特許 6243238 幅広扁平梁を有するラーメン架構とこれを用いた建物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6243238

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】幅広扁平梁を有するラーメン架構とこれを用いた建物

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/20 20060101AFI20171127BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/20 E

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-15841(P2014-15841)

(22)【出願日】2014年1月30日

(65)【公開番号】特開2015-140635(P2015-140635A)

(43)【公開日】2015年8月3日

【審査請求日】2017年1月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000150615

【氏名又は名称】株式会社長谷工コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100097515

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 実

(72)【発明者】

【氏名】入江 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】中岡 章郎

(72)【発明者】

【氏名】榊田 聡太郎

(72)【発明者】

【氏名】平田 延明

(72)【発明者】

【氏名】室 重行

【審査官】 新井 夕起子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０６１９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０１５０８３２５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｂ １／５８

Ｅ０４Ｂ １／２０ − １／２１

Ｅ０４Ｂ ５／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄筋コンクリート造の柱と梁からなり、梁の梁幅が柱の柱幅より大きい幅広扁平梁を有するラーメン架構であって、
前記幅広扁平梁の降伏ヒンジが、隣接する柱の対向側面に設定されており、
前記幅広扁平梁の曲げ終局強度Ｍが、梁幅と柱幅との差Ｂａに基づき低減されて算出される、ことを特徴とする幅広扁平梁を有するラーメン架構。

【請求項2】

前記幅広扁平梁の曲げ終局強度Ｍは、梁幅と柱幅との差Ｂａと柱幅Ｂｃとの比Ｂａ／Ｂｃに基づく低減係数γにより算出される、ことを特徴とする請求項１に記載の幅広扁平梁を有するラーメン架構。

【請求項3】

梁の梁幅が柱の柱幅より小さい通常扁平梁の曲げ終局強度Ｍｕが、
Ｍｕ＝０．９・ａｔ・σｙ・ｄで求められ、ここでａｔは引張主筋断面積、σｙは主筋降伏強度、ｄは梁の梁せいであり、
前記低減係数γは、γ＝１．０−μ・Ｂａ／Ｂｃで求められ、ここでμは０．１以上、０．３以下の正定数であり、
前記幅広扁平梁の曲げ終局強度Ｍは、前記通常扁平梁の曲げ終局強度Ｍｕと前記低減係数γとの積で求められる、ことを特徴とする請求項２に記載の幅広扁平梁を有するラーメン架構。

【請求項4】

前記幅広扁平梁は、柱の片側のみに梁があるト字形であり、
前記柱内に位置する梁主筋の外側最端部に機械的に固定された機械式定着具と、
前記梁主筋の端部の定着性を高めるキャップ筋と、を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の幅広扁平梁を有するラーメン架構。

【請求項5】

前記幅広扁平梁は、柱の両側に梁がある十字形であり、
前記柱の前面又は後面に位置する前記幅広扁平梁のはみ出し部を上下に貫通する縦貫通孔と、
前記縦貫通孔を囲み前記柱内まで延びるＵ字形の貫通孔補強筋と、を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の幅広扁平梁を有するラーメン架構。

【請求項6】

建物の桁方向に少なくとも２構面以上の鉄筋コンクリートの柱と梁からなるラーメン架構を有する建物であって、
少なくとも１構面に請求項１乃至５のいずれか一項のラーメン架構を有する、ことを特徴とするラーメン架構を用いた建物。

【請求項7】

建物の妻側にバルコニーを設け、該バルコニーの前記幅広扁平梁のない位置に垂直避難口を設ける、ことを特徴とする請求項６に記載のラーメン架構を用いた建物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、幅広扁平梁を有するラーメン架構とこれを用いた建物に関する。

【背景技術】

【0002】

梁が柱に剛結合されている構造をラーメン架構（又はラーメン構造）という。ラーメン架構では、地震等で水平力が作用する場合、梁と柱の接合部分に最大曲げモーメントが作用し、この部分で破損する可能性がある。そこで、鉄筋コンクリート造（ＲＣ）のラーメン架構では、安全上、梁と柱の接合部分（梁の端面）の梁主筋が降伏した場合でも建物が崩壊しないように設計する必要がある。
以下、梁と柱の接合部分における梁の降伏面を「降伏ヒンジ」と呼び、降伏ヒンジにおいて安全上期待される最大曲げモーメントを「梁の曲げ終局強度」と呼ぶ。

