短 期 連 載第4機 械 式 定 着 工 法 による接 合 部 配 筋 詳 細 設 計回

機械式主筋定着詳細に関する技術的課題
益尾 潔 ◉一般社団法人建築構造技術支援機構 代表理事
⦿短所②

はじめに

図1は，小梁主筋定着部の典型的な破壊形式3）であり，折曲げ定着の場合，掻き出し定着破壊を起こ

本連載の第1回は特殊形柱梁接合部，第2回は最すおそれはあるが，折曲げ後の余長の定着効果を期

下階柱・基礎梁接合部，第3回は柱主筋外定着方式待できる。一方，機械式定着の場合，上記の定着効

柱梁接合部について，それぞれ SABTEC指針1）に基果を期待できず，早期に定着破壊を起こすおそれがづき，接合部内の主筋定着検定に重点をおき執筆しある。

た。同指針は，実験的知見に基づくことを基本としてすなわち，機械式定着による小梁主筋定着部は，ト作成されている。しかし，実建物の梁，柱主筋定着

形接合部内の梁主筋定着部と異なり，上部から拘束さ部には，種々の形態があり，同指針の規定だけではれないので，写❷のように，上方への上面押し出し破対処できない場合がある。

壊に伴い早期に定着破壊を起こす 3）。また，折曲げ定そのような場合，機械式定着工法の長所と短所を踏着の場合，小梁主筋定着部の抜け出しに伴い，定着まえ，それぞれの設計条件に対して創意工夫が必要と起点となる仕口面が側方に膨らみ，掻き出し定着破壊なる。機械式定着工法の長所は，太径鉄筋でも折りの兆候は見られるが，早期に定着破壊は起こらない。

曲げずに，定着金物の効果によって設計で保証すべ

上記の点が機械式定着の短所②である。

き主筋定着耐力を確保できることであり，短所として通常，機械式定着工法によると，下記1)～4)の主は，下記の2点が挙げられる1）。

筋定着部では，折曲げ後の余長の定着効果を期待で⦿短所①

きないので，折曲げ後の余長に代わる補強筋を配置し写❶は，梁主筋を折り曲げたU型定着と機械式定なければ，早期に定着破壊を起こすおそれがある。

着によるト形接合部のせん断ひび割れ状況である。こ1）L形接合部内の梁上端筋定着部の場合，接合部せん断ひび割れは，U型定着では柱2）柱断面外に配置される基礎梁上端筋定着部

梁接合部全体に分散されるが，機械式定着では，引3）小梁主筋定着部

張側梁主筋定着部から圧縮側梁端部と圧縮側柱端部4）梁・梁接合部内の梁主筋定着部にかけて集中する傾向がある。
すなわち，折曲げ定着では，梁主筋折曲げ後の余本稿では，実務設計でしばしば遭遇するが，必ずしも適切な解決策を見い出せない下記（1）～（3）の主長の定着効果により，接合部せん断ひび割れが分散筋定着部について解決策を模索する。

され，機械式定着では，引張側梁主筋定着部に支圧（1）梁・梁接合部の梁主筋定着部配筋詳細

力が集中し，接合部せん断ひび割れ幅が拡大するお（2）PCa柱梁接合部の梁主筋定着部配筋詳細

それがある。

（3）PCa小梁接合部の小梁主筋定着部配筋詳細

この点が機械式定着の短所①であり，接合部せん

また，本稿では，設計の取扱いが必ずしも明確で断ひび割れ幅の拡大を防止し，設計で保証すべき構ない鉄骨露出柱脚・基礎梁主筋定着部の注意点につ造性能を確保するためには，接合部横補強筋の配置いても言及する。

が重要である。
5 8

機械式定着工法による接合部配筋詳細設計 ●表1

梁・梁接合部の上下拘束筋の検討結果
Gy 梁主筋配筋

上下拘束筋

σbyTbyat（mm2）（N/mm2） （kN）

5―D35 4,785490

配筋

TwyσwyTwy
Σaw/Tby（mm2）（N/mm2）（kN）

2,345 2―D16―4 組 1,592295470 0.20

注）Gy 梁断面寸法：700×850mm，上下拘束筋：割フープ（重ね長さ30d）
dは上下拘束筋呼び名の値【定着側梁諸元】
B×D（mm）

Fc（a）U 型定着（b）機械式定着❶U型定着と機械式定着によるト形接合部のせん断ひび割れ状況1）

Fc36

Gx 梁上下主筋配筋

700×850 5+3―D35

鋼種

梁横補強筋配筋

SD490 4―D13@150

鋼種

pw
（％）

785N級

0.48の支点反力（鉛直力）が作用し，曲げモーメントは作用しない。
小梁大梁（a）上面押し出し定着破壊（機械式定着）図1

小梁

大梁（b）掻き出し定着破壊（機械式定着）小梁主筋定着部の典型的な破壊形式3）

上面押し出し定着破壊（上方に膨む）

さ
長
着 m
定 00m
3

さ
長
着 m
定 00m
3

規定② Cg ≧ 3db
規定③ 梁
 主筋定着部には，Twy/Tby ≧ 0.2の上下拘束筋を配置する。
lag ：梁主筋定着長さ❷小梁主筋定着部の破壊状況3）
X3
水平力（X方向）
GyYGx

