特開 2023-149870 ハイブリッド梁の設計方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023149870

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】ハイブリッド梁の設計方法

(51)【国際特許分類】

   E04C 3/293 20060101AFI20231005BHJP

【ＦＩ】

E04C3/293

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022058657

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】110002170

【氏名又は名称】弁理士法人翔和国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】デロイトトーマツ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】山上 聡

(72)【発明者】

【氏名】岸本 剛

(72)【発明者】

【氏名】小山 慶樹

(72)【発明者】

【氏名】岡 靖弘

(72)【発明者】

【氏名】反町 敦

【テーマコード（参考）】

2E163

【Ｆターム（参考）】

2E163FA12

2E163FF13

2E163FF15

(57)【要約】

【課題】鉄骨梁のＳＲＣ造の梁端部への鉄骨の埋め込み長さが鉄骨梁の梁せいの２．５倍未満である場合にも適用することが可能なハイブリッド梁の設計方法を提供する。
【解決手段】鉄骨１２からなる鉄骨梁１４の梁端部が鉄筋コンクリート部１３に埋設して構成されるＳＲＣ造梁部１５の長期荷重時の許容せん断応力を算定する際、ＳＲＣ造梁部１５の残留ひび割れ幅を考慮して、ＳＲＣ造梁部１５への鉄骨１２の埋め込み長さの鉄骨梁１２の梁せいに対する比率に応じた低減係数βを、ＳＲＣ造梁部１５をＲＣ部材として求めた算定値に乗じる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄骨からなる鉄骨梁の梁端部が鉄筋コンクリート部に埋設して構成されるＳＲＣ造梁部の長期荷重時の許容せん断応力を算定する際、前記ＳＲＣ造梁部の残留ひび割れ幅を考慮して、前記ＳＲＣ造梁部への前記鉄骨の埋め込み長さの前記鉄骨梁の梁せいに対する比率に応じた低減係数βを、前記ＳＲＣ造梁部をＲＣ部材として求めた算定値に乗じることを特徴とするハイブリッド梁の設計方法。

【請求項2】

前記ＳＲＣ造梁部への前記鉄骨の埋め込み長さが前記鉄骨梁の梁せいの２倍以上２．５倍未満である場合、前記低減係数βを０．８５とし、前記ＳＲＣ造梁部への前記鉄骨の埋め込み長さが前記鉄骨梁の梁せいの２．５倍以上である場合、前記低減係数βを１．０とすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド梁の設計方法。

【請求項3】

前記鉄骨がＨ型鋼又はＩ型鋼であって、前記ＳＲＣ造梁部内の前記鉄骨の始端部と終端部に上フランジと下フランジとを接続する鋼板を設けた場合、前記低減係数βを１．０とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド梁の設計方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハイブリッド梁の設計方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、中央部が鉄骨（Ｓ）造であり、両端部は鉄骨を鉄筋コンクリート（ＲＣ）で覆った複合構造の梁（ハイブリッド梁）を梁躯体とする建物が増加している（例えば、特許文献１から３参照）。ハイブリッド梁は、中央部がＳ造であるため、ＲＣ造の梁と比較して梁自重の軽減及び梁せいの減少を図ることができるので、梁のロングスパン化、コスト低減、平面計画の自由度の増大が可能になるなどの利点を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１１３４６４号公報

【特許文献2】特開２０２１－１１３４６５号公報

【特許文献3】特開２０２１－１１３４６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のハイブリッド梁は、ＳＲＣ造の梁端部への鉄骨の埋め込み長さが鉄骨梁の梁せいの２．５倍以上である場合を基準として構造性能を検証しており、２．５倍未満である場合の構造性能については、どのように評価することが適正であるか不明であった。そのため、埋め込み長さが鉄骨梁の梁せいの２．５倍未満である場合の設計方法は存在せず、このようなハイブリッド梁は使用されていなかった。