【0003】

梁と柱とからなるラーメン架構を有するマンション等の集合住宅において、各階の梁の高さを維持したまま開口部の高さを大きくするために、扁平梁を用いることが提案されている（例えば、特許文献１、２）。

【0004】

特許文献１の「バルコニー」は、梁幅が柱の柱幅より大きく、かつ梁せいが梁幅の１／２以下の扁平梁を用い、扁平梁の上面をバルコニーの床面とするものである。
特許文献２の「住戸ユニット」は、住戸の梁部のうち、戸外に面して立設された柱部間に架設される梁部の少なくとも１つを扁平梁とするものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４７５４５０６号公報

【特許文献2】特開２０１２−７４０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の扁平梁は、梁の梁幅が柱の柱幅より大きい扁平梁である。以下、かかる扁平梁を「幅広扁平梁」と呼ぶ。幅広扁平梁を用いるラーメン架構は、所定の階高において通常のラーメン架構よりも梁下寸法を大きく取ることができ、開口部を広くできる利点がある。

【0007】

一方、ラーメン架構では、梁と柱の接合部に、地震時等に大きな曲げモーメントが発生する。そのため、幅広扁平梁であっても、梁と柱の接合部は十分な強度を有する必要がある。しかし、幅広扁平梁は、梁せいが通常の梁より小さいため、柱と幅広扁平梁の接合部の強度を確保することが難しい問題点がある。

【0008】

特許文献１では、柱と幅広扁平梁との接合部に柱と一体の跳ね出し部を設けている。この跳ね出し部は、幅広扁平梁の軸方向および軸方向と直角な方向に突出し、かつ柱から跳ね出し部にかけてその耐力が幅広扁平梁端部の耐力に比べて十分大きくなるように補強されている。
この構成により、幅広扁平梁の接合端部をその梁幅に亘ってほぼ均等に支持するとともに、補強された幅広扁平梁の軸方向の跳ね出し部により幅広扁平梁の支持スパンを実質的に短くすることができる。このように、支持スパンを実質的に短くすることを「ヒンジリロケーション」と呼ぶ。ヒンジリロケーションにより、梁下寸法を大きく取ることができ、かつ梁への応力負担を軽減できる利点がある。

【0009】

しかし、特許文献１の手段は、柱から跳ね出し部にかけてその耐力が幅広扁平梁端部の耐力に比べ十分大きくなるように補強するものであるから、跳ね出し部に大量の補強鉄筋が必要となり、場合によっては、跳ね出し部の配筋施工が困難になるという問題点があった。

【0010】

一方、ヒンジリロケーションを適用しない場合、支持スパンは隣接する柱の間隔であり、地震時等に梁と柱の接合部に発生する曲げモーメントは大きい。そのため梁と柱の接合部を補強して許容できる曲げモーメントを高くする必要がある。
しかし、幅広扁平梁の曲げ強度の計算は非常に複雑であり、かつ、曲げ強度の計算方法として確立された方法がなかった。

【0011】

また、幅広扁平梁を建物（例えばマンションのバルコニー等）に用いる場合、排水管等を通す縦貫通孔を幅広扁平梁に設けることが望まれる場合がある。
しかし、特許文献１のように、跳ね出し部を扁平梁の軸方向および軸方向と直角な方向に突出させた場合、跳ね出し部に縦貫通孔を設けることは、跳ね出し部の配筋施工により非常に困難であり、実質的に不可能であった。

【0012】

本発明は、これらの問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、幅広扁平梁の曲げ強度の計算が容易であり、梁と柱の接合部を補強して梁の曲げ終局強度を容易に高めることができる幅広扁平梁を有するラーメン架構とこれを用いた建物を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明によれば、鉄筋コンクリート造の柱と梁からなり、梁の梁幅が柱の柱幅より大きい幅広扁平梁を有するラーメン架構であって、
前記幅広扁平梁の降伏ヒンジが、隣接する柱の対向側面に設定されており、
前記幅広扁平梁の曲げ終局強度Ｍが、梁幅と柱幅との差Ｂａに基づき低減されて算出される、ことを特徴とする幅広扁平梁を有するラーメン架構が提供される。

