特許 7210310 鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造

(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】

(24)【登録日】2023-01-13

(45)【発行日】2023-01-23

(54)【発明の名称】鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造

(51)【国際特許分類】

   E04C 5/18 20060101AFI20230116BHJP

   E04C 3/20 20060101ALI20230116BHJP

   E04G 21/12 20060101ALI20230116BHJP

【ＦＩ】

E04C5/18 105

E04C3/20

E04G21/12 105A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019021554

(22)【出願日】2019-02-08

(65)【公開番号】P2020128648

(43)【公開日】2020-08-27

【審査請求日】2021-11-16

(73)【特許権者】

【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】100094042

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 知

(72)【発明者】

【氏名】細矢 博

(72)【発明者】

【氏名】岸本 剛

(72)【発明者】

【氏名】武田 彰文

(72)【発明者】

【氏名】山口 敏和

(72)【発明者】

【氏名】小妻 靖知

【審査官】沖原 有里奈

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１７２２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０７８７４２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６４－０８３７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－０５９７１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０１－１６５８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０１４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１２２５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００８３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】鈴木紀雄ほか，部材端開口を有する鉄筋コンクリート梁の補強法，コンクリート工学年次論文集，Vol.27,No.2，日本，2005年，p.355-360，https://dl.ndl.go.jp/view/download/digidepo_10639561_po_ART0010181272.pdf?contentNo=1&alternativeNo=

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｃ ５／００－５／２０

Ｅ０４Ｃ ３／２０－３／２６，

３／２９３－３／２９４

Ｅ０４Ｇ ２１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄筋コンクリート製の梁内部に、梁幅方向へ貫通形成される開孔部周辺を補強するために補強用鉄筋を配筋した開孔部補強構造であって、
上記梁の長さ方向へ、該梁の上面に沿う上辺、該梁の下面に沿う下辺、並びにこれら上辺及び下辺を連結する一対の斜辺から、上記開孔部を包囲する閉鎖型に形成された２つの同一寸法の平行四辺形補強筋を、該開孔部の直上及び直下で該上辺同士及び該下辺同士が所定寸法で重なり合うように、かつ該斜辺同士がそれらの中央付近で互いに交差するように、重ね合わせて補強鉄筋ユニットを構成し、複数の該補強鉄筋ユニットが梁幅方向に配列して配筋されることを特徴とする鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造。

【請求項2】

前記梁内部には、全長にわたって梁上端主筋及び梁下端主筋と、これら梁上端主筋及び梁下端主筋に掛け回されて、該梁の長さ方向に所定のピッチで、環状のあばら筋とが配筋されると共に、
上記梁の前記開孔部周辺には、前記補強鉄筋ユニットが、上記梁上端主筋と上記梁下端主筋との間に配筋され、上記補強鉄筋ユニットの前記上辺及び前記下辺それぞれの近隣にこれらに沿わせて、上記開孔部の両側へ達する直線状の上軸方向補強筋及び下軸方向補強筋が配筋され、上記開孔部の上方で、上記補強鉄筋ユニットの上記上辺を包囲するように上記上軸方向補強筋と上記梁上端主筋とに掛け回されて、該開孔部の下方で、該補強鉄筋ユニットの上記下辺を包囲するように上記下軸方向補強筋と上記梁下端主筋とに掛け回されて、上記梁の長さ方向に上記あばら筋よりも狭いピッチで環状の開孔部あばら筋が配筋され、上記開孔部の中心を通過する前記斜辺と平行な直線が、上記梁上端主筋に交わる位置と上記梁下端主筋に交わる位置との間の範囲で、該開孔部の両側に、上記補強鉄筋ユニット及び上記上・下軸方向補強筋を包囲するように上記梁上端主筋と上記梁下端主筋とに掛け回されて、上記梁の長さ方向に上記あばら筋よりも狭いピッチで環状の開孔際あばら筋が配筋され、
上記上・下軸方向補強筋の長さ方向両端は、上記開孔部両側の上記開孔際あばら筋の配筋範囲から突出されることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造。

