特許 6374712 鉄筋コンクリート造基礎梁の補強構造及び補強用ユニット

(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】6374712

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】鉄筋コンクリート造基礎梁の補強構造及び補強用ユニット

(51)【国際特許分類】

   E04C 5/18 20060101AFI20180806BHJP

   E02D 27/08 20060101ALI20180806BHJP

   E04G 21/12 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   E04C5/18 105

   E02D27/08

   E04G21/12 105A

【請求項の数】5

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2014-130924(P2014-130924)

(22)【出願日】2014年6月26日

(65)【公開番号】特開2016-8460(P2016-8460A)

(43)【公開日】2016年1月18日

【審査請求日】2017年5月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001317

【氏名又は名称】株式会社熊谷組

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100070024

【弁理士】

【氏名又は名称】松永 宣行

(72)【発明者】

【氏名】濱田 真

【審査官】 星野 聡志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０８０２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３６１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１５４３１８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｃ ５／１８

Ｅ０２Ｄ ２７／０８

Ｅ０４Ｇ ２１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円形の貫通孔が設けられた鉄筋コンクリート造の基礎梁の補強構造であって、
前記基礎梁の内部に配置され前記貫通孔の周囲を取り巻く少なくとも１つのフレーム状のユニットを含み、
前記ユニットは、前記貫通孔の上方及び下方をそれぞれ前記基礎梁の長手方向へ伸びる、山形鋼からなる一対の第１の補強部材と、前記基礎梁の長手方向に関して、前記貫通孔の両側にそれぞれ位置する少なくとも一対の第２の補強部材であって前記一対の第１の補強部材に固定された帯状の平鋼又は鉄筋からなる少なくとも一対の第２の補強部材とを備え、
前記第１の補強部材は互いに直交する一片部及び他片部を有し、両第１の補強部材は、これらの一片部が１つの鉛直面上にありかつこれらの他片部が互いに対向するように、配置されている、補強構造。

【請求項2】

前記補強構造は、前記基礎梁の幅方向に互いに間隔をおいてかつ平行に配置された一対のユニットを含み、両ユニットは、これらの二対の第１の補強部材の他片部がこれらの自由端において互いに他の一方に対向するように配置されている、請求項１に記載の補強構造。

【請求項3】

前記第２の補強部材の数量は２対であり、各対の前記第２の補強部材は互いに交差している、請求項１又は２に記載の補強構造。

【請求項4】

各対の第２の補強部材は、それぞれ、両第１の補強部材にその一片部の両面において固定されている、請求項３に記載の補強構造。

【請求項5】

円形の貫通孔が設けられた鉄筋コンクリート造の基礎梁の補強のために前記基礎梁の内部に埋設され前記貫通孔の周囲を取り巻くフレーム状のユニットであって、
互いに平行な一対の第１の補強部材と、該第１の補強部材の長手方向に互いに間隔をおいて配置されかつ両第１の補強部材に固定された少なくとも一対の第２の補強部材とを含み、
前記第１の補強部材は山形鋼からなり、また、前記第２の補強部材は帯状の平鋼又は鉄筋からなり、
前記第１の補強部材は互いに直交する一片部及び他片部を有し、両第１の補強部材は、これらの一片部が１つの鉛直面上にありかつこれらの他片部が互いに対向するように、配置される、ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄筋コンクリート造の基礎梁に関し、より詳細には、人通孔として利用される円形の貫通孔が設けられる鉄筋コンクリート造の基礎梁の補強構造及び補強用ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、鉄筋コンクリート造の基礎梁に円形の貫通孔（人通孔）を設けることによって生じる前記基礎梁のせん断強さの低下を補うため、前記貫通孔の上方及び下方に、それぞれ、前記基礎梁の上下の主筋の一部を構成要素とする梁型を設け、また、前記貫通孔の周囲にこれを角形に取り囲む４つの補助鉄筋を設けてなる補強構造が提案されている（後記特許文献１参照）。