【0014】

前記幅広扁平梁の曲げ終局強度Ｍは、梁幅と柱幅との差Ｂａと柱幅Ｂｃとの比Ｂａ／Ｂｃに基づく低減係数γにより算出される。

【0015】

梁の梁幅が柱の柱幅より小さい通常扁平梁の曲げ終局強度Ｍｕが、
Ｍｕ＝０．９・ａｔ・σｙ・ｄで求められ、ここでａｔは引張主筋断面積、σｙは主筋降伏強度、ｄは梁の梁せいであり、
前記低減係数γは、γ＝１．０−μ・Ｂａ／Ｂｃで求められ、ここでμは０．１以上、０．３以下の正定数であり、
前記幅広扁平梁の曲げ終局強度Ｍは、前記通常扁平梁の曲げ終局強度Ｍｕと前記低減係数γとの積で求められる。

【0016】

前記幅広扁平梁は、柱の片側のみに梁があるト字形であり、
前記柱内に位置する梁主筋の外側最端部に機械的に固定された機械式定着具と、
前記梁主筋の端部の定着性を高めるキャップ筋と、を有する。

【0017】

前記幅広扁平梁は、柱の両側に梁がある十字形であり、
前記柱の前面又は後面に位置する前記幅広扁平梁のはみ出し部を上下に貫通する縦貫通孔と、
前記縦貫通孔を囲み前記柱内まで延びるＵ字形の貫通孔補強筋と、を有する。

【0018】

また本発明によれば、建物の桁方向に少なくとも２構面以上の鉄筋コンクリートの柱と梁からなるラーメン架構を有する建物であって、
少なくとも１構面に上述したラーメン架構を有する、ことを特徴とするラーメン架構を用いた建物が提供される。

【0019】

建物の妻側にバルコニーを設け、該バルコニーの前記幅広扁平梁のない位置に垂直避難口を設ける、ことが好ましい。

【発明の効果】

【0020】

上記本発明によれば、幅広扁平梁の降伏ヒンジが、隣接する柱の対向側面に設定されているので、大量の補強鉄筋が必要な跳ね出し部を設ける必要がなく、配筋施工が容易になる。
また、幅広扁平梁の曲げ終局強度Ｍが、梁幅と柱幅との差Ｂａに基づき低減されて算出されるので、隣接する柱の対向側面に降伏ヒンジを設定したにも関わらず、幅広扁平梁と柱の接合部の強度計算が容易にできる。

【0021】

従って、幅広扁平梁と柱の接合部の強度計算が容易であり、幅広扁平梁と柱の接合部を補強して幅広扁平梁の曲げ終局強度Ｍを容易に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】通常の梁の断面図の模式図である。

【図2】本発明が対象とする幅広扁平梁の説明図である。

【図3】通常扁平梁と幅広扁平梁の模式的斜視図である。

【図4】試験結果を示す図である。

【図5】本発明による幅広扁平梁の第１実施形態図である。

【図6】本発明による幅広扁平梁の第２実施形態図である。

【図7】本発明のラーメン架構を用いた建物の断面側面図である。

【図8】本発明による建物の平面図である。

【図9】図２の幅広扁平梁の側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

【0024】

図１は、通常の梁２の断面図の模式図である。この図は、鉄筋コンクリート造（ＲＣ）の柱１と梁２からなるラーメン架構における柱１と梁２の接合部分（隣接する柱１の対向側面）の断面を示している。
この図において、３は梁主筋、４はコンクリートである。梁２に曲げモーメントが作用する場合、梁主筋３は、図に示すように、引張応力が作用する位置（上端付近と下端付近）に配筋される。

【0025】

図１に示した通常の梁２に対して、日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説２０１０」（１６５ページ）は、鉄筋コンクリート部材の「降伏曲げモーメントＭｙ」の算定式を、式（１）で規定している。
Ｍｙ＝０．９・ａｔ・σｙ・ｄ・・・（１）
また同様に、「２００７年版建築物の構造関係技術基準解説書」（６２３ページ）は、「はりの曲げ終局強度Ｍｕ」の算定式を、式（２）で規定している。
Ｍｕ＝０．９・ａｔ・σｙ・ｄ・・・（２）
ここで、ａｔは引張主筋断面積、σｙは主筋降伏強度、ｄは梁２の梁せいである。なお、引張主筋断面積ａｔは、引張応力が作用する位置に配筋された梁主筋３の総断面積である。
式（１）（２）は、実質的に同一の式である。また、この式は、梁２の梁幅Ｂｂが柱１の柱幅Ｂｃより小さい通常の扁平梁（以下、「通常扁平梁」と呼ぶ）にも適用することができる。

