(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１コンクリート層と第２コンクリート層が交わる接合部と、
第１コンクリート層と接合部の外面に配置される鋼材と、
鋼材と接合部とを一体化するために鋼材に取り付けられ、接合部内に配置される保持材とを備え、
接合部の端部付近に配置される保持材の引張力を他の保持材より大きくすることを特徴とする、コンクリート構造物。
【請求項２】
請求項１に記載のコンクリート構造物において、
接合部と一体化された鋼材に作用する曲げモーメントと軸力とを算定し、該曲げモーメントと軸力から保持材に作用するせん断力と引張力を算定し、該せん断力と該引張力に耐え得る保持材を配置することを特徴とする、コンクリート構造物。
【請求項３】
請求項１に記載のコンクリート構造物において、
鋼材と第１コンクリート層は、合成地下ＲＣ壁を構成し、第２コンクリート層は、基礎床版を構成することを特徴とする、コンクリート構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、合成地下ＲＣ壁ｄを有する二重床（最下地下床版ｆと基礎床版ｂ）のコンクリート構造物では、図５（Ａ）のような曲げモーメント分布となり、基礎梁ｅの部分で合成地下ＲＣ壁ｄ（一体化した地下ＲＣ壁ａと鋼材ｃ）の端部の曲げモーメントＭ０の処理が可能であった。しかし、図５（Ｂ）のような地下階の基礎床版ｂがそのまま地盤に接するマットスラブ構造や免震構造の擁壁、ドライエリアなどのコンクリート構造物の場合、合成地下ＲＣ壁ｄの端部の曲げモーメントが基礎床版ｂへ直接伝達されるため、地下ＲＣ壁ａと基礎床版ｂとの接合部の曲げモーメントＭ１の伝達機構を明らかにする必要がある。これらの接合部には、せん断力のみならず引張力も同時に作用するために、頭つきスタッドのみの適用では、引張力を基礎床版ｂの下端鉄筋に伝達させる機構が明確ではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
＜イ＞本発明は、適切に設計されたコンクリート構造物を提供することにある。
＜ロ＞また、本発明は、合成壁の隅部の強度が適切に設計されたコンクリート構造物を提供することにある。
＜ハ＞また、本発明は、コンクリート構造物の強度を適切に設計することにある。
＜ニ＞また、本発明は、コンクリート構造物の合成壁隅部の強度を適切に設計することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、第１コンクリート層と第２コンクリート層が交わる接合部と、第１コンクリート層と接合部の外面に配置される鋼材と、鋼材と接合部とを一体化するために鋼材に取り付けられ、接合部内に配置される保持材とを備え、接合部の端部付近に配置される保持材の引張力を他の保持材より大きくすることを特徴とする、コンクリート構造物にある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【０００６】
＜イ＞コンクリート構造物
コンクリート構造物は、第１コンクリート層１と第２コンクリート層２が交わる接合部１２を備え、第１コンクリート層１の外側に鋼材３を一体に配置した合成構造体１３を有するものである。このコンクリート構造物の例としては、例えば図１〜図２に示すように、山留め壁と一体化した合成地下ＲＣ壁と基礎床版からなる構造物があり、合成地下ＲＣ壁が鋼材３と第１コンクリート層１の合成構造体１３に対応し、基礎床版が第２コンクリート層２に対応し、合成地下ＲＣ壁と基礎床版が接合部１２で接合している。また、他のコンクリート構造物の例としては、鋼材と一体化された屋上のコンクリート屋根とコンクリート壁からなる構造物があり、屋上のコンクリート屋根が鋼材３と第１コンクリート層１の合成構造体１３に対応し、コンクリート壁が第２コンクリート層２に対応し、屋上のコンクリート屋根とコンクリート壁が接合部１２で接合している。なお、コンクリート層１、２は、圧縮強度が大きいものであればよく、例えば鉄筋コンクリート、鉄骨コンクリート、鉄筋鉄骨コンクリートなどを使用する。また、鋼材３は、引張強度の大きなものであればよく、例えばＨ形鋼を使用する。