【0005】

本発明は、以上の点に鑑み、ＳＲＣ造の梁端部への鉄骨の埋め込み長さが鉄骨梁の梁せいの２．５倍未満である場合にも適用することが可能なハイブリッド梁の設計方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のハイブリッド梁の設計方法は、鉄骨からなる鉄骨梁の梁端部が鉄筋コンクリート部に埋設して構成されるＳＲＣ造梁部の長期荷重時の許容せん断応力を算定する際、前記ＳＲＣ造梁部の残留ひび割れ幅を考慮して、前記ＳＲＣ造梁部への前記鉄骨の埋め込み長さの前記鉄骨梁の梁せいに対する比率に応じた低減係数βを、前記ＳＲＣ造梁部をＲＣ部材として求めた算定値に乗じることを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、鉄骨梁のＳＲＣ造の梁端部への鉄骨の埋め込み長さが鉄骨梁の梁せいの２．５倍未満であって、ＳＲＣ造の梁端部の許容せん断応力がＲＣ造の梁端部と同等以上の許容せん断応力を有さない場合であっても、低減係数βを導入することにより、ＳＲＣ造梁部の残留ひび割れ幅を考慮して許容せん断応力を算定することが可能となる。

【0008】

そして、本発明のハイブリッド梁の設計方法において、下述する試験結果から、具体的には、前記ＳＲＣ造梁部への前記鉄骨の埋め込み長さが前記鉄骨梁の梁せいの２倍以上２．５倍未満である場合、前記低減係数βを０．８５とし、前記ＳＲＣ造梁部への前記鉄骨の埋め込み長さが前記鉄骨梁の梁せいの２．５倍以上である場合、前記低減係数βを１．０とすることが好ましい。

【0009】

また、本発明のハイブリッド梁の設計方法において、下述する試験結果から、具体的には、前記鉄骨がＨ型鋼又はＩ型鋼であって、前記ＳＲＣ造梁部内の前記鉄骨の始端部と終端部に上フランジと下フランジとを接続する鋼板を設けた場合、前記低減係数βを１．０とすることが好ましい。なお、前記鋼板の厚さは、前記鉄骨のウエブの厚さ以上であることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係るハイブリッド梁の設計方法が適用されるハイブリッド梁の一例を示す概略正面図。

【図2】試験体の概略縦断面図。

【図3】図２のIIIーIII線における概略断面図。

【図4】ＳＲＣ造梁部の長期許容せん断力の計算値とせん断ひび割れ荷重の実験値との関係を示すグラフ。

【図5】ＳＲＣ造梁部の残留ひび割れ幅とせん断応力レベルとの関係を示すグラフ。

【図6】ＳＲＣ造梁部の残留ひび割れ幅に低減係数βを乗じた値とせん断応力レベルとの関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施形態に係るハイブリッド梁の設計方法が適用されるハイブリッド梁１０の一例について図面を参照して説明する。本設計方法が適用されるハイブリッド梁は、例えば、上記特許文献１から３に記載されたものである。なお、図１から図３は模式的に説明するための図であり、寸法はデフォルメされている。

【0012】

ハイブリッド梁１０は、図１に示すように、対向する柱１１の間に架け渡されたＨ型鋼やＩ型鋼等の型鋼からなる鉄骨１２の両端部が鉄筋コンクリート（ＲＣ）造の構造体１３に埋設されてなる梁である。なお、ハイブリッド梁１０は、図示しないが、ＲＣ造の基礎と一体化したＲＣ造の構造体に鉄骨１２の端部が埋設されてなるものであってもよい。

【0013】

ハイブリッド梁１０は、その中央部が、鉄骨１２がそのまま露出した鉄骨造梁部（Ｓ造梁部）１４となっており、その両端部が、鉄骨１２がＲＣ造の構造体１３で覆われたＳＲＣ造梁部１５となっている。