【0026】

図２は、本発明が対象とする幅広扁平梁１０の説明図である。
本発明において、「幅広扁平梁」とは、図に示すように、梁２の梁幅Ｂｂが柱１の柱幅Ｂｃより大きい扁平梁を意味する。
この図において、Ｂａは梁幅Ｂｂと柱幅Ｂｃとの差、ｄは梁２の梁せいである。以下、梁幅Ｂｂと柱幅Ｂｃとの差Ｂａ＝Ｂｂ−Ｂｃを「はみ出し幅」と呼ぶ。なお、柱の両側に張出部がある場合は、大きい方の出幅をはみ出し幅とする。

【0027】

上述した式（２）によって求められる梁２の曲げ終局強度Ｍｕは、梁幅Ｂｂが柱幅Ｂｃよりも小さい通常扁平梁を有するラーメン架構に適用されるものである。そのため、梁２の梁幅Ｂｂを柱１の柱幅Ｂｃよりも大きい幅広扁平梁１０の場合には、梁主筋の一部が柱外に張り出すため、柱内の梁主筋よりも応力分担が低下するため、梁２（幅広扁平梁１０）の曲げ終局強度Ｍを式（２）よりも低く見積もる必要がある。

【0028】

図９は、図２の幅広扁平梁１０の側面断面図である。この図において、Ａ部は上述した式（２）で評価できる部分、Ｂ部は式（２）よりも小さく見積もる必要がある部分を示している。
本発明が対象とするラーメン架構は、鉄筋コンクリート造の柱１と梁２からなり、梁２の梁幅Ｂｂが柱１の柱幅Ｂｃより大きい幅広扁平梁１０を有する。
また、幅広扁平梁１０の降伏ヒンジが、隣接する柱１の対向側面に設定されている。
さらに、幅広扁平梁１０の曲げ終局強度Ｍが、梁幅Ｂｂと柱幅Ｂｃとの差Ｂａに基づき低減されて算出される。

【0029】

すなわち、図９のとおり、柱１内に梁主筋３が納まるＡ部の梁２の曲げ終局強度は、従来の通りの式（２）で求めることができる。しかし、柱１から張出したＢ部の梁２の曲げ終局強度は、従来の式（２）で求める値よりも低く見積もる必要があり、そのための軽減が必要となる。
何故、柱１から張出したＢ部に梁主筋３がある梁２の曲げ終局強度は、従来の式（２）で求める値よりも低く見積もる必要があるかという根拠は、後述する実施例において、Ｒ＝１／５０程度の変形において、柱内部を通る梁主筋３は全て降伏し、柱１から張出る梁主筋３も一部は降伏することが確認されたことに基づく。
以下、詳細に説明する。

【0030】

梁２の曲げ終局強度の算出は建物の設計上、重要である。すなわち、梁２の曲げ終局強度よりも小さい力であれば、梁主筋３は降伏しないため、梁２の曲げ終局強度が高ければ高いほど、柱１と梁２の剛性が高く、建物は頑丈だといえる。
そこで、梁２の曲げ終局強度とは、梁主筋３が降伏する強度であるため、幅広扁平梁１０において、まずどれくらいの力で梁主筋が降伏するかを実験で確かめる必要がある。
梁２にＲ＝１／５０程度の変形が生じるだけの力を加えると梁主筋３が降伏し、この力が梁２の曲げ終局強度である。梁２の曲げ終局強度は、式（２）で求められる力であり、梁２にＲ＝１／５０程度の変形が生じる。また後述する実験の結果、柱内部を通る梁主筋３は全て降伏し、柱１から張出る梁主筋３も一部は降伏することが確認された。
なお、式（２）で求められる力よりも小さい場合は、梁２にＲ＝１／５０の変形は生じず、梁主筋３も降伏しないといえる。