【０００７】
＜ロ＞接合部
第１コンクリート層１と第２コンクリート層２が交わる接合部１２は、例えば図１〜図２の例では、第１コンクリート層１の地下ＲＣ壁と第２コンクリート層２の基礎床版との接合個所である。第１コンクリート層１は、鋼材３の山留め壁と保持材４、５で一体化され、合成地下ＲＣ壁の合成構造体１３を形成している。保持材４、５は、第１コンクリート層１と鋼材３を一体化するもので、せん断力や引張り力に抗するものであれば良い。保持材４、５は、例えば図３に示すように、頭付きスタッドなどの第１保持材４と、例えば異形棒鋼スタッドなど第１保持材４より引張強度の大きな第２保持材５を鋼材３に固定するなどして取り付けられる。なお、図１には、上方に１階床版６を示している。図２は、図１の接合部１２の拡大図であり、図３は、図２の第１コンクリート層１と第２コンクリート層２を形成していない状態であり、立体的に模式的に示したものである。接合部１２の下端の隅部に第２保持材５を配置する。第２保持材５の数は、引張力やせん断力に抗する本数とし、例えば図３では、各鋼材３に付着長の長い異形棒鋼スタッドを取り付ける。第１保持材４の数は、引張力やせん断力に抗する本数とし、図３では、各鋼材３に頭付きスタッドを取り付け、高さ方向に所定間隔で取り付ける。
【０００８】
図１のコンクリート構造物の場合、鋼材３と第１コンクリート層１の合成構造体１３に土圧や水圧などの力が作用する。その結果、鋼材３と第１コンクリート層１の合成構造体１３は図１のような第１曲げモーメント分布となる。合成構造体１３の接合部１２に作用する曲げモーメントは大きく、Ｍ１となる。接合部１２の端部の第１曲げモーメント分布のＭ１は、接合部１２で確実に第２コンクリート層２に直接伝達するように構成する。図１〜図３のように第２保持材５を接合部１２の端部に配置することにより、鋼材３と第１コンクリート層１の合成構造体１３に作用する曲げモーメントＭ１を第２コンクリート層２に直接伝達することができる。
【０００９】
以下に、図面を用いてコンクリート構造物の設計方法を説明する。
【００１０】
＜イ＞鋼材に作用する力の算定例
鋼材３に作用する応力の算定例は、図４に示されているように、先ず、土圧や水圧と鋼材３と第１コンクリート層１の合成構造体１３などから、接合部１２の鋼材３と第１コンクリート層１とに作用する曲げモーメントＭ１を求める（Ｓ１）。
【００１１】
次に、鋼材３と第１コンクリート層１の合成構造体１３の断面係数Ｚと曲げモーメントＭ１から鋼材３の分担応力σＨ０をσＨ０＝Ｍ１／Ｚにより算定する。また、中立軸ｘｎｗ、第１コンクリート層の厚さＤ１、鋼材の厚さＤＨより、幾何学的に、σＨｉをσＨｉ＝σＨ０（Ｄ１−ｘｎｗ）／（ＤＨ＋Ｄ１−ｘｎｗ）により算定する（Ｓ２）。
【００１２】
次に、接合部１２にある鋼材３の曲げモーメントＭｊを算定する。先ず、鋼材３の応力度の平均（（σＨｉ＋σＨ０）／２）と鋼材３の断面積Ｓにより、軸力ＮをＮ＝Ｓ×（σＨｉ＋σＨ０）／２により算定する。また、応力度の差分（σＨ０−σＨｉ）と鋼材の断面係数ＺＨより鋼材３の曲げモーメントＭＨをＭＨ＝（σＨ０−σＨｉ）×ＺＨにより算定する。鋼材３と第１コンクリート層１の境界の曲げモーメントＭｊは、Ｍｊ＝Ｎ×ＤＨ／２＋ＭＨにより算定する（Ｓ３）。