【0003】

この補強構造にあっては、前記貫通孔の上方及び下方にそれぞれ設けられた前記梁型が前記基礎梁のせん断強さを補う主要部をなすところ、前記梁型を設けることによって前記基礎梁の梁せいの増大を招き、これがために基礎梁の構築に要する地盤の掘削土量、使用コンクリート量及び鉄筋量等の増大を招き、また、上部構造の規模によっては、これを支える基礎梁として、過剰な高さの梁せいを有するものとなる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−８７５０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、本発明の目的は、人通口を有する鉄筋コンクリート造基礎梁の補強構造であって梁せいの増大を抑えることを可能とする補強構造及び補強用ユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、円形の貫通孔が設けられた鉄筋コンクリート造の基礎梁の補強構造に係る。前記補強構造は、前記基礎梁の内部に配置され前記貫通孔の周囲を取り巻く少なくとも１つのフレーム状のユニットを含む。前記ユニットは、前記貫通孔の上方及び下方をそれぞれ前記基礎梁の長手方向へ伸びる、山形鋼からなる一対の第１の補強部材と、前記基礎梁の長手方向に関して、前記貫通孔の両側にそれぞれ位置する少なくとも一対の第２の補強部材であって前記一対の第１の補強部材に固定された帯状の平鋼又は鉄筋からなる少なくとも一対の第２の補強部材とを備える。

【0007】

本発明に係る補強構造にあっては、前記基礎梁の貫通孔の周囲を取り巻くフレーム状のユニットを構成し前記貫通孔の上下に位置する前記一対の第１の補強部材が前記基礎梁に垂直に作用する外力（せん断力）に対する抵抗機能を担い、対をなす前記第２の補強部材は前記一対の第１の補強部材を互いに連結しまた支持する機能を担う。前記第１の補強部材を構成する山形鋼は、その長手方向に垂直な方向に働く外力に対して高い抵抗力を示す特性を有することから、前記基礎梁内においてその長手方向に伸びる前記第１の補強部材は、前記貫通孔が設けられた基礎梁に対して強固な補強機能を発揮する。山形鋼からなる前記第１の補強部材はその横断面形状が比較的小さく、前記第１の補強部材が前記基礎梁内に占める領域は比較的小さい。このため、前記ユニットを前記基礎梁内に配置したときの前記基礎梁の梁せいの増大を比較的小さいものに抑制することができる。また、本発明に係る前記ユニットはフレーム状を呈することからその保管、取扱い、運搬等を容易に行うことができる。

【0008】

前記第１の補強部材は互いに直交する一片部及び他片部を有し、一対の第１の補強部材はこれらの一片部が１つの鉛直面上にありかつこれらの他片部が互いに対向するように配置されている。

【0009】

前記補強構造は、前記基礎梁の幅方向に互いに間隔をおいてかつ平行に配置された一対のユニットを含むものとすることができる。両ユニットは、二対の第１の補強部材の他片部がこれらの自由端において互いに他の一方に対向するように配置することができる。

【0010】

前記第２の補強部材の数量を２対とし、各対の前記第２の補強部材が互いに交差するものとすることができる。

【0011】

各対の第２の補強部材は、それぞれ、両第１の補強部材にこれらの一片部の両面において固定することができる。

【0012】

本発明は、また、前記円形の貫通孔が設けられた鉄筋コンクリート造の基礎梁の補強のために用いられるユニットに係る。このユニットは前記基礎梁の内部に埋設され前記貫通孔の周囲を取り巻くフレーム状のものであって、互いに平行な一対の第１の補強部材と、該第１の補強部材の長手方向に互いに間隔をおいて配置されかつ両第１の補強部材に固定された少なくとも一対の第２の補強部材とを含み、前記第１の補強部材は山形鋼からなり、また、前記第２の補強部材は帯状の平鋼又は鉄筋からなり、前記第１の補強部材は互いに直交する一片部及び他片部を有し、両第１の補強部材はこれらの一片部が１つの鉛直面上にありかつこれらの他片部が互いに対向するように配置される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る補強構造及びこれを構成するユニットを示す、基礎梁の一部の透視図である。