【請求項3】

前記環状の開孔部あばら筋及び前記環状の開孔際あばら筋は、大小異なる大きさのものが前記梁の長さ方向に交互に配筋されることを特徴とする請求項２に記載の鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、効率良く開孔部周辺を補強することが可能な新たな配筋構造を構成することができる鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄筋コンクリート製の梁に、梁幅方向に貫通形成される開孔部を補強用鉄筋で補強する技術としては、例えば特許文献１が知られている。

【0003】

特許文献１の「ＲＣ造梁における開口部補強構造」は、補強材が梁幅方向で過密とならないように開口部を補強でき、梁せいを高くすることなく大きな開口部を形成することができる基礎梁等のＲＣ造梁における開口部補強構造を提供することを課題とし、ＲＣ造梁は、上端筋、下端筋、およびあばら筋がコンクリート内に埋め込まれ、前後面に貫通した開口部を有する。台形状の一対の閉鎖型補強筋を互いに上下対称として、それぞれ開口部を囲む位置に配置し、コンクリート内に埋め込む。閉鎖型補強筋は、三角形状であっても良いというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１７２２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

梁には、せん断力や曲げ力がかかる。せん断力が作用する状態では、梁を正面から見た状態で、斜め方向に引張力が作用する。梁に埋設されるあばら筋などのせん断補強筋は、この引張力に抗し得るように配筋されている。また、曲げ力の作用により、上面側もしくは下面側に沿って引張力が作用する。梁に埋設される梁主筋などの鉄筋は、この引張力に抗し得るように配筋されている。梁を梁幅方向に貫通する開孔部がある場合には、開孔部周辺に対し、このせん断作用と曲げ作用に対する補強を講じる必要があり、そのために、これらの作用によって鉄筋に生じる引張力を効率良く負担できる配筋構造が検討されている。

【0006】

特許文献１の台形状もしくは三角形状の閉鎖型補強筋は、２つが梁の内部に、互いに上下対称に反対向きに埋め込まれている。一方の閉鎖型補強筋の長い一辺（下底）が梁の下面側に配置されると、上面側には、短い一辺（上底）もしくは頂部が位置される。他方の閉鎖型補強筋は、長い一辺（下底）が梁の上面側に配置され、短い一辺（上底）もしくは頂部が下面側に配置される。

【0007】

梁のせん断変形で、梁内部に斜め方向の引張力が作用すると、開孔部に斜めのひび割れが発生する可能性がある。このひび割れを防ぐために、閉鎖型補強筋の上底と下底をつなぐ斜辺の鉄筋が配置される。斜辺の鉄筋は、ひび割れ発生部分に対する補強筋であり、ひび割れの発生位置の上下側から先がその補強筋の定着部分になる。下底側は常に十分な定着長さを確保できるが、せん断力が大きい場合、上底側については、斜辺の鉄筋では不足であり、上底部分と反対側の斜辺まで定着部分として、鉄筋の引張力を負担することになる。このため、鉄筋の折れ曲がり部分に、開孔部方向に向いた応力が発生する、つまり、最も断面の小さい開孔部の上下に、想定されていない応力がかかることになってしまう。

【0008】

梁の曲げ変形では、梁上面側に引張力が作用すると、当該上面側に上底が配置される一方の閉鎖型補強筋は、引張力を負担する長さが短く、他方の閉鎖型補強筋は、下底が配置されて、引張力を負担する長さは長い。このため、特許文献１では、梁の上向きの曲げに対し、ほぼ他方の閉鎖型補強筋だけで引張力を負担することとなっていた。この関係は、梁の下面側に引張力が作用する下向きの曲げの場合も同様であって、ほぼ一方の閉鎖型補強筋だけで引張力を負担することとなっていた。

【0009】

このため、２つの閉鎖型補強筋を一対で配筋しているにも拘わらず、梁の上向き曲げもしくは下向き曲げそれぞれに対し、いずれか一方の閉鎖型補強筋だけで引張力に抵抗する配筋構造であり、補強効率がよくないという課題があった。

【0010】

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、効率良く開孔部周辺を補強することが可能な新たな配筋構造を構成することができる鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造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】