【００１３】
＜ロ＞接合部モデルの作成
接合部１２の鋼材３と第１コンクリート層１との境界における鋼材３にかかる曲げモーメントＭｊは、鋼材３から接合部１２に１００％伝達されるので、接合部１２の鋼材３にかかる曲げモーメントと等しい。そこで、鋼材３にかかる曲げモーメントＭｊを用いて、接合部１２の鋼材３の各部分にかかる曲げモーメントを求める。そのために、接合部内に頭付きスタッドの第１保持材４と異形棒鋼スタッドの第２保持材５を張力やせん断力を考慮して配置して、接合部モデルを作成する（Ｓ４）。接合部モデルは、スタッドなどの保持材４、５の断面積、本数、設置寸法を決めて、鋼材３に保持材４、５を配置して行う。その際、引張り力が大きくなると、第２コンクリート層２の下端筋への引張り力の伝達を考慮し、異形棒鋼スタッドを配置する。
【００１４】
＜ハ＞保持材の配置と設計
接合部１２の鋼材３に作用する軸力Ｎに対して、頭付きスタッドと異形棒鋼スタッドなどのスタッドのせん断力（ｑｉ）で抵抗させる。即ち、スタッドのせん断力の合計Ｑ＝Σｑｉ≧Ｎとなるようにスタッドの種類や個数を決める。また、接合部１２の鋼材３に作用する曲げモーメントＭｊに対して、頭付きスタッドと異形棒鋼スタッドなどのスタッドの引張り力（ｐｉ）により抵抗させる。この場合、中立軸Ｘｎｊは、鋼材３の軸に直角に作用する力の釣り合いにより求められ、鋼材３に作用する応力度の大きさは、曲げモーメントの大きさがＭｊとなる条件で決まる（Ｓ５）。
【００１５】
＜ニ＞接合部モデルの判定
各スタッドに対し、軸力Ｎと曲げモーメントＭｊにより求められたｑｉとｐｉを式２の評価式に代入し、左辺が１を下回れば、ステップＳ４で設定した許容応力度以内の設計である。また、左辺が１を上回った場合、ステップＳ４に戻り、スタッドの再配置を行う。これらの操作を繰り返して、最適な接合部モデルを作成する（Ｓ６）。
【００１６】
山留め壁と一体化した合成地下ＲＣ壁と基礎床版とからなるコンクリート構造物の場合、図２〜図３のように、合成地下ＲＣ壁の接合部１２の端部付近に異形棒鋼スタッドなどの第２保持材を取り付け、その上方に所定の間隔で頭付きスタッドなどの第１保持材１を取り付け、最適な接合モデルを作成することができる。
【００１７】
【式２】
0003785351.tif 000002
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞本発明は、適切に設計されたコンクリート構造物を得ることができる。
＜ロ＞また、本発明は、合成壁の隅部の強度が適切に設計されたコンクリート構造物を得ることができる。
＜ハ＞また、本発明は、コンクリート構造物の強度を適切に設計することができる。
＜ニ＞また、本発明は、コンクリート構造物の合成壁隅部の強度を適切に設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンクリート構造物の説明図
【図２】コンクリート構造物接合部付近の説明図
【図３】コンクリート構造物接合部付近の保持材の取付図
【図４】コンクリート構造物の設計方法の流れ図
【図５】従来技術を説明するコンクリート構造物の説明図
【符号の説明】
１・・・第１コンクリート層
１１・・基礎梁
１２・・接合部
１３・・合成構造体
２・・・第２コンクリート層
３・・・鋼材
４・・・第１保持材
５・・・第２保持材
６・・・１階床版
【図１】
0003785351.tif 000003
【図２】
0003785351.tif 000004
【図３】
0003785351.tif 000005
【図４】
0003785351.tif 000006
【図５】
0003785351.tif 000007