【0014】

柱１１は、鉄筋コンクリート造からなるものであり、詳細は図示しないが、内部に、複数の柱主筋、及び柱主筋を囲繞するせん断補強筋などが配筋されている。

【0015】

ＳＲＣ造梁部１５は、図２及び図３を参照して、その内部に、鉄骨１２、鉄骨１２の上方および下方に配置されハイブリッド梁１０の長手方向に沿って延在する複数の梁主筋１６、及び、これら梁主筋１６を囲繞する複数のせん断補強筋１７などが設けられている。梁主筋１６は柱１１内まで延びている。また、梁主筋１６の柱梁接合部への定着は、定着金物あるいは折り曲げ定着により行われる。梁主筋１６の先端部には定着ピース１８が設けられている。定着ピース１８は、梁主筋１６の先端のねじ部に螺合するナット部と、このナット部に固定された鋼鉄板とからなっている、

【0016】

そして、ＳＲＣ造梁部１５の基端部（柱１１側の端部）及び先端部（Ｓ造梁部１４側の端部）においては、せん断補強筋１７が配筋されている中間領域よりも間隔が狭く密に集中補強筋（せん断補強筋）１９が配筋されている。また、各せん断補強筋１７及び集中補強筋１９には、中子筋２０が配筋されている。

【0017】

さらに、必要に応じて、ＳＲＣ造梁部１５の内部の鉄骨１２において、終端部（柱１１側の端部）及び始端部（Ｓ造梁部１４側の端部）に、左右の上フランジと下フランジとの間をそれぞれ接続する鉄鋼製のリブプレート（塞ぎ板）２１が隅肉溶接により設けられていてもよい。なお、リブプレート２１の板厚は鉄骨１２のウエブの厚さ以上であることが好ましい。リブプレート２１は、本発明の鋼板に相当する。

【0018】

そして、ＳＲＣ造梁部１５は、現場打ちコンクリートで製作される。コンクリートは、普通コンクリートでも、繊維補強コンクリートでもよい。

【0019】

以上説明したハイブリッド梁１０におけるＳＲＣ造梁部１５のせん断力を算定する計算式を定めるために、以下で説明する試験体を用意した。

【0020】

試験体として、Ｎｏ．４－１～Ｎｏ．４－６及びＮｏ．５－１～Ｎｏ．５－１２の合計１８体の試験体を用意した。各試験体の緒元を表１から表３にまとめた。試験体Ｎｏ．４－１～Ｎｏ．４－４及びＮｏ．５．１～Ｎｏ．５－１０、Ｎｏ．５－１２の合計１５体は曲げ降伏型とあり、試験体Ｎｏ．４－５、Ｎｏ．４－６及びＮｏ．５－１１の合計３体はせん断破壊型であった。

【0021】

【表1】

【0022】

【表2】

【0023】

【表3】

【0024】

試験体は、実建物を１／２から２／３程度に縮小したものを想定して寸法を定めた。図２及び図３を参照して、片持ち状態である試験体の加力点までの距離Ｌ₁は２４２５ｍｍであり、反曲点間の距離Ｌ₂は２３５０ｍｍであった。

【0025】

試験体Ｎｏ．４－１においては、鉄骨１２として、高さ（Ｓ造梁部１４の梁せい）Ｈ_s５００ｍｍ、辺の長さ（Ｓ造梁部１４の梁幅）Ｂ_s２００ｍｍ、ウエブの厚さ９ｍｍ、フランジの厚さ１６ｍｍのＳＮ４９０ＢからなるＨ型鋼を用いた。この鉄骨１２のＳＲＣ造梁部１５への埋め込み長さＬ₃は１０００ｍｍであり、リブプレート２１は設けなかった。

【0026】

試験体Ｎｏ．４－１においては、ＳＲＣ造梁部１５は、高さ（梁せい）Ｈ_SRC８００ｍｍ、幅（梁幅）Ｂ_SRC６５０ｍｍ、長さＬ_SRC１０７５ｍｍであり、設計基準強度Ｆｃが３６Ｎ／ｍｍ²のコンクリートを用いて形成した。