【0011】

本発明にかかる鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造は、鉄筋コンクリート製の梁内部に、梁幅方向へ貫通形成される開孔部周辺を補強するために補強用鉄筋を配筋した開孔部補強構造であって、上記梁の長さ方向へ、該梁の上面に沿う上辺、該梁の下面に沿う下辺、並びにこれら上辺及び下辺を連結する一対の斜辺から、上記開孔部を包囲する閉鎖型に形成された２つの同一寸法の平行四辺形補強筋を、該開孔部の直上及び直下で該上辺同士及び該下辺同士が所定寸法で重なり合うように、かつ該斜辺同士がそれらの中央付近で互いに交差するように、重ね合わせて補強鉄筋ユニットを構成し、複数の該補強鉄筋ユニットが梁幅方向に配列して配筋されることを特徴とする。

【0012】

前記梁内部には、全長にわたって梁上端主筋及び梁下端主筋と、これら梁上端主筋及び梁下端主筋に掛け回されて、該梁の長さ方向に所定のピッチで、環状のあばら筋とが配筋されると共に、上記梁の前記開孔部周辺には、前記補強鉄筋ユニットが、上記梁上端主筋と上記梁下端主筋との間に配筋され、上記補強鉄筋ユニットの前記上辺及び前記下辺それぞれの近隣にこれらに沿わせて、上記開孔部の両側へ達する直線状の上軸方向補強筋及び下軸方向補強筋が配筋され、上記開孔部の上方で、上記補強鉄筋ユニットの上記上辺を包囲するように上記上軸方向補強筋と上記梁上端主筋とに掛け回されて、該開孔部の下方で、該補強鉄筋ユニットの上記下辺を包囲するように上記下軸方向補強筋と上記梁下端主筋とに掛け回されて、上記梁の長さ方向に上記あばら筋よりも狭いピッチで環状の開孔部あばら筋が配筋され、上記開孔部の中心を通過する前記斜辺と平行な直線が、上記梁上端主筋に交わる位置と上記梁下端主筋に交わる位置との間の範囲で、該開孔部の両側に、上記補強鉄筋ユニット及び上記上・下軸方向補強筋を包囲するように上記梁上端主筋と上記梁下端主筋とに掛け回されて、上記梁の長さ方向に上記あばら筋よりも狭いピッチで環状の開孔際あばら筋が配筋され、上記上・下軸方向補強筋の長さ方向両端は、上記開孔部両側の上記開孔際あばら筋の配筋範囲から突出されることを特徴とする。

【0013】

前記環状の開孔部あばら筋及び前記環状の開孔際あばら筋は、大小異なる大きさのものが前記梁の長さ方向に交互に配筋されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明にかかる鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造にあっては、効率良く開孔部周辺を補強することが可能な新たな配筋構造を構成することができる。具体的には、例えば、梁に上向きの曲げが作用し、開孔部周辺に反対向きの引張力が発生したとき、一方及び他方の平行四辺形補強筋双方が、上辺の重なり部を含め、それらの全長となる定着長さをもって、引張力を振り分けるようにして、当該引張力に抵抗することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造の好適な一実施形態を示す梁の側断面図である。

【図2】図１中、Ａ－Ａ線矢視断面図である。

【図3】図１中、Ｂ－Ｂ線矢視断面図である。

【図4】図１中、Ｃ－Ｃ線矢視断面図である。

【図5】図１に示した鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造を構成する補強鉄筋ユニットを説明するための説明図である。

【図6】図５に示した補強鉄筋ユニットのせん断力に対する作用を説明するための説明図である。

【図7】図５に示した補強鉄筋ユニットの曲げ力に対する作用を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明にかかる鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

【0017】

図１～図４に示すように、鉄筋コンクリート製の梁１は、基礎梁も含めて、従来周知のように、環状配列で、隣接する柱２間に設置される梁１の全長にわたって配筋される複数本の梁主筋（梁上端主筋３ａ及び梁下端主筋３ｂ）と、梁１の長さ方向に所定のピッチで、これら梁上端主筋３ａ及び梁下端主筋３ｂに掛け回して配筋される複数の環状のあばら筋４とが梁コンクリートＥ中（梁１の内部）に埋設されて構築される。