C1

X2
Y1Cg  ：梁主筋中心から梁上下面までのかぶり厚さ
Tby：上端筋または下端筋の全降伏引張力の大きい方の値
⦿設計例

図3は梁・梁接合部の梁主筋定着部配筋例であり，

X1
Y2

B ：定着側の梁幅，db：主筋呼び名の値( 直径)
Twy：上面拘束筋足部の全降伏引張力

梁・梁接合部

X

定着破壊を起さないことを基本とし，下記の構造規定
規定① lag ≧ 14db かつ≧（3/4）B）
膨み方に
（側（

主筋定着部は，接合部フェイスでの設計応力に対してを満足させることにしている。

大梁上面のひび割れ発生範囲

み）に膨側方SABTEC指針15.3節では，梁・梁接合部内の梁梁・梁接合部の上下拘束筋の検討結果を表1に示す。

（a）伏図

梁・梁接合部

この場合，定着部側梁断面（700×850mm）内にX

地震時
曲げモーメント

方向梁（Gx）主筋5―D35（SD490）が定着され，SABTEC
指針 15.3 節で算定されるX 方向梁主筋の上面押Gy
地震時鉛直力（支点反力）
Y2

図2出し定着耐力 TAu（ 1,854kN）および掻き出し定着

Gx（b）X2通り軸組図

耐力 T Cu (2,215kN)は，それぞれ設計用引張力T D
Y1

梁・梁接合部に作用するX方向地震時応力（1,400kN）を上まわる。ここで，設計用引張力T D＝
φa･Σa t･f tLとした。φ（は長期荷重時の安全a ＝1.5）率，Σa t は梁主筋断面積，f tL は梁主筋の長期許容引梁・梁接合部の梁主筋定着部配筋詳細

張応力度を示す。
上記の設計用引張力TD は，X方向梁端部の存在応

⦿基本事項

力と比べて安全側に設定されているので，X方向梁梁・梁接合部は，図2のように，大梁（Gx）と大梁（Gx）主筋定着部は，規定②を満足するように，X方（Gy）の交差部を指す。この場合，X方向地震荷重に向梁端部1,000mmの間を折り曲げ，Y方向梁（Gy）横対して，梁・梁接合部中心（支点）には，上下方向補強筋と上下拘束筋で囲まれたコア内に配置される。

● 建築技術 2015.08

5 9この場合，X方向梁主筋定着長さlag（＝525mm＝15db＝0.75B）は規定①を満足し，上下拘束筋（2―般部よりも大きいので，組立筋（D16）を配置したうえで，一般部と同寸法の横補強筋を配置している。

D16―4組）は規定③を満足する。また，X方向梁端部

X方向梁（Gx）主筋定着部の上下拘束筋は，施工1,000mmの間では，X方向梁主筋のかぶり厚さが一性を考慮し，二つのU形筋を重ね継いだ割りフープ1）（重ね長さ：30d）とし，X方向梁端部が接続する区

700
130 180 100 〃 100 90

間でのY方向梁（Gy）横補強筋（外周筋6組）は，同B′

区間の両端と内部に配置している。

=525

175

Gy

上記のように，X方向梁（Gx）とY方向梁（Gy）の梁・上下拘束筋（割フープ）

梁接合部の配筋詳細は，鉄筋同士の干渉防止が難し組立筋（D16）いので注意が必要である。
A′A

700

85 165 100 100 165 85

Gx

PCa構造には種々の形式4）があり，PCa柱梁接合部内の梁主筋定着部配筋詳細を一律に定められない。こ割フープ上梁・梁接合部内横補強筋

PCa 柱梁接合部の梁主筋定着部配筋詳細

こでは，図4のように，上下柱がフル PCa材，梁がハーフPCa材で，かつ，XY方向ともに，トップコンクリート内に配置する梁上端筋を1段筋とする配筋詳細例を示す。

B

この場合，梁上端筋のうち，X方向梁Gx では屋外（a）水平断面
重ね長さ30側，Y方向梁Gy では中央の6―D32は，通常のト形接合部と同様，柱断面内の機械式直線定着とし，柱断面外に配置される残り（Gx ではスラブ側2―D32，Gy で割フープ下は両側ともに2―D32）は，ハーフPCa材に埋め込まれ【上下拘束筋】
700=525

