コンクリート体は、終局以降の履歴吸収エネルギーの低下が早く進行するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、大地震時における主鉄筋の破断本数を低減させるとともに、終局以降の構造性能の低下を抑えることができる鉄筋コンクリート体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る鉄筋コンクリート体は、コンクリート体内に、該コンクリート体の軸線方向に延在する複数の主鉄筋と、該複数の主鉄筋全体を取り囲むように配筋されたせん断補強鉄筋と、前記軸線の垂直方向の断面視において前記せん断補強鉄筋の内側に配筋された中間せん断補強鉄筋と、がそれぞれ埋設された鉄筋コンクリート体において、前記中間せん断補強鉄筋は、前記コンクリート体内に定着する拡径部が少なくとも一方の端部に形成された直線的な鉄筋材からなり、地震時に塑性ヒンジが形成される塑性ヒンジ区間のコンクリート体には、該コンクリート体の靭性を向上させる補強繊維が混合されていることを特徴としている。
【０００８】
このような特徴により、主鉄筋が中間せん断補強鉄筋によって拘束されず、塑主鉄筋の拘束度合いは緩くなっている。このため、鉄筋コンクリート体に軸線直交方向の大きな正負交番繰返し荷重が作用した場合に、主鉄筋が破断され難くなる。
また、塑性ヒンジ区間のコンクリート体の靭性（曲げ靭性及び圧縮靭性）が補強繊維によって向上する。このため、鉄筋コンクリート体に軸線直交方向の大きな正負交番繰返し荷重が作用した場合に、塑性ヒンジ区間におけるコアコンクリートの圧壊の進行が遅延する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る鉄筋コンクリート体によれば、主鉄筋の拘束度合いが緩く、大きな正負交番繰返し荷重が作用した場合に主鉄筋が破断され難くなっているため、大地震時における主鉄筋の破断本数を低減させることができる。これにより、大地震後の鉄筋コンクリート体の復旧を容易化することができる。
また、塑性ヒンジ区間のコンクリート体の靭性が向上し、塑性ヒンジ区間のコアコンクリートの圧壊の進行が遅延するため、終局以降の履歴吸収エネルギーの低下の進行を遅らせて終局以降の構造性能の低下を抑えることができる。これにより、大地震に対する鉄筋コンクリート体の耐震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】
【００１０】
以下、本発明に係る鉄筋コンクリート体の実施の形態について、図面に基いて説明する。
図１は本発明に係る鉄筋コンクリート体の一例である鉄筋コンクリート造の柱１を表した側面図であり、図２は図１に示すＡ−Ａ間の断面図である。
【００１１】
図１に示すように、柱１は、コンクリート体２内に、コンクリート体２の軸線方向（鉛直方向）に延在する複数の主鉄筋３と、複数の主鉄筋３全体を取り囲むように配筋された帯鉄筋４（本発明におけるせん断補強鉄筋に相当する。）と、軸線垂直方向の断面視（平断面視）において帯鉄筋４の内側に配筋された中間帯鉄筋５（本発明における中間せん断補強鉄筋に相当する。）と、がそれぞれ埋設された構成からなる。帯鉄筋４及び中間帯鉄筋５は、それぞれコンクリート体２の軸線方向に所定間隔をおいて複数配筋されている。
【００１２】
中間帯鉄筋５は、コンクリート体２内に定着する拡径部６が両端部分にそれぞれ形成された直線的な鉄筋材からなる。具体的に説明すると、拡径部６は、鉄筋母材を加熱して拡径加工した部位であり、例えば、鉄筋母材の両端部をそれぞれ高周波誘導加熱して加圧することにより断面視Ｔ字状に拡径加工される。この中間帯鉄筋５は、平断面視における柱１の短辺方向に延設されている。具体的には、平断面視における柱１の長手方向の中間部分に、２本の中間帯鉄筋５が間隔をあけて平行に配筋されている。また、中間帯鉄筋５は、短辺方向の一方側の主鉄筋３の位置から他方側の主鉄筋３の位置まで延在しており、両端の拡径部６は帯鉄筋４の外側の位置にそれぞれ配置されている。
【００１３】
上下方向に延在するコンクリート体２のうち、地震時に塑性ヒンジが形成される塑性ヒンジ区間Ｌ１のコンクリート体（以下、塑性ヒンジコンクリート部２０と記す。）には、当該塑性ヒンジコンクリート部２０の靭性を向上させる補強繊維が混合されている。補強繊維としては、例えば、スチールファイバー等の金属繊維や、炭素繊維、ポリ塩化ビニル等からなる合成繊維を用いることができる。また、上記した「塑性ヒンジ区間Ｌ１」とは、地震時に断面が全塑性化する区間であり、塑性ヒンジ区間Ｌ１の長さは、少なくとも０．１Ａ（Ａは柱断面における長手方向の柱幅）以上に設定される。
なお、上下方向に延在するコンクリート体２のうち、塑性ヒンジ区間Ｌ１以外の区間Ｌ２のコンクリート体２１には、上記した補強繊維が混合されていない。つまり、塑性ヒンジコンクリート部２０のみに上記した補強繊維が混合されている。