【0018】

図示例では、あばら筋４は、大小異なる大きさのもの（４ａ，４ｂ；図３及び図４参照）が梁１の長さ方向に交互に配筋されている。具体的には、梁幅方向に梁主筋３ａ，３ｂすべてを包囲する大きな寸法のあばら筋４ａと、梁幅方向で、最も外側の梁主筋３ａ，３ｂよりも内側の梁主筋３ａ，３ｂを包囲するようにした小さな寸法のあばら筋４ｂとが用いられ、これら寸法の異なるあばら筋４ａ，４ｂが順番に入れ替わりで配筋されている。

【0019】

また、梁１の長さ方向の途中に、設備配管を通すための貫通孔や人通孔として、梁幅方向に貫通する円形の開孔部５が形成され、当該開孔部５周辺を補強するために補強用鉄筋を梁１の内部に配筋することも知られている。開孔部５の形態は問われない。

【0020】

本実施形態にかかる鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造では、梁１の内部に、開孔部５を包囲して補強鉄筋ユニット６が配筋される。補強鉄筋ユニット６は、図５にも示すように、２つの同一寸法の平行四辺形補強筋７を組み合わせて構成される。

【0021】

平行四辺形補強筋７は、梁１の長さ方向へ、梁１の上面１ａに沿って当該上面１ａと並行に配置される上辺７ａと、梁１の下面１ｂに沿って当該下面１ｂと並行に配置される下辺７ｂと、これら上辺７ａ及び下辺７ｂを連結する一対の斜辺７ｃとを備えて構成される。

【0022】

平行四辺形補強筋７は、１本の異形鉄筋を平行四辺形状に曲げ加工し、曲げ加工した当該異形鉄筋の長さ方向両端を溶接接合することによって、閉鎖型に形成される。平行四辺形補強筋７は、開孔部５を包囲する寸法で形成される。平行四辺形補強筋７は、上辺７ａ及び下辺７ｂに対する斜辺７ｃの傾斜角が例えば、４５°で形成される。

【0023】

補強鉄筋ユニット６は、図５に示すように、２つの平行四辺形補強筋７の斜辺７ｃ同士が、それら斜辺７ｃの中央付近で互いに交差するように重ね合わせることで構成される。

【0024】

すなわち、斜辺７ｃの傾斜方向を異ならせた２つの平行四辺形補強筋７は、一方の上辺７ａの終端と他方の下辺７ｂの終端とが梁せい方向に揃い、開孔部５の直上及び直下で、上辺７ａ同士及び下辺７ｂ同士が所定寸法で重なり合うように組み合わされ、これにより補強鉄筋ユニット６が構成される。

【0025】

補強鉄筋ユニット６は、いずれも梁幅方向に貫通形成された開孔部５を包囲するようにして、梁幅方向に配列して複数配筋される。これら補強鉄筋ユニット６は、梁せい方向に、ほぼ同じ高さに揃えて配筋される。

【0026】

補強鉄筋ユニット６は、梁１の横断面（梁幅方向の断面）で見て、梁１の中央縦断面Ｆ（梁１の長さ方向中心線が通る断面：図３参照）から梁１の両側面１ｃ側それぞれへ寄せて配筋される。図２及び図３に示す例では、補強鉄筋ユニット６は、梁１の両側面１ｃ側に２つずつ、４つが配筋されている。

【0027】

補強鉄筋ユニット６は、梁幅方向に等ピッチで配列することが好ましい。また、補強鉄筋ユニット６は、梁の中央縦断面Ｆに関し、線対称な位置関係で配列することが好ましい。

【0028】

本実施形態の鉄筋コンクリート梁の開孔部補強構造に用いられる補強鉄筋ユニット６は、図６（Ａ）及び図７（Ａ）に示すように、平行四辺形補強筋７の上辺７ａ同士及び下辺７ｂ同士が所定寸法で重なり合う中央の重なり部６ａと、重なり部６ａから、梁１の長さ方向両側に張り出す張り出し部６ｂが備えられる。

【0029】

図中、重なり部６ａの長さをＬ、各張り出し部６ｂの長さをＬとして、平行四辺形補強筋７の上辺７ａ及び下辺７ｂの長さは２Ｌで、斜辺７ｃの傾斜角は４５°であって、実線は一方の平行四辺形補強筋７を、点線は他方の平行四辺形補強筋７を示している。