【0031】

問題は、何故、柱１から張出る梁主筋３の一部、具体的には、柱１から張出した梁２の先端部分の梁主筋３は降伏しなかったかであるが、この理由は、柱１から張出した部分（Ｂ部）は、もともと柱１との接合力が弱いためといえる。
すなわち、柱１から張出した部分（Ｂ部）は、柱１との結合力が弱く、梁２に曲げの力を加えても柱１から張出した部分の梁はねじれて曲がる角度が小さく、その部分の梁主筋３は降伏点に達しなかったからである。
図９から分かるとおり、柱１から張出した梁部分は、柱１との接合力が弱いと想像できる。それを実験的に確認したといえる。
そして、梁２の曲げ終局強度が高ければ高いほど、柱１と梁２の剛性が高く、建物は頑丈であり、そのためにはどんどん梁主筋３の量を増やしていけばいいわけだが、上述のとおり柱１から張出した部分の梁２については、柱１と梁２の接合力が弱く、ラーメン構造としては、梁主筋３が多い割に柱１と梁２の剛性が低いため、その分、梁２の曲げ終局強度は、その主筋の量に対して低く見積もる必要が生じる。

【0032】

具体的には、図９では、上下に梁主筋３がそれぞれ７本で計１４本の梁主筋３がある。そのうち、柱１の中に納まる梁主筋３が８本あり、さらに張出した梁２に梁主筋３を６本増やしたので、その梁主筋３の断面積合計をａｔとした場合、式（２）で梁２の曲げ終局強度が求められるかというと、柱１から張出した部分は、上述のとおり強度を低く見積もる必要があるため、何らかの強度軽減が必要となる。

【0033】

そのため、後述の例では、曲げ終局強度Ｍを後述する式（３）、すなわち、γ・０．９・ａｔ・σｙ・ｄとしているが、０．９・（γ・ａｔ）・σｙ・ｄ、あるいは０．９・（γ・ａｔ・σｙ）・ｄ、と考えることもできる。
すなわち、後述する式（４）では、γ＝１．０−μ・Ｂａ／Ｂｃとしているが、例えば、γ＝１．０−β・Ｂａとして、新たにβという係数でγを設定し算出してもよい。あるいは、０．９・ａｔ・σｙ・ｄ−δとし、δ＝λ・０．９・ａｔ・σｙ・ｄ、λ＝１．０−ε・Ｂａでもよい。
いずれにしても、実験の結果から、上述のとおり梁２が柱１から張出したＢａ分だけ曲げ終局強度を低く見積もる必要があり、梁幅と柱幅との差Ｂａに基づいて低減する必要がある。

【0034】

図３は、式（２）が適用できる通常の扁平梁（通常扁平梁９）と、本発明が対象とする幅広扁平梁１０の模式的斜視図である。この図において、（Ａ）は通常扁平梁９であり、柱１の両側に梁２がある十字形であって、柱芯と梁芯が一致している。
これに対し、（Ｂ）〜（Ｅ）は本発明が対象とする幅広扁平梁１０である。このうち（Ｂ）は（Ａ）と同様に十字形であって、柱芯と梁芯が一致している幅広扁平梁１０である（以下、「十字振分け」と呼ぶ）。また、（Ｃ）は、（Ａ）と同様に十字形であるが、柱芯と梁芯がずれている幅広扁平梁１０である（以下、「十字片寄せ」と呼ぶ）。
さらに、（Ｄ）は、柱１の片側のみに梁２があるト字形で、柱芯と梁芯が一致している幅広扁平梁１０である（以下「ト字振分け」と呼ぶ）。（Ｅ）は、ト字形で、柱芯と梁芯がずれている幅広扁平梁１０である（以下「ト字片寄せ」と呼ぶ）。

【0035】

以下、本発明の実施例を説明する。

【実施例1】

【0036】

本発明の発明者らは、図３に示した各扁平梁（Ａ）〜（Ｅ）に相当する試験体を製作し、実際の梁２の曲げ終局強度を計測した。

【0037】

試験体に地震で想定される荷重を加え、梁主筋３が降伏する（梁主筋３が引張りに対する抵抗力を失い、塑性変形領域に入る）までの強度が「梁の曲げ終局強度」である。
Ｒ＝１／５０ｒａｄ程度の変形において、柱内部を通る梁主筋は全て降伏し、柱から張出る梁主筋も一部は降伏することが確認された。