【0027】

試験体Ｎｏ．４－１においては、ＳＲＣ造梁部１５において、梁主筋１６として、直径１９ｍｍのＳＤ３９０からなる鉄筋を上段及び下段に水平方向に８本ずつ、その内側に２本ずつ配筋した。中間領域のせん断補強筋１７として、直径８ｍｍのＫＳＳ７８５からなる鉄筋を、梁主筋１６を囲繞させて６０ｍｍの間隔ｓ1で配筋した。さらに、ＳＲＣ造梁部１５の始端部に集中補強筋１９として、直径１０ｍｍのＫＳＳ７８５からなる鉄筋で梁主筋１６を囲繞させて３０ｍｍの間隔Ｓ2で５組配筋した。また、ＳＲＣ造梁部１５の終端部に集中補強筋１９として、直径８ｍｍのＫＳＳ７８５からなる鉄筋で梁主筋１６を囲繞させて３０ｍｍの間隔Ｓ2で５組配筋した。

【0028】

そして、試験体Ｎｏ．４－１においては、ＳＲＣ造梁部１５の端部のせん断余裕度（＝曲げ耐力時のせん断耐力_JＱ_{U_vu}／せん断耐力時のせん断耐力_JＱ_{U_mu}）は、１を超えており、破壊形式は、曲げ破壊形式である。

【0029】

試験体Ｎｏ.４－２は、試験体Ｎｏ.４－１とは、ＳＲＣ造梁部１５の梁せいＨ_SRCが６７０ｍｍと低く、集中補強筋１９の配筋を４組ずつに減じた点のみが相違する。

【0030】

試験体Ｎｏ.４－３は、試験体Ｎｏ.４－２とは、ＳＲＣ造梁部１５の梁幅Ｂ_SRCが５００ｍｍと狭く、せん断補強筋１７の間隔Ｓ1を７５ｍｍに広げた点のみが相違する。試験体Ｎｏ.４－４は、試験体Ｎｏ.４－２とは、ＳＲＣ造梁部１５の始端部及び終端部において、鉄骨１２のウエブと同じ厚さの鋼板からなるリブプレート２１を隅肉溶接で鉄骨１２に固定した点のみが相違する。

【0031】

試験体Ｎｏ.４－５は、試験体Ｎｏ.４－３とは、ＳＲＣ造梁部１５の上段及び下段における梁主筋１６の本数を６本ずつに削減した点のみが相違する。試験体Ｎｏ.４－６は、試験体Ｎｏ.４－５とは、ＳＲＣ造梁部１５に設計基準強度Ｆｃを３０Ｎ／ｍｍ²に低下させたコンクリートを用いた点のみが相違する。

【0032】

試験体Ｎｏ.５－１は、試験体Ｎｏ.４－５とは、鉄骨１２のウエブの厚さを１０ｍｍと厚くし、ＳＲＣ造梁部１５に設計基準強度Ｆｃが２４Ｎ／ｍｍ²の低強度コンクリートを用い、梁主筋１６の直径を１６ｍｍの小径化するとともに材質をＳＤ３４５からなる低強度のものとし、せん断補強筋１７も直径６ｍｍと小径化するとともに材質をＳＤ３４５からなる低強度のものとし、せん断補強筋１７の間隔Ｓ1を５０ｍｍと狭くし、さらに、集中補強筋１９の配筋を３組ずつに減じた点のみが相違する。

【0033】

試験体Ｎｏ.５－２、Ｎｏ．５－４、Ｎｏ．５－６は、試験体Ｎｏ.５－１、Ｎｏ．５－３、Ｎｏ．５－５に対して、それぞれ、ＳＲＣ造梁部１５の始端部及び終端部において、鉄骨１２のウエブと同じ厚さの鋼板からなるリブプレート２１を隅肉溶接で鉄骨１２に固定した点のみが相違する。

【0034】

試験体Ｎｏ.５－３は、試験体Ｎｏ.４－５とは、鉄骨１２のウエブの厚さを１０ｍｍと厚くし、梁主筋１６の材質をＳＤ３９０からなる低強度のものとし、集中補強筋１９の配筋を３組ずつに減じた点のみが相違する。試験体Ｎｏ.５－５は、試験体Ｎｏ.５－３とは、せん断補強筋１７の間隔Ｓ1を１２５ｍｍに広げた点のみが相違する。