【0030】

図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）には、特許文献１の一対の閉鎖型補強筋ａを上下対称に配置した様子が示されていて、この配置であっても同様に、中央の重なり部ｂと、梁の長さ方向両側の張り出し部ｃとが備えられている。

【0031】

図中、重なり部ｂ及び各張り出し部ｃの長さを同じＬとして、閉鎖型補強筋ａの長さの長い上辺及び下辺の長さは３Ｌで、長さの短い下辺及び上辺の長さはＬで、斜辺の傾斜角も同じ４５°であって、実線は一方の台形状閉鎖型補強筋ａ（下向き台形状補強筋と称する）を、破線は他方の台形状閉鎖型補強筋ａ（上向き台形状補強筋と称する）を示している。

【0032】

本実施形態と特許文献１の両者は一見、同一であるように看取されるが、引張力に対する抵抗作用は、相違する。

【0033】

図６は、梁１にせん断力Ｓａ，Ｓｂが作用した場合における本実施形態と特許文献１の対比を示している。例えば、梁１に、右側上向き・左側下向きにせん断力Ｓａ，Ｓｂが作用すると、特許文献１の一対の閉鎖型補強筋ａの場合、（Ｂ）に示すように、開孔部５際にせん断ひび割れＸを発生させる引張力が発生することになる（図中、ｔｓで示す）。この引張力ｔｓは、ひび割れＸが予想される位置の上側と下側で反対向きに生じ、これに対する鉄筋の応力（図中、ｔｒで示す）も、上側と下側で反対向きに生じることになる。

【0034】

以下、図中の右下側のせん断ひび割れＸと閉鎖型補強筋ａについて説明する。下底側の斜め筋を、１３５°フック付きとすれば、ひび割れＸ上側の上向きの力に対して、定着長さも十分にとることができるが、ひび割れＸ下側の下向きの力に対しては、上底に当たる部分だけでは足りず、反対側の斜辺まで含めないと、定着長さを十分にとることができない可能性がある。この場合、２つの鉄筋の折れ曲がり部分のそれぞれに、軸方向以外の応力（図中、ｔｕで示す）が発生することになり、これらは開孔部５の中心方向へ向かう応力となる。すなわち、最も断面積の小さい開孔部５の下方部分の２箇所に、想定されていない応力ｔｕがかかることになり、梁１としての耐力が低下する可能性がある。

【0035】

これに対応する本実施形態の応力状態が、図６（Ａ）に示されている。開孔部５際にせん断ひび割れＸを発生させる引張力（図中、Ｔｓで示す）は、上述したように、ひび割れＸが予想される位置の上側と下側で反対向きに生じ、これに対する鉄筋の応力（図中、Ｔｒで示す）も、上側と下側で反対向きに生じることになる。

【0036】

上側のせん断ひび割れＸを生じさせる力に対しては、平行四辺形補強筋７（実線表示のもの）は、閉鎖型補強筋ａと同様であるが、下側のせん断ひび割れＸを生じさせる力に対しては、下側の水平部分で十分な定着長さをとることができる。つまり、鉄筋の折れ曲がり部分に生じる軸方向以外の応力（図中、Ｔｕで示す）の発生は１個所であり、閉鎖型補強筋ａの場合よりも少ない。この結果、最も断面積の小さい開孔部５の下方部分に作用する、想定されていない応力Ｔｕを低減できることとなり、梁１としての耐力が低下することを防ぐことができる。このことは、対の平行四辺形補強筋７の他方についても同様である。従って、補強鉄筋ユニット６として、上下のせん断ひび割れＸに対し、特許文献１よりも優れた補強性能を確保することができる。

【0037】

また、例えば、梁に上向きの曲げＢｂが作用し、開孔部周辺に反対向きの引張力が発生すると、特許文献１の一対の閉鎖型補強筋ａの場合、本実施形態の補強鉄筋ユニット６と同様に、中央の重なり部ｂと両側の張り出し部ｃを有するが、両側双方への張り出し部ｃを形成する一方の下向き台形状補強筋ａは、その上辺全長を定着長さ（３Ｌ）として引張力ｔａに抵抗する。