【0038】

以下、この試験で得られた幅広扁平梁１０の曲げ終局強度Ｍｔを、「実験値Ｍｔ」と呼び、後述する計算による幅広扁平梁１０の曲げ終局強度Ｍを、「計算値Ｍ」と呼ぶ。

【0039】

（試験結果）
図４は、本試験の試験結果を示す図である。この図において、横軸は梁幅Ｂｂと柱幅Ｂｃとの差Ｂａ（はみ出し幅Ｂａ）と柱幅Ｂｃとの比Ｂａ／Ｂｃである。また、縦軸は本試験で得られた実験値Ｍｔと計算値Ｍとの比Ｍｔ／Ｍである。
また、図中の各記号は図３に対応し、Ａは通常扁平梁、Ｂは十字振分け、Ｃは十字片寄せ、Ｄはト字振分け、Ｅはト字片寄せである。さらに添字「１」は学会論文等で示されている試験結果であり、「２」は本試験による試験結果である。

【0040】

図４において、計算による幅広扁平梁１０の曲げ終局強度Ｍ（計算値Ｍ）は、以下の式（３）（４）で計算している。
Ｍ＝γ・０．９・ａｔ・σｙ・ｄ＝γ・Ｍｕ・・・（３）
γ＝１．０−μ・Ｂａ／Ｂｃ・・・（４）
ここでγは低減係数、μは定数である。定数μは、この例では０．２とした。

【0041】

図４から、定数μを０．２とすると、実験値Ｍｔと計算値Ｍとの比Ｍｔ／Ｍは、Ｂａ／Ｂｃが０から１．１までの範囲で、１から１．５の範囲にすべて収まっており、実験値Ｍｔが計算値Ｍよりすべて１〜１．５倍であることがわかる。
また、式（３）（４）から、定数μを０．２より大きくすると、低減係数γが小さくなり、計算値Ｍは実験値Ｍｔよりもさらに小さくなる。従って、μを０．２以上として０．２よりも大きくすると、実際の強度（実験値Ｍｔ）は計算値Ｍよりもさらに大きくなることから、上述の計算値Ｍを用いた設計はより安全側の設計となることがわかる。

【0042】

また、図４において、実線で示す直線は、Ｂａ／Ｂｃ＝１．０、Ｍｔ／Ｍ＝１．１の点を通っている。この直線は式（２）における梁の曲げ終局強度Ｍｕに相当する仮定することができ、この場合、Ｍｕ／Ｍ＝１．１・・・（５）となる。
式（５）（３）から、低減係数γ＝Ｍ／Ｍｕ＝１／１．１＝０．９０９であり、式（４）から定数μは約０．１０となる。すなわち、定数μが０．１０の場合にも、上述の計算値Ｍを用いた設計は式（２）による梁の曲げ終局強度Ｍｕより安全側の設計となることがわかる。
従って、定数μは、０．１以上、０．３以下であることが好ましく、特に０．２以上であるのが好ましい。

【0043】

本発明は上述した試験結果に基づく、新たな知見に基づくものである。
すなわち、本発明のラーメン架構は、鉄筋コンクリート造の柱１と梁２からなり、梁２の梁幅Ｂｂが柱１の柱幅Ｂｃより大きい幅広扁平梁１０を有している。また、本発明では、梁２の降伏ヒンジが、隣接する柱１の対向側面に設定されている。また、幅広扁平梁１０の曲げ終局強度Ｍが、はみ出し幅Ｂａと柱幅Ｂｃとの比Ｂａ／Ｂｃに基づく低減係数γにより算出される。

【0044】

また上述したように、本発明では、梁２の梁幅Ｂｂが柱１の柱幅Ｂｃより小さい通常扁平梁９の曲げ終局強度Ｍｕが、Ｍｕ＝０．９・ａｔ・σｙ・ｄの式（２）で求められる。
また、低減係数γは、γ＝１．０−μ・Ｂａ／Ｂｃの式（４）で求められる。ここでμは０．１以上、０．３以下の正定数である。
さらに、幅広扁平梁１０の曲げ終局強度Ｍは、通常扁平梁９の曲げ終局強度Ｍｕと低減係数γとの積で求められる。