【００１４】
次に、上記した構成からなる柱１の作用について説明する。
【００１５】
上記した構成からなる柱１では、両端部分に拡径部６がそれぞれ形成された直線的な鉄筋材からなる中間帯鉄筋５が配筋されているため、中間帯鉄筋５によって主鉄筋３が拘束されてなく、主鉄筋３の拘束度合いは緩くなっている。このため、柱１に水平方向の大きな正負交番繰返し荷重が作用した場合に、主鉄筋３が破断し難くなる。
【００１６】
また、塑性ヒンジ区間Ｌ１のコンクリート体２１には補強繊維が混合されているため、当該コンクリート体２１の曲げ靭性及び圧縮靭性が向上している。このため、柱１に水平方向の大きな正負交番繰返し荷重が作用した場合に、塑性ヒンジ区間Ｌ１におけるコアコンクリートの圧壊の進行が遅延する。
【００１７】
上記した構成からなる柱１によれば、主鉄筋３の拘束度合いが緩く、大きな正負交番繰返し荷重が作用した場合に主鉄筋３が破断され難くなっているため、大地震時における主鉄筋３の破断本数を低減させることができる。これにより、大地震後の柱１の復旧を容易化することができる。
【００１８】
また、塑性ヒンジ区間Ｌ１のコンクリート体２０の靭性が向上し、塑性ヒンジ区間Ｌ１のコアコンクリートの圧壊の進行が遅延するため、終局以降の履歴吸収エネルギーの低下の進行を遅らせて終局以降の構造性能の低下を抑えることができる。これにより、大地震に対する柱１の耐震性を向上させることができる。
【００１９】
以上、本発明に係る鉄筋コンクリート体の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記した実施の形態では、柱１について説明しているが、本発明に係る鉄筋コンクリート体は梁であってもよい。すなわち、梁コンクリート体内に、梁コンクリート体の軸線方向（スパン方向）に延在する複数の主鉄筋と、複数の主鉄筋全体を取り囲むように配筋されたあばら鉄筋（本発明におけるせん断補強鉄筋に相当する。）と、軸線垂直方向の断面視においてあばら鉄筋の内側に配筋された中間あばら鉄筋（本発明における中間せん断補強鉄筋に相当する。）と、がそれぞれ埋設された構成からなる梁であってもよい。また、本発明は壁やスラブ等の面状構造体に適用することも可能である。例えば、少なくとも一方の端部に拡径部が形成された鉄筋を壁鉄筋（主筋および配力筋）に直交する方向（壁厚さ方向）に配筋する。
【００２０】
また、上記した実施の形態では、柱１の水平断面視において中間帯鉄筋５が中央部分に２本平行に配筋された構成になっているが、本発明は、複数の中間せん断補強鉄筋が平行に配筋された構成に限定されず、軸方向に垂直な断面視において複数の中間せん断補強筋が互いに直交させて配筋されていてもよい。また、本発明は、中間せん断補強鉄筋が複数配筋されている場合に限定されず、中間せん断補強筋が１本だけ配筋されている構成であってもよい。
【００２１】
また、上記した実施の形態では、環状の帯鉄筋４が複数の主鉄筋３全体を取り囲むように配筋されているが、本発明は、スパイラル状のせん断補強筋が複数の主鉄筋全体を取り囲むように配筋された構成になっていてもよい。
【００２２】
また、上記した実施の形態では、中間帯鉄筋５の両端の拡径部６が、鉄筋母材を加熱して拡径加工することにより形成されているが、本発明における中間せん断補強鉄筋は、上記した方法により形成された拡径部６を有する鉄筋材に限定されない。例えば、中間せん断補強鉄筋の拡径部は、鉄筋母材の両端に定着板を溶接した構成であってもよく、或いは、定着板に形成された孔にねじ節鉄筋を挿入し、ねじ節鉄筋に螺着されたナットで定着板を両側から挟み込んで固定した構成であってもよく、定着板とナットとが一体に鋳造された定着金具をねじ節鉄筋に螺着させた構成であってもよく、その他の構成からなる拡径部であってもよい。
【００２３】
また、上記した実施の形態では、中間帯鉄筋５の両端部に拡径部６がそれぞれ形成されているが、本発明は、中間せん断補強鉄筋のうちの何れか一方のみに拡径部が形成されていてもよい。例えば、中間帯鉄筋の一方の端部に拡径部が形成され、他方の端部にフックが形成されていてもよい。
【００２４】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る鉄筋コンクリート体の実施の形態を説明するための柱の側面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ間の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  柱（鉄筋コンクリート体）
２  コンクリート体
３  主鉄筋
４  帯鉄筋（せん断補強鉄筋）
５  中間帯鉄筋（中間せん断補強鉄筋）
６  拡径部
Ｌ１  塑性ヒンジ区間
【図１】
2009144344.tif 000003
【図２】
2009144344.tif 000004