【0038】

しかしながら、他方の上向き台形状補強鉄筋ａは、定着長さ（Ｌ）が短く、引張力を僅かに負担するに過ぎない（図中、ｔｂで示す）。

【0039】

下向き台形状補強筋ａでは、張り出し部ｃ側終端でつながる対の各斜辺が引張力の負担に寄与し得る（図中、ｔｃで示す）が、上向き台形状補強筋ａの対の各斜辺は、その上辺と同様に、引張力を何ら負担することができない。

【0040】

従って、特許文献１の一対の閉鎖型補強筋ａでは、上向きの曲げに対しては、下向き台形状補強筋ａだけが引張力に抵抗するに止まる構成であった。

【0041】

他方、下向きの曲げに対しては、上向き台形状補強筋ａだけが引張力を負担するものであった。

【0042】

結局、特許文献１では、閉鎖型補強筋ａは、一対でありながら、それぞれが個々に作用する構成であり、引張力に対する抵抗作用を効率的に確保することができない。

【0043】

これに対し、本実施形態に示した補強鉄筋ユニット６では、梁１に上向きの曲げＢａが作用し、開孔部５周辺に反対向きの引張力が発生したとき、一方及び他方の平行四辺形補強筋７双方が、上方の重なり部６ａを含め、それらの全長となる定着長さ（２Ｌ＋２Ｌ）をもって、引張力を振り分けるようにして、当該引張力Ｔａに抵抗することができる。

【0044】

また、２つの平行四辺形補強筋７両者の、上辺７ａの張り出し部６ｂ側終端でつながる各斜辺７ｃも、それぞれ引張力を負担する（図中、Ｔｃで示す）ことに寄与することができる。

【0045】

さらに、２つの平行四辺形補強筋７双方において、これら引張力を負担する各斜辺７ｃと対をなす他の各斜辺７ｃは、当該平行四辺形補強筋７の定着に寄与することができる。

【0046】

補強鉄筋ユニット６のこの作用は、梁１に下向きの曲げが作用した場合であっても同様であり、２つの平行四辺形補強筋７が協働して、効率よく引張力に抵抗することができる。

【0047】

本実施形態で示した補強鉄筋ユニット６は、特許文献１とは異なり、このようにして効率的に開孔部５周辺を補強することができるので、特許文献１の閉鎖型補強筋ａに比して、鉄筋径を細くしたり、外形寸法を小さくすることができる。

【0048】

言い換えれば、補強鉄筋ユニット６に比して、特許文献１の閉鎖型補強筋ａでは、鉄筋径を太くしたり、外形寸法を大きくする必要がある。

【0049】

また、補強鉄筋ユニット６であれば、開孔部５を効果的に補強できるので、後述するように、梁せいに対し、開孔部５の口径を大きくすることが可能となる。

【0050】

図１～図４に戻って、上述した補強鉄筋ユニット６を組み込んだコンクリート製梁の開孔部補強構造について説明する。

【0051】

複数の梁上端主筋３ａ及び梁下端主筋３ｂに、複数のあばら筋４を掛け回して構成された一般の梁鉄筋組に対し、梁１の開孔部５周辺では、補強鉄筋ユニット６が設けられる。補強鉄筋ユニット６は、開孔部５を包囲するようにして、梁上端主筋３ａと梁下端主筋３ｂとの間に配筋される。

【0052】

補強鉄筋ユニット６は、梁幅方向では、梁１の中央縦断面Ｆに関し、線対称な位置関係で、等ピッチで４つ配列される。４つの補強鉄筋ユニット６は、梁せい方向では、梁上端主筋３ａ及び梁下端主筋３ｂから等しい距離を隔てて、同じ高さ位置に配設される。

【0053】

補強鉄筋ユニット６を構成する平行四辺形補強筋７の上辺７ａ及び下辺７ｂそれぞれの近隣には、これらに沿わせて梁１の長さ方向に、両側の張り出し部６ｂを越えて開孔部５の両側へ達する直線状の上軸方向補強筋８及び下軸方向補強筋９が配筋される。