【図2】図１の線２−２に沿って得た基礎梁の断面図である。

【図3】図１の線３−３に沿って得た基礎梁の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１を参照すると、鉄筋コンクリート造の基礎梁１０に適用された補強構造が全体に符号１２で示されている。

【0015】

基礎梁１０は矩形の横断面形状を有し（図２及び図３参照）、そのコンクリート１４中を上方の複数の主筋（上端筋）１６及び下方の複数の主筋（下端筋）１８がそれぞれ基礎梁１０の長手方向（軸線方向）Ｌへ伸びている。

【0016】

基礎梁１０は円形の貫通孔２２を有する。貫通孔２２は、上端筋１６及び下端筋１８間を基礎梁１０の横断方向（図１において紙背方向）へ伸び、基礎梁１０の両側面２０（図２及び図３参照）に開口している。図中、符号２４は複数の肋筋を示す。複数の肋筋２４は、貫通孔２２を除く、該貫通孔の両側方において、基礎梁１０の長手方向Ｌに互いに間隔をおいて配置され、上端筋１６及び下端筋１８の周囲を取り巻いている。

【0017】

補強構造１２は、基礎梁１０の内部に配置され貫通孔２２の周囲を取り巻く一対のフレーム状のユニット２６からなる。補強構造１２は、基礎梁１０の断面欠損部である貫通孔２２の周囲部分についてその剪断性能を補う作用をなす。

【0018】

補強構造１２を構成する両ユニット２６は、基礎梁１０の幅方向である梁幅方向（貫通孔２２の軸線方向）に互いに間隔をおいてまた平行に配置されている。好ましくは、両ユニット２６は、それぞれ、基礎梁１０の両側面２０から貫通孔２２の軸線方向へ等距離をおいて配置される（図２参照）。両ユニット２６は、基礎梁１０を構築するために行われる配筋作業時に配置することができる。例えば、先に配置された下端筋１８の上にこれらを横切る一対の棒状部材Ｓを載置した後、両棒状部材Ｓ上に両ユニット２６を配置する。

【0019】

各ユニット２６は、互いに平行な一対の第１の補強部材２８と、該第１の補強部材の長手方向に互いに間隔をおいて配置されかつ両第１の補強部材２８に固定された２対の第２の補強部材３０，３２とを含む。第１の補強部材２８と第２の補強部材３０，３２とが前記フレーム状をなしている。ここにおいて、第１の補強部材２８は山形鋼からなり、また、第２の補強部材３０は帯状の平鋼からなる。第１の補強部材２８を構成する前記山形鋼は、図示の例のように等辺山形鋼からなるものとし、あるいは、不等辺山形鋼からなるもの（図示せず）とすることができる。第２の補強部材３０は、図示の例に代えて、鉄筋からなるものとすることができる。

【0020】

各ユニット２６の一対の第１の補強部材２８はそれぞれ貫通孔２２の上方及び下方、より詳細には貫通孔２２と上端筋１６との間及び貫通孔２２と下端筋１８との間を基礎梁１０の長手方向Ｌへ伸びている。他方、各ユニット２６の二対の第２の補強部材３０、３２は、基礎梁１０の長手方向Ｌに関して、貫通孔２２の両側にそれぞれ位置する。

【0021】

前記山形鋼からなる第１の補強部材２８は互いに直交する一片部２８ａ及び他片部２８ｂを有する（図２及び図３参照）。図示の例において、各ユニット２６の上下一対の第１の補強部材２８は、これらの一片部２８ａが１つの鉛直面上にありかつこれらの他片部２８ｂが互いに対向するように、配置されている。また、両ユニット２６は、二対の第１の補強部材２８の他片部２８ｂがこれらの自由端において互いに他の一方に対向するように配置されている。