【0035】

試験体Ｎｏ.５－７は、試験体Ｎｏ.５－５とは、せん断補強筋１７の間隔Ｓ1を１５０ｍｍに広げた点のみが相違する。試験体Ｎｏ.５－８は、試験体Ｎｏ.５－７とは、ＳＲＣ造梁部１５に設計基準強度Ｆｃが４８Ｎ／ｍｍ²の高強度コンクリートを用い、せん断補強筋１７の間隔Ｓ1を７５ｍｍと狭くした点のみが相違する。

【0036】

試験体Ｎｏ.５－９は、試験体Ｎｏ.５－７とは、鉄骨１２として、高さＨ_S３５０ｍｍ、辺の長さＢ_S１７５ｍｍ、ウエブの厚さ７ｍｍ、フランジの厚さ１１ｍｍのＳＮ４９０ＢからなるＨ型鋼を用い、鉄骨１２の埋め込み深さＬ₃を７５０ｍｍとし、ＳＲＣ造梁部１５の断面を高さ（梁せい）Ｈ_SRC４００ｍｍ、幅（梁幅）Ｂ_SRC５１５ｍｍとし、梁主筋１６の直径を１６ｍｍの小径化し、せん断補強筋１７を直径６ｍｍと小径化するとともに、せん断補強筋１７の間隔Ｓ1を５０ｍｍと狭くし、始端側の集中補強筋１９の直径を８ｍｍ、始端側の集中補強筋１９の直径を６ｍｍと小径化した点のみが相違する。

【0037】

試験体Ｎｏ.５－１０は、試験体Ｎｏ.５－９とは、ＳＲＣ造梁部１５に設計基準強度Ｆｃが３０Ｎ／ｍｍ²に低下させたコンクリートを用いた点のみが相違する。試験体Ｎｏ.５－１１は、試験体Ｎｏ.５－７とは、ＳＲＣ造梁部１５の梁せいＨ_SRCを４５０ｍｍと低くし、ＳＲＣ造梁部１６の上段及び下段に７本ずつ、そして、その内側に４本ずつ梁主筋１６を配筋し、せん断補強筋１７の間隔Ｓ1を２００ｍｍに広げ、集中補強筋１９の配筋を４組ずつに増やした点のみが相違する。試験体Ｎｏ.５－１２は、試験体Ｎｏ.５－８とは、ＳＲＣ造梁部１５に設計基準強度Ｆｃが３６Ｎ／ｍｍ²のコンクリートを用いた点のみが相違する。

【0038】

上述した各試験体を用いて載荷試験を行った。この試験は、各試験体の基端を固定した片持ち梁の形式により、鉄骨１２の自由端側の加力点（基端からの距離Ｌ₁）にジャッキにより荷重を付加した。なお、図示しないが、載荷に伴う変形によりＳ造梁部１４にねじれが生じないようにＳ造梁部１４の先端に図示しないが面外振れ止め装置を取り付けた。また、鉄骨１２のウエブ及びフランジ、並びに、梁主筋１６及びせん断補強筋１７に、それぞれ複数個所にひずみゲージを貼り付けた。

【0039】

載荷は、Ｓ造梁部１４の先端の撓み角が±（２．５，５，１０，１５，２０，３０，４０）×１０^-3ｒａｄの７水準を２サイクルずつ繰り返し、その後、＋１００×１０^-3ｒａｄまで一方向に単調載荷を行った。なお、Ｓ造梁部１４の上端が引張となる方向が正方向である。架構実験における変位を電気式変位計により計測し、この計測結果から撓み角を算出した。

【0040】

そして、載荷試験中に、せん断補強筋１７のひずみ量の増分が急増したときのせん断力をせん断ひび割れ荷重の実験値として求めた。

【0041】

一方、使用性検討のためのＲＣ部材の長期許容せん断力ＱaLは、鉄筋コンクリート構造計算規準（ＲＣ規準）１５条２項（１）に基づき、以下の式（１）により算定される。
ＱaL＝ｂ・ｊ・α・ｆs ・・・ （１）