【0054】

図示例では、上・下軸方向補強筋８，９はそれぞれ、４つの補強鉄筋ユニット６に対応させて、梁幅方向に４本ずつ、計８本設けられている。

【0055】

これら上・下軸方向補強筋８，９には、後述する開孔部あばら筋１０を受けるようにこれに外接するように配筋される。

【0056】

上軸方向補強鉄筋８は、開孔部あばら筋１０及び後述する開孔際あばら筋１１内方に補強鉄筋ユニット６の上辺７ａが納まるように、補強鉄筋ユニット６の上辺７ａよりも僅かに下方へ寄せて設けられる。下軸方向補強鉄筋９も、開孔部あばら筋１０及び開孔際あばら筋１１内方に補強鉄筋ユニット６の下辺７ｂが納まるように、補強鉄筋ユニット６の下辺７ｂよりも僅かに上方へ寄せて設けられる。

【0057】

環状の開孔部あばら筋１０は、開孔部５を、梁せい方向の上下両側から挟む配置で配筋される。開孔部あばら筋１０は、開孔部５の上方では、補強鉄筋ユニット６の上辺７ａを包囲するように、上軸方向補強鉄筋８と梁上端主筋３ａとに掛け回されて配筋される。

【0058】

また、開孔部あばら筋１０は、開孔部５の下方では、補強鉄筋ユニット６の下辺７ｂを包囲するように、下軸方向補強鉄筋９と梁下端主筋３ｂとに掛け回されて配筋される。

【0059】

開孔部あばら筋１０は、開孔部５の上方及び下方のいずれでも、梁１の長さ方向に、あばら筋４よりも狭いピッチで、すなわち開孔部５以外の梁部分よりも多くの鉄筋量となるように配筋される。

【0060】

図示例では、上下の開孔部あばら筋１０はいずれも、大小異なる大きさのもの（１０ａ，１０ｂ）が梁１の長さ方向に交互に配筋されている。

【0061】

具体的には、梁幅方向に４つの補強鉄筋ユニット６すべてを包囲する大きな寸法の開孔部あばら筋１０ａと、梁幅方向の中央に配置される２つの補強鉄筋ユニット６だけを包囲する小さな寸法の開孔部あばら筋１０ｂが用いられ、これら寸法の異なる開孔部あばら筋１０ａ，１０ｂが順番に入れ替わりで配筋されている。

【0062】

従って、梁幅方向の４つの補強鉄筋ユニット６のうち、中央側の２つの補強鉄筋ユニット６は、すべての開孔部あばら筋１０で包囲され、梁１の側面１ｃ側に位置する他の２つの補強鉄筋ユニット６は、小さな寸法の開孔部あばら筋１０ｂに外接する配置で、大きな寸法の開孔部あばら筋１０ａだけに包囲されるようになっている。

【0063】

環状の開孔際あばら筋１１は、開孔部５を、梁１の長さ方向両側から挟む配置で配筋される。開孔際あばら筋１１は、次のように配筋される。

【0064】

開孔際あばら筋１１は、開孔部５の中心Ｇを通過する斜辺７ｃと平行な直線Ｊが、梁上端主筋３ａに交わる位置Ｋ１と梁下端主筋３ｂに交わる位置Ｋ２との間の範囲（Ｍ１＋Ｍ２）、言い換えれば、補強鉄筋ユニット６の斜辺７ｃと平行な直線Ｊが開孔部５の中心Ｇを通過して梁上端主筋３ａ及び梁下端主筋３ｂそれぞれと交差する位置Ｋ１，Ｋ２の間の範囲（Ｍ１＋Ｍ２）であって、開孔部５の両側となる領域に配筋される。

【0065】

図示例では、あばら筋４は、梁１の長さ方向に、上記範囲の外側となる補強鉄筋ユニット６の張り出し部６ｂ側終端付近と重なる位置まで両側から配筋される一方、開孔際あばら筋１１は、開孔部５際となる補強鉄筋ユニット６の両側の各張り出し部６ｂに配筋される。

【0066】

開孔際あばら筋１１は、斜辺７ｃ同士が互いに交差する箇所を含んで、補強鉄筋ユニット６及び上・下軸方向補強筋８，９を包囲するように、梁上端主筋３ａと梁下端主筋３ｂとに掛け回されて配筋される。