【0045】

上述したように、本発明では、梁２の降伏ヒンジを柱１の側面（隣接する柱１の対向側面）に設定することで、大量の補強鉄筋を必要とする柱１からの跳ね出し部をなくし、梁２（幅広扁平梁１０）の配筋施工を簡易化した。また、この結果、補強鉄筋の減少による梁２の曲げ終局強度の低下を、１．０以下の正数である低減係数γを導入し、通常扁平梁９の曲げ終局強度Ｍｕに低減係数γをかけることにより計算することで、建物２０の耐震性能を確保するものとした。

【0046】

すなわち通常扁平梁９の曲げ終局強度Ｍｕに対し、どの程度低く見積もるかは、従来は複雑な計算が必要になる。これに対し、本発明の発明者らは低減係数γを導入し、通常扁平梁９の曲げ終局強度Ｍｕと低減係数γの積として容易かつ単純に見積もることができることを見出した。
これにより、幅広扁平梁１０であっても、梁２（幅広扁平梁１０）の降伏ヒンジを柱１の側面に設定した場合の耐震性能を、より簡易にかつ正確に計算することができ、通常扁平梁９の配筋施工を簡易化できるものとなった。

【0047】

図５は、本発明による幅広扁平梁１０の第１実施形態図である。
この図において、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。この例は、幅広扁平梁１０が、柱１の片側のみに梁２があるト字形（図３参照）である場合を示している。

【0048】

図５（Ａ）に示すように、本発明の幅広扁平梁１０は、複数の機械式定着具１２と複数のキャップ筋１３を有する。
複数の機械式定着具１２は、柱１内に位置する各梁主筋３の外側最端部（図で左端）に機械的に固定され、梁主筋３の引張抵抗を高める機能を有する。
複数のキャップ筋１３は、幅広扁平梁１０内の端部（図で左端部）に埋設されたコの字形の配筋であり、梁主筋端部の定着性を高める機能を有する。

【0049】

さらにこの例では、図５（Ｂ）に示すように、柱１の前面（図で左側、又は後面）に位置する幅広扁平梁１０のはみ出し部１１に埋設されたコ形補強筋１４と、梁主筋３の位置を拘束する複数の拘束筋１５と、を有する。

【0050】

上述した構成により、幅広扁平梁１０が、柱１の片側のみに梁２があるト字形であっても、柱１の両側に梁２がある十字形（図３参照）と同等の曲げ終局強度を維持できることが、上述した試験により確認された。

【0051】

すなわち、幅広扁平梁１０の降伏ヒンジを柱１の側面に設定したことで、柱１の近傍の補強鉄筋を軽減できるが、柱１からはみ出したはみ出し部１１の梁主筋３の定着力は低下する。その傾向は、幅広扁平梁１０の最端部で顕著である。そのため、本発明では、幅広扁平梁１０における梁主筋３の外側最端部を機械式定着具１２による機械式定着とするとともに、コの字形のキャップ筋１３を幅広扁平梁１０の最端部の横側から挿入している。これにより、幅広扁平梁１０の端部の拘束力を高め、梁主筋端部の定着力を高めることができる。

【0052】

図６は、本発明による幅広扁平梁１０の第２実施形態図である。
この図において、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。この例は、幅広扁平梁１０が、柱１の両側に梁２がある十字形（図３参照）である場合を示している。

【0053】

図６（Ａ）に示すように、本発明の幅広扁平梁１０は、縦貫通孔１６と貫通孔補強筋１７を有する。

【0054】

縦貫通孔１６は、柱１の前面又は後面に位置する幅広扁平梁１０のはみ出し部１１を上下に貫通する。縦貫通孔１６の位置は、柱１の張出部の柱側面から、ｄ／２以内、かつ柱１の前面からｄ／２以内であるのがよい。ここでｄは梁の梁せいである。
また、縦貫通孔１６の直径は、柱せいの０．１５倍以下、かつ２００ｍｍ以下であるのがよい。なお縦貫通孔１６は、この例では１つであるが、中心間隔を十分隔てる限りで２以上であってもよい。