【0022】

各ユニット２６における各対の第２の補強部材３０，３２は、これらを構成する前記帯状の平鋼が貫通孔２２の軸線に対して直交する鉛直面内にあるように配置され、また、両第１の補強部材２６の一片部２８ａの両面に固定された両端部を有する。各対の第２の補強部材３０，３２は、好ましくは、互いにＸ状に交差するように配置される。

【0023】

補強構造１２の各ユニット２６を構成する一対の第１の補強部材２８は、基礎梁１０に対して鉛直な方向に作用する外力（せん断力）に対して抵抗する機能を担い、また、二対の第２の補強部材３０，３２は両第１の補強部材３８を互いに連結しまた支持する機能を担う。

【0024】

第１の補強部材２８の構成する前記山形鋼はその長手方向に垂直な方向に働く外力に対して高い抵抗力を示す特性を有する。このことから、基礎梁１０内をその長手方向に伸びる第１の補強部材２８は、貫通孔２２が設けられた基礎梁１０に作用する前記せん断力に対して高い抵抗力を示す。

【0025】

また、第１の補強部材２８を構成する前記山形鋼は比較的小さい断面形状を有することから、第１の補強部材２８が配置される各主筋１６，１８と貫通孔２２との間の相互間隔は比較的小さいもので足りる。このことから、ユニット２６の配置に伴う基礎梁１０の梁せいの増大は比較的小さいものに抑えられる。

【0026】

補強構造１２は、梁せいＤ（ｍｍ）と、貫通孔２２の直径Ｈ（ｍｍ）との間の関係を、鉄筋コンクリート計算基準で定められたＨ≦Ｄ／３に対して、Ｈ≦Ｄ／２．５〜２．０とすることを可能とする。図１に示す例においては、梁せいＤと貫通孔２２の直径Ｈとの間の関係がＨ≦Ｄ／２．５にある。このことを示すため、貫通孔２２と同じ直径を有する２つの仮想円Ｃが貫通孔２２の上下にこれと接した状態で描かれている。

【0027】

なお、第１の補強部材２８は、図示の例においては、その一片部２８ａ及び他片部２８ｂがそれぞれ鉛直面上及び水平面上に位置するように配置されているが、これに限らず、一片部２８ａ及び他片部２８ｂがそれぞれ前記鉛直面及び前記水平面以外の平面（図示せず）上に位置するように配置することが可能である。

【0028】

また、第２の補強部材３０，３２を構成する前記帯状の平鋼は、貫通孔２２の軸線に直交する鉛直面内にあるように配置されているが、これに代えて、前記鉛直面に対して交差するように配置してもよい。さらに、図示の各第２の補強部材３０，３２の数量は二対とされているが、これに代えて、一対又は三対以上とすることが可能である。

【0029】

以下に、直径６００ｍｍの貫通孔２２を有する梁幅４００〜５００ｍｍの基礎梁１０の補強に用いられるユニット２６の一例を掲げる。このユニット２６の第１の補強部材２８は等辺山形鋼からなり、該等辺山形鋼の一片部及び他片部の長さ寸法は共に７５ｍｍであり、厚さ寸法は６ｍｍである。また、第２の補強部材は帯状の平鋼からなり、該平鋼の幅寸法及び厚さ寸法はそれぞれ７５ｍｍ及び６ｍｍである。この例に係る２つのユニット２６の使用して、前記基礎梁の梁せいを１５００〜１２００ｍｍに設定することができる。

【符号の説明】

【0030】

１０ 基礎梁
１２ 補強構造
１４ コンクリート
２２ 貫通孔
２６ 補強用のユニット
２８ 第１の補強部材
３０、３２ 第２の補強部材

【図1】

【図2】

【図3】