175

1,000

たU形かんざし筋で拘束することで，機械式直線定着組立筋（D16）としている。
U形かんざし筋は，表2のように，前述の梁・梁接

15

700

柱断面外梁主筋定着部U形かんざし筋の検討結果

180
530
140

重ね長さ30（b）鉛直断面

梁・梁接合部の梁主筋定着部配筋例

110 125

2―D32 1,588

420
850

85 165 100 100 165 85

U 形かんざし筋

σbyTbyat（mm2）（N/mm2）（kN）

配筋

上下拘束筋（割フープ）

B‒B′
矢視6 0

ん断耐力の確保のために，両端フック付き補強筋（1―柱断面外梁主筋（片側）Gx

図3面からJASS5の直線定着長さL2とした。また，柱断面表285 110

Gyに定め，U形かんざし筋の足部長さはハーフPCa材上外の梁主筋（片側各 2 本）は，T 形断面梁の曲げせA‒A′
矢視700
梁・梁接合部内横補強筋

850

420

140
130 180 100 〃 100 90

合部の上下拘束筋と同様，Twy/Tby≧0.2を満足するよう

125 110530

重ね長さ3095180110 85

Gy490

778

TwyσwyTwyΣaw/Tby（mm2） （N/mm2） （kN）

配筋

2―D13―3 組

7622952250.29【柱断面諸元および接合部横補強筋】
柱主筋

Fc

B×D
（mm）

配筋

鋼種

接合部
横補強筋

Fc36

900×900

34―D35SD490

2―D13―5 組

B×D
（mm）

Gx
Gy

800×900

梁上下主筋
配筋

6+2―D32
6+4―D32

定着長さ（mm）
鋼種lag1

lag2

SD490

700

600

lag1：柱断面内梁主筋定着長さ
lag2：柱断面外梁主筋定着長さ

機械式定着工法による接合部配筋詳細設計 ●D13）で拘束することにしている。両端フック付き補強180°
フックとし，梁横補強筋と同間隔で配置している。

筋は，1 端を90 °フック，他 端を135 °フックまたは一方，X方向梁Gx の横補強筋幅は，横補強筋で横補強筋
4-D13@150

900

20020085 145110 〃 〃110 145 85

85

900

1=700

両端フック付き補強筋
1-D13@150GyX

コンクリートのひび割れ防止のほかに，同梁が接続する柱梁接合部の有効幅拡大のための処置である。

PCa小梁接合部における機械式小梁主筋定着詳細
PCa小梁接合部のコンクリートは，通常，図5のよう上部（スラブ）で打ち分けられる。

B′

PCa小梁接合部に機械式主筋定着を適用するため（a）水平断面
両端フック付き補強筋
1-D13@150

うに決定した。これは，X方向梁Gx の屋外側かぶりに，①大梁PCa部とTop Con，②小梁PCa部と小梁

150 125 85 150 110 〃110 15085 125 150800

側に配置した組立筋（D16）を含めた梁断面を囲むよA′

2次筋
（上）
横補強筋
4-D13@150
Y

囲まれた梁コア部の断面積が大きくなるように，屋外

U形かんざし筋
2-D13-3組
組立筋
（D16）
Gx

2=600

800

140 175 100〃〃 100140 120

AB85 150 100〃 〃100 180 85

1次筋（下）

800には，以下の点を確認する必要がある。

150 12585 150 110 〃110 150 85125 150

U形かんざし筋
2-D13-3組

2次筋（上）
1次筋（下）

横補強筋
4-D13@150

720
900

110110900

2=3908512560180

Gx1）大梁PCa部とTop Conの打継ぎ強度を確保する。
2）小梁上端筋定着部の引張力は，定着部周囲の大梁横補強筋の引張抵抗によって伝達する（図6）。
機械式小梁上端筋定着部は，上面押し出し破壊防スラブCon

