特許 7297649 柱梁接合部構造

(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】2023-06-16

(45)【発行日】2023-06-26

(54)【発明の名称】柱梁接合部構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/58 20060101AFI20230619BHJP

   E04B 1/21 20060101ALI20230619BHJP

【ＦＩ】

E04B1/58 505A

E04B1/21 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019213525

(22)【出願日】2019-11-26

(65)【公開番号】P2021085189

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-06-30

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ▲１▼発行日：令和１年７月２０日 刊行物：２０１９年度大会（北陸）学術講演梗概集 建築デザイン発表梗概集、第１１５～１１６頁、一般財団法人日本建築学会 ▲２▼発行日：令和１年７月２０日 刊行物：２０１９年度大会（北陸）学術講演梗概集 建築デザイン発表梗概集、第１１７～１１８頁、一般財団法人日本建築学会 ▲３▼発行日：令和１年９月１日 刊行物：奥村組技術年報Ｎｏ．４５、第７７～８４頁、株式会社奥村組技術研究所

(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】110000800

【氏名又は名称】弁理士法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山際 創

(72)【発明者】

【氏名】岸本 剛

(72)【発明者】

【氏名】浜口 慶生

(72)【発明者】

【氏名】服部 晃三

【審査官】須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１０５４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４０３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】戸田建設ニュースリリース，日本，戸田建設，2019年09月10日

【文献】萩尾浩也、渋市克彦、米澤健次，直交架構の損傷が扁平梁の構造性能に及ぼす影響に関する実験的研究 その１ 実験概要，日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸)，111,112，日本建築学会，2019年09月

【文献】足立将人、平田延明、中岡章郎、室重行、入江貴弘，幅広扁平梁架構の構造性能に関する実験的研究，日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿)，399,400，日本建築学会，2014年07月20日

【文献】平田延明、太田雄介、中岡章郎，幅広扁平梁柱接合部の張出部補強筋による構造性能への影響に関する実験的研究，日本建築学会大会学術講演梗概集(九州)，405,406，日本建築学会，2016年07月20日

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｂ １／００－１／３６

Ｅ０４Ｂ １／３８－１／６１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

柱と前記柱の柱幅より広い梁幅を有する扁平梁と前記柱及び前記扁平梁と直交する直交梁とが、前記柱、前記扁平梁及び前記直交梁のそれぞれの一の外側面が面一となるように接続されている接合部構造であって、
前記柱と前記扁平梁との接合部を含む前記柱の柱せいの内側であって且つ前記直交梁の梁幅の外側において、前記扁平梁内に、前記扁平梁内に配置されている複数の梁主筋を取り囲むように、２個に分割されてそれぞれコの字状からなる複数の第１の補強筋が、前記柱の柱幅の内側において、前記コの字の両端部が前記柱幅の方向に重複して前記梁主筋に固定されており、
前記柱の外側であって前記扁平梁と前記直交梁との梁の接合部内において、前記梁の接合部内の複数の前記梁主筋を前記直交梁の延びる方向に囲むように、前記柱の延びる方向の面側から前記接合部内方に向ってコの字状の第２の補強筋が配置されていることを特徴とする柱梁接合部構造。

【請求項2】

前記第２の補強筋は、前記柱の延びる方向の面に最も近く前記直交梁内に配置されている梁主筋に基部が固定されていることを特徴とする請求項１に記載の柱梁接合部構造。

【請求項3】

前記柱せいより外側において、前記扁平梁内に複数の第３の補強筋が配置されており、
前記第３の補強筋は、前記扁平梁内に配置されている複数の梁主筋の外周を囲繞する囲繞筋と、前記囲繞筋の途中において前記柱の延在する方向に連結する複数の連結筋とから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の柱梁接合部構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、柱と扁平梁との接合部における構造に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄筋コンクリート造ラーメン架構の建物において、柱幅より広い幅を有する扁平梁を用いる扁平梁工法が提案されている。この扁平梁工法は、梁せいを小さく抑えて、梁下に開放的な空間を構築することができるので、建物の全体高さを低くしつつ十分な室内高さを確保することが可能となる。しかし、扁平梁工法においては、梁せいが小さいため、柱と扁平梁との接合部において支持可能な曲げモーメントが小さくなる。また、扁平梁の柱幅の外側に配置される範囲（跳ね出し部）は柱に固定されないので、剛性が低く、変形が生じやすい。