【0067】

開孔際あばら筋１１も、梁１の長さ方向に、あばら筋４よりも狭いピッチで、すなわち開孔部５周辺以外の梁部分よりも多くの鉄筋量となるように配筋される。

【0068】

図示例では、開孔際あばら筋１１も、大小異なる大きさのもの（１１ａ，１１ｂ）が梁１の長さ方向に交互に配筋されている。

【0069】

具体的には、梁幅方向に４つの補強鉄筋ユニット６すべてを包囲する大きな寸法の開孔際あばら筋１１ａと、梁幅方向の中央に配置される２つの補強鉄筋ユニット６だけを包囲する小さな寸法の開孔際あばら筋１１ｂが用いられ、これら寸法の異なる開孔際あばら筋１１ａ，１１ｂが順番に入れ替わりで配筋されている。

【0070】

従って、梁幅方向の４つの補強鉄筋ユニット６のうち、中央側の２つの補強鉄筋ユニット６は、すべての開孔際あばら筋１１ａ，１１ｂで包囲され、梁１の側面１ｃ側に位置する他の２つの補強鉄筋ユニット６は、小さな寸法の開孔際あばら筋１１ｂに外接する配置で、大きな寸法の開孔際あばら筋１１ａだけに包囲されるようになっている。

【0071】

環状の開孔際あばら筋１１、開孔部あばら筋１０、あばら筋４の形成については、閉鎖型形式やキャップタイ形式など、どのような形式であってもよい。

【0072】

そして、上述した上・下軸方向補強筋８，９は、開孔際あばら筋１１との関係では、それらの長さ方向両端８ａ，９ａが開孔部５両側の開孔際あばら筋１１の配筋領域を超えて、梁１の長さ方向に突出されるように構成される。

【0073】

本実施形態にかかる鉄筋コンクリート製梁の開孔部補強構造にあっては、平行四辺形補強筋７からなる補強鉄筋ユニット６により、梁１のせん断で斜辺７ｃに生じる引張力及び梁１の曲げで生じる引張力に対し、優れた抵抗力を確保することができ、開孔部５周辺を効率良く補強することができる。

【0074】

引張力の作用で補強鉄筋ユニット６に生じた応力は、上・下軸方向補筋８，９を通じて、開孔部あばら筋１０及び開孔際あばら筋１１に伝達することができ、開孔部５周辺の曲げ強度を格段に高めることができる。

【0075】

また、開孔部あばら筋１０及び開孔際あばら筋１１の配筋ピッチを、開孔部５のない一般部分のあばら筋４のピッチよりも狭くして、開孔部５周辺の鉄筋量を増やしたので、補強効果をさらに向上することができる。

【0076】

軸方向補強筋８，９は、一般部分のあばら筋４に達するように配筋されるので、開孔部５周辺に生じた応力の一部を、これらあばら筋４に負担させることができる。

【0077】

また、開孔部あばら筋１０及び開孔際あばら筋１１により、開孔部５周辺のせん断強度も十分に確保することができる。

【0078】

このように開孔部５周辺の補強強度を増強できるので、梁せいＤに対する開孔部５の直径Ｈを、通常のＨ＝Ｄ／３を越えて、Ｈ＝Ｄ／２のように大型化しても、梁性能を保証することが可能となる。

【0079】

以上の説明では、図１～図７に基づいて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、平行四辺形補強筋７における重なり部６ａと張り出し部６ｂの長さを同じ長さとしたが、張り出し部６ｂの長さは、重なり部６ａの長さに対し、長くても短くてもよい。また、補強鉄筋ユニット６が４つの場合について説明したが、補強鉄筋ユニット６は複数個であればよく、３つでも、５つでもよい。

【符号の説明】

【0080】

１ 梁
１ａ 梁の上面
１ｂ 梁の下面
３ａ 梁上端主筋
３ｂ 梁下端主筋
４ あばら筋
５ 開孔部
６ 補強鉄筋ユニット
７ 平行四辺形補強筋
７ａ 平行四辺形補強筋の上辺
７ｂ 平行四辺形補強筋の下辺
７ｃ 平行四辺形補強筋の斜辺
８ 上軸方向補強筋
８ａ 上軸方向補強筋の長さ方向両端
９ 下軸方向補強筋
９ａ 下軸方向補強筋の長さ方向両端
１０ 開孔部あばら筋
１１ 開孔際あばら筋
Ｇ 開孔部の中心
Ｊ 斜辺と平行な直線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】