【0042】

ここで、ｂは、ＲＣ部材の梁幅である。ｊは、ＲＣ部材の応力中心距離であり、７／８・ｄとすればよい。ただし、ｄは、ＲＣ部材の有効せいである。ｆsは、コンクリートの長期許容せん断応力度である。αはＲＣ部材のせん断スパン比であり、以下の式（２）から求められる。
α＝４／（（Ｍd／Ｑd・ｄ）＋１） かつ １≦α≦２ ・・・ （２）

【0043】

ただし、Ｍdは、設計するＲＣ部材の長期荷重による最大曲げモーメントであり、ＲＣ規準１５条に基づき算出される。Ｑdは、設計するＲＣ部材の長期荷重による最大せん断であり、ＲＣ規準１５条に基づき算出される。

【0044】

そして、式（１）をＳＲＣ造梁部１５に適用することを考える。式（１）に基づくＳＲＣ造梁部１５の長期許容せん断力ＱaLの計算値と、載荷試験で求めたせん断ひび割れ荷重の実験値との関係を、図４のグラフに示した。なお、実際のＳＲＣ造梁部１５に用いたコンクリートに対して材料試験を行って圧縮強度σを求め、この圧縮強度σに１／３０を乗じた値を長期許容せん断応力度とした。

【0045】

このグラフにおいて、各試験体の実験値が式（１）の計算値に比べて高い、または低いかを分かりやすくするために、横軸と縦軸の値が等しくなる位置に破線を記入するとともに、計算値の低減係数としてβを導入し、βが１．１の場合と０．８５の場合とも併せて記入した。

【0046】

このグラフから、全ての試験体において、実験値は計算値に０．８５を乗じた数値を超えていることが分かる。そこで、式（１）に基づく計算値に低減係数βとして０．８５を乗じた値をＳＲＣ造梁部１５の長期許容せん断力ＱaLとすることにより、余裕を有た設計値を得ることが可能となる。

【0047】

また、リブプレート２１を有する試験体Ｎｏ.４－４、Ｎｏ.５－２、Ｎｏ．５－４、Ｎｏ．５－６、Ｎｏ．５－１０は、全て、実験値が計算値を超えている。そこで、リブプレート２１を有する場合には、低減係数βを１として、式（１）に基づく計算値をそのままＳＲＣ造梁部１５の長期許容せん断力ＱaLとすればよいことが分かる。

【0048】

さらに、埋め込み長さＬ₃がＳ造梁部１４の梁せいＨ_Sの２．５倍以上である試験体Ｎｏ.５－７～Ｎｏ．５－１２は、全て、実験値が計算値を超えている。そこで、埋め込み長さＬ₃がＳ造梁部１４の梁せいＨ_Sの２．５倍以上である場合には、低減係数βを１．０として、式（１）に基づく計算値をそのままＳＲＣ造梁部１５の長期許容せん断力ＱaLとすればよいことが分かる。

【0049】

以上から、使用性検討のためのＳＲＣ造梁部１５の長期許容せん断力ＱaLは、低減係数βを用いて、次式（３）から算定すればよい。
ＱaL＝β・ｂ・ｊ・α・ｆs ・・・ （３）

【0050】

ただし、低減係数βは、リブプレート２１を有する場合又は埋め込み長さＬ₃がＳ造梁部１４の梁せいＨ_Sの２．５倍以上である場合は１．０であり、リブプレート２１を有さず、かつ、埋め込み長さＬ₃がＳ造梁部１４の梁せいＨ_Sの２．０倍以上２．５倍未満の場合は０．８５である。なお、埋め込み長さＬ₃がＳ造梁部１４の梁せいＨ_Sの２．０倍未満の場合、式（３）は適用されない。

【0051】

式（３）の妥当性を確認するために、損傷制御用の短期荷重から使用性確保用の長期荷重に除荷したときに各試験体に生じたひび割れ幅を確認した。

【0052】

具体的には、目視によるひび割れ幅の結果から、試験体の撓み角が１／４００，１／２００，１／１００，１／６７ｒａｄ時におけるひび割れ（ピーク時のひび割れ幅）の平均値と、１／１００ｒａｄから除荷時におけるひび割れ幅（除荷時ひび割れ幅）の平均値とを求め、これらから短期荷重から長期荷重へ除荷したときの残留ひび割れ幅を推測した。ただし、ＳＲＣ造梁部１５の小口部に発生するひび割れは除外した。