【0003】

そこで、例えば、特許文献１には、柱と扁平梁との接合部において梁軸方向及び梁軸と直交する方向に突出する、柱と一体の跳ね出し部を設け、柱から跳ね出し部にかけての耐力を梁端部の耐力と比べて十分に大きくする技術が開示されている。具体的には、跳ね出し部のあばら筋のピッチを梁部分のあばら筋のピッチの半分程度とし、さらに柱断面を貫通する形で上下の主筋に加え、主筋と平行する跳ね出し部補強筋を加えている。また、必要に応じて、柱の主筋に補強用添え筋を添えてもよいとされている。このように跳ね出し部に密に配筋することによって、跳ね出し部の剛性と耐力を高め、跳ね出し部に接合することが柱に接合することと同様の構造性能が得られるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許４１０５１９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術のように接合部及び跳ね出し部の配筋を大幅に増加させると、配筋の施工が困難となる。また、梁幅が柱幅よりも広いため、扁平梁の柱幅の外側の部分にかかる曲げによって接合部にねじり変形が発生するが、これを完全に抑制することは、上記特許文献１に開示された技術においては十分に図ることができないので、梁の構造性能を過大に評価するおそれがある。

【0006】

また、柱と扁平梁とこれらと直交する直交梁とを接合部構造においては、跳ね出し部と直交梁との接合部におけるせん断力やねじれによってひび割れが発生するおそれがある。

【0007】

本発明は、以上の点に鑑み、配筋施工の簡易化、ねじり変形の抑制及び跳ね出し部と直交梁の接合部におけるひび割れの発生の抑制を図ることが可能な柱と扁平梁との接合部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】

【0008】

本発明は、柱と前記柱の柱幅より広い梁幅を有する扁平梁と前記柱及び前記扁平梁と直交する直交梁とが、前記柱、前記扁平梁及び前記直交梁のそれぞれの一の外側面が面一となるように接続されている接合部構造であって、前記柱と前記扁平梁との接合部を含む前記柱の柱せいの内側であって且つ前記直交梁の梁幅の外側において、前記扁平梁内に、前記扁平梁内に配置されている複数の梁主筋を取り囲むように、２個に分割されてそれぞれコの字状からなる複数の第１の補強筋が、前記柱の柱幅の内側において、前記コの字の両端部が前記柱幅の方向に重複して前記梁主筋に固定されており、前記柱の外側であって前記扁平梁と前記直交梁との梁の接合部内において、前記梁の接合部内の複数の前記梁主筋を前記直交梁の延びる方向に囲むように、前記柱の延びる方向の面側から前記接合部内方に向ってコの字状の第２の補強筋が配置されていることを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、第１の補強筋によって柱と扁平梁との接合部及び扁平梁の柱の柱せいの内側部分であって且つ前記直交梁の梁幅の外側における部分である跳ね出し部内において梁主筋が拘束されているので、これらの部分におけるせん断力とねじれによる変形を抑制することが可能となる。これにより、上記特許文献１に開示されたように補強する場合と比較して、特にねじれによる変形を抑制することが可能となる。また、上記特許文献１に開示された技術における配筋構成と比較して、同程度の配筋量で、より効果的にせん断力による変形を抑制することが可能となる。

【0010】

さらに、第２の補強筋の存在によって、柱の外側であって扁平梁と直交梁との梁の接合部の表面に、せん断力によるねじれによって発生するひび割れを抑制することが可能となる。

【0011】

本発明において、前記第２の補強筋は、前記柱の延びる方向の面に最も近く前記直交梁内に配置されている梁主筋に基部が固定されていることが好ましい。

【0012】

この場合、上述したひび割れの発生を効果的に抑制することが可能となる。

【0013】

また、本発明において、前記柱せいより外側において、前記扁平梁内に複数の第３の補強筋が配置されており、前記第３の補強筋は、前記扁平梁内に配置されている複数の梁主筋の外周を囲繞する囲繞筋と、前記囲繞筋の途中において前記柱の延在する方向に連結する複数の連結筋とから構成されていることが好ましい。