Top Con

現場打ち

125
85

小梁Top Con
接合部横補強筋
2-D13-5組（b）鉛直断面（A ‒ A ′矢視）
800

打継ぎ部
大梁PCa部

図5

小梁PCa部

PCa ConPCa小梁接合部コンクリートの打ち分け
定着金物

85

Top Con

小梁上端筋

120 140100〃〃100 175 140

引張力

1次筋
（下）
2次筋
（上）

打継ぎ部
200

Gy

1=700

大梁PCa部（a）鉛直断面図

900
125 110720

9002=390

85

180
横補強筋
4-D13@150

小梁PCa部U形かんざし筋
2-D13-3組
1252=600

大梁横補強筋85 110

両端フック付き補強筋
1-D13@150

小梁Top Con200
掻き出し破壊に有効な範囲接合部横補強筋
2-D13-5組

小梁上端筋

引張力

85 150 100 〃 〃 100 180 85

900（c）鉛直断面（B ‒ B ′矢視）図4 PCa柱梁接合部における機械式梁主筋配筋詳細例● 建築技術 2015.08

図6（b）水平断面図

機械式小梁主筋配筋詳細例

6 1

止のために，大梁主筋下部に配置するとともに，かん直交梁ざし筋などの上面拘束筋で拘束する必要がある1）。上面拘束筋は梁・梁接合部の上下拘束筋と同様の設計

125600ば，かんざし筋の配置を省略してもよいと考えられる。

125350筋が上面拘束筋を兼ねることができることを確認できれアンカーボルト
8-M30=480（19.2 ,0.8条件を満足しなければならない。ただし，大梁横補強

125350

加力梁125）120

鉄骨露出柱脚・基礎梁主筋定着部の注意点

120

鉄骨露出柱脚の場合，一般に，アンカーボルトが=480（19.2 ,0.8600）（a）水平断面図

埋め込まれる柱型部の設計は文献5）の付録1―2.6 柱角形鋼管柱□-250×250×16

え方では，基礎梁主筋定着は柱型部への折曲げ定着を前提としている。

＝360（12 ）アンカーボルト
8-M30

一方，文献6）による露出柱脚の設計では，柱型600部への基礎梁主筋の定着設計法は示されていないの

500脚の設計の考え方に基づくことが基本であり，この考で，文献6）と同じく日本建築学会発刊の RC計算規準17条 定着 7）に準拠することになる。
鉄骨柱，柱型部，外端基礎梁からなる接合部は，安全側の措置として，L形接合部とみなされる。同接合部における基礎梁上端主筋定着部に対する鉄骨柱=480（19.2 ,0.8600120

図7接合部横補強筋）

（b）
鉛直断面図

機械式定着工法による鉄骨露出柱脚部・基礎梁主筋定着え方や配筋詳細図を参考にしていただきたい。

からの拘束度合いは，RC造L形接合部と比べて低い

一方，実務設計では，時間的制約より，標準的なと考えられる。しかし，現在，鉄骨露出柱脚部での柱梁接合部配筋詳細の主筋定着検定を効率的に行う

基礎梁主筋定着に関する実験は見当たらない。

必要がある。そのようなニーズより，当機構では，これらより，当機構では，鉄骨柱脚部・基礎梁主SABTEC指針 1）に準拠した主筋定着検定が可能な一筋定着研究会（委員長：三谷勲 神戸大学名誉教授）

貫構造計算プログラム（BUILD. 一貫Ⅳ＋および SS3）を組織し，図7に示す機械式定着工法による鉄骨露の組込プログラムを作成した。これらの組込プログラ

出柱脚部・基礎梁主筋定着の妥当性を実験的に確認

ム紹介については改めて執筆したい。

することにしている。同実験で得られた設計に反映すべき知見については，稿を改めて執筆したい。

あとがき

（ますお きよし）

【参考文献】
1）(一社)建築構造技術支援機構：SABTEC機械式定着工法 設計指針（2014年），2014年6月
2）(一社)建築構造技術支援機構：SABTEC機械式定着工法 デザインマニュアル（2014年），2014年6月

本稿では，連載の最終原稿として，実務設計でしばしば遭遇するが，必ずしも適切な解決策を見い出せない機械式主筋定着詳細に関する技術的課題と，その解決策について執筆した。機械式主筋定着に限らないが，すべての設計に適用可能な柱梁接合部配筋詳細を見出すことは難しい。それらの主筋定着検定は，それぞれの柱梁接合部配筋詳細を考慮して行う必要がある。そのような場合に，本稿で提示した考6 23）益尾潔，足立将人，田川浩之：機械式定着によるRC造小梁主筋の定着耐力および必要定着長さ，日本建築学会構造系論文集，第631号，pp.1625―1632，2008年9月
4）日本建築学会：現場打ち同等型プレキャスト鉄筋コンクリート構造設計
指針(案)・同解説，2002年
5）国土交通省住宅局監修：2007年版 建築物の構造関係技術基準解説書，付録1―2.6 柱脚の設計の考え方，pp.597―615, 2007年
6）日本建築学会：鋼構造接合部設計指針7章 柱脚，pp.291―356,
2012年
7）日本建築学会：鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説17条 定着，pp.229―256, 2010年

機械式定着工法による接合部配筋詳細設計 ●