【0053】

この残留ひび割れ幅とせん断応力レベルとの関係を図５のグラフに示した。なお、せん断力レベルは、ＳＲＣ造梁部１５に作用するせん断力ＱをＳＲＣ造梁部１５の断面積Ａで除した値と、ＳＲＣ造梁部１５のコンクリート強度Ｆｃとの比を表す値である。

【0054】

なお、ここでのコンクリート強度Ｆｃは、実験時のコンクリート強度である。そのため、図５、６における各試験体のせん断応力度レベルは、表１～３に記載されている、配合計画におけるコンクリート強度に基づいて算定した値とはわずかに異なっている。

【0055】

このグラフから、曲げ降伏した試験体Ｎｏ．４－２において、残留ひび割れ幅が０．３ｍｍを超えたことが分かる。各試験体は実建物を１／２から２／３程度に縮小したものを想定しているので、実建物では、残留ひび割れ幅が、損傷レベルが鉄筋降伏程度である０．４ｍｍを超えると推測される。

【0056】

残留ひび割れ幅に低減係数βを乗じた値とせん断応力レベルとの関係を図６のグラフに示した。このグラフから、残留ひび割れ幅に低減係数βを乗じた値の最大値は０．３ｍｍ未満であり、実建物では０．４ｍｍ未満であり損傷レベルが鉄筋降伏を超えないと推測される。これより、低減係数βの設定は妥当であることが分かる。

【0057】

さらに、上述した使用性検討のためのＳＲＣ造梁部１５の長期許容せん断力ＱaLと同様に、長期荷重によるせん断ひび割れを許容する場合には、鉄筋コンクリート構造計算規準（ＲＣ規準）１５条２項（１）を参照して、以下の式（４）からＳＲＣ造梁部１５の長期許容せん断力を算定すればよい。
ＱaL＝β・ｂ・ｊ・｛α・ｆs＋０．５・wｆl（ｐw－０．００２）｝ ・・・ （４）

【0058】

ただし、wｆlはせん断補強筋のせん断補強用長期許容引張応力度である。そして、ｐwはＲＣ造梁部のあばら筋比（＝ａw／（ｂ・ｘ）であって、かつ、０．６％以下である。ここで、ａwは１組のせん断補強筋１７の断面積であり、ｘはせん断補強筋１７の間隔である。

【0059】

一方、修復性検討のためのＳＲＣ造梁部１５の短期許容せん断力Ｑasは、ＲＣ規準１５条２項（２）を参照して、以下の式（５）により算定すればよい。
Ｑas＝β・ｂ・ｊ・｛２／３・α・ｆs＋０．５・wｆl（ｐw－０．００２）｝ ・・・ （５）

【0060】

また、大地震動に対する安全性の検討のためのＳＲＣ造梁部１５の短期許容せん断力ＱAは、ＲＣ規準１５条２項（３）を参照して、以下の式（６）により算定すればよい。なお、式（５）によって短期設計を行い、かつ、ＳＲＣ造梁部１５の終局せん断強度ＱaLに基づいてせん断破壊に対する安全性の検討を行う場合は、式（６）による算定を省略してもよい。
ＱA＝β・ｂ・ｊ・｛α・ｆs＋０．５・wｆl（ｐw－０．００２）｝ ・・・ （６）

【0061】

なお、本発明の設計方法は、上述した実施形態に具体的に記載したハイブリッド梁１０に限定して適用されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内であれば適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0062】

１０…ハイブリッド梁、 １１…柱、 １２…鉄骨、 １３…鉄筋コンクリート（ＲＣ）造の構造体、 １４…鉄骨梁部（Ｓ造梁部）、 １５…ＳＲＣ造梁部、 １６…梁主筋、 １７…せん断補強筋、 １８…定着ピース、 １９…集中補強筋、 ２０…中子筋、 ２１…リブプレート（鋼板）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】