【0055】

貫通孔補強筋１７は、Ｕ字形であり、縦貫通孔１６を囲み、柱１内まで延びるように配筋する。
さらにこの例では、図６（Ｂ）に示すように、柱１の前面（図で左側、又は後面）に位置する幅広扁平梁１０のはみ出し部１１に埋設されたコ形補強筋１８と、梁主筋３の位置を拘束する複数の拘束筋１５とを有する。

【0056】

上述した構成により、柱１の両側に梁２がある十字形の幅広扁平梁１０において、梁２の曲げ終局強度を維持したままで、幅広扁平梁１０のはみ出し部１１を上下に貫通する縦貫通孔１６を設けることができることが、上述した試験により確認された。

【0057】

すなわち、特許文献１のように、柱１から跳ね出し部にかけてその耐力が扁平梁端部の耐力に比べ十分大きくなるように補強する場合、跳ね出し部に大量の補強鉄筋が必要となり、場合によっては、跳ね出し部の配筋施工が困難になるという問題がある。
また、この場合、一方で、柱１の側面に雨どいなどの設備配管の貫通が必要になった場合、配筋が邪魔で縦貫通孔を設けられないといった問題もあった。
本発明では、幅広扁平梁１０の降伏ヒンジを柱１の側面に設定したことで、柱１の近傍の補強鉄筋を軽減でき、梁２の主筋およびスタラップの間に設備配管用の縦貫通孔１６を形成できる。
また、縦貫通孔１６を囲み柱１内まで延びるようにＵ字形の貫通孔補強筋１７を配筋することで、縦貫通孔１６による幅広扁平梁１０の耐力低下を防止することができる。

【0058】

図７は、上述した本発明のラーメン架構を用いた建物２０の断面側面図である。
本発明による建物２０は、マンション等の集合住宅であり、建物２０の桁方向（図で左右方向）に少なくとも２構面以上の鉄筋コンクリートの柱１と梁２からなるラーメン架構を有する。
また、この建物２０は、少なくとも１構面に上述した本発明のラーメン架構を有する。

【0059】

この構成により、各階の梁２の高さを維持したまま開口高さを大きくすることができる。

【0060】

図８は、本発明による建物２０の平面図である。
この例において、建物２０の妻側（図で右側）にバルコニー２２を設け、このバルコニー２２の幅広扁平梁１０（破線で示す）のない位置に垂直避難口２４を設けている。垂直避難口２４は、人が通れる大きさ、例えば６５０ｍｍ×６５０ｍｍ以上であるのがよい。
この構成により、幅広扁平梁１０を有する建物２０であっても、垂直避難口２４を設けることができる。

【0061】

上述したように、本発明によれば、幅広扁平梁１０の降伏ヒンジが、隣接する柱１の対向側面に設定されているので、大量の補強鉄筋が必要な跳ね出し部を設ける必要がなく、配筋施工が容易になる。
また、幅広扁平梁１０の曲げ終局強度Ｍが、はみ出し幅Ｂａに基づき低減されて算出される。従って、隣接する柱１の対向側面に降伏ヒンジを設定したにも関わらず、幅広扁平梁１０と柱１の接合部の強度計算が容易にできる。

【0062】

従って、幅広扁平梁１０と柱１の接合部の強度計算が容易であり、幅広扁平梁１０と柱１の接合部を補強して幅広扁平梁１０の曲げ終局強度Ｍを容易に高めることができる。

【0063】

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない限りで種々に変更できることは勿論である。

【符号の説明】

【0064】

ａｔ 引張主筋断面積、σｙ 主筋降伏強度、ｄ 梁せい、Ｂａ はみ出し幅、
Ｂｂ 梁幅、Ｂｃ 柱幅、Ｍｕ 通常扁平梁の曲げ終局強度、
Ｍｔ 幅広扁平梁の曲げ終局強度（実験値）、Ｍ 幅広扁平梁の曲げ終局強度（計算値）、
γ 低減係数、μ 定数、１ 柱、２ 梁、３ 梁主筋、４ コンクリート、
９ 通常扁平梁、１０ 幅広扁平梁、１１ はみ出し部、１２ 機械式定着具、
１３ キャップ筋、１４ コ形補強筋、１５ 拘束筋、１６ 縦貫通孔、
１７ 貫通孔補強筋、１８ コ形補強筋、２０ 建物、２２ バルコニー、
２４ 垂直避難口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】