【0014】

この場合、第３の補強筋は中子筋によって途中が連結されているので、扁平梁の第２の補強筋を内設した部分におけるせん断力による変形を効果的に抑制することが可能となる。これにより、上記特許文献１に開示されたように中子筋を有さない場合と比較して、せん断力による変形をより効果的に抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態に係る柱梁接合部構造のＸＹ平面における模式断面図。

【図2】図１のIIーII線における模式断面図。

【図3】図１のIIIーIII線における模式断面図。

【図4】図１のIVーIV線における模式断面図。

【図5】図１のVーV線における模式断面図。

【図6】図１のVIーVI線における模式断面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の実施形態に係る柱梁接合部構造１００について図１から図６を参照して説明する。

【0017】

柱梁接合部構造１００は、一体構築された鉄筋コンクリート造（ＲＣ）の柱１０と扁平梁２０とが接合され、さらに柱１０及び扁平梁２０と直交する直交梁３０が接合されてなる接合部４０を含む構造である。例えば、柱１０は建物の側周部に位置する側柱である。柱１０、扁平梁２０及び直交梁３０のそれぞれの一の外側面が面一となるように接続されている。柱梁接続部構造１００又は柱梁接続部構造１００を含む構造体は、現場打ちコンクリートからなるものであっても、ハーフプレキャストコンクリートからなるものであってもよい。

【0018】

扁平梁２０は、梁せいＤｇ（不図示）に対して梁幅Ｂｇが幅広な扁平梁であり、梁幅Ｂｇは柱幅Ｂｃより幅広となっている。柱幅Ｂｃに対する梁幅Ｂｇの比率（柱・梁幅比）は、３以下であることが好ましい。接合部４０から扁平梁２０の梁幅方向に柱１０の側面から外側に張り出した扁平梁２０の部分が跳ね出し部４１となっている。跳ね出し部４１の前記外側面側の部分は、扁平梁２０と直交梁３０との梁の接合部４２となっている。跳ね出し部４１の柱１０の側面から張り出した部分の寸法は、柱幅Ｂｃ及び柱せいＤｃ以下、かつ扁平梁２０の梁せいＤｇの２倍以下であることが好ましい。

【0019】

ここでは、柱１０の軸心Ｏｃと扁平梁２０の軸心Ｏｇが交差する場合、すなわち扁平梁２０に対して柱１０が偏心しないで接合されている場合について説明するが、偏心があっても、すなわち扁平梁２０に対して柱１０が片寄せされて接合されていてもよい。この場合、上記比率（柱・梁幅比）を計算する際の梁幅Ｂgは、跳ね出し部３１の幅のうち大きい方の幅の２倍と柱１０の幅の和として算定することが好ましい。

【0020】

以下、扁平梁２０の軸心Ｏｇが延在する方向をＸ軸方向とし、柱１０の軸心Ｏｃが延在する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸及びＺ軸と直交し、直交梁３０の軸心Ｏｒが延在する方向をＹ軸方向として説明する。

【0021】

柱１０には、Ｚ軸方向に延在する複数の柱主筋１１、及びこれら柱主筋１１の外周を囲繞し、Ｚ軸方向に間隔を隔てて配置された複数のフープ筋１２が内設されている。

【0022】

扁平梁２０には、Ｘ軸方向に延在する複数の梁主筋２１が配筋されている。梁主筋２１は、Ｙ軸方向に等間隔に配置されていてもよいが、柱せい外と比較して柱せい内において間隔が狭く配置されていることが好ましい。梁主筋２１は、扁平梁２０の柱１０の外側面と面一となる外側面側の端部、すなわち扁平梁２０の背面の端部に定着部２１ａを備えている。梁の接合部４２の外側面側の端部、すなわち梁の接合部４２の背面側の端部に定着部２１ａが位置している。

【0023】

さらに、扁平梁２０のうち柱せい内の直交梁３０の梁幅の外側の部分、すなわち、接合部４０が梁の接合部４２と接続する背面側とは反対側及び跳ね出し部４１からなる部分内において、複数の梁主筋２１を取り囲むように、複数のねじり補強筋２２がＸ軸方向に間隔を隔てて配置されている。ねじり補強筋２２は、本発明の第１の補強筋に相当する。

【0024】

各ねじり補強筋２２は、２個に分割されてそれぞれコの字状からなり、具体的には、基部２２ａと基部２２ａの両端からそれぞれ延びる２本の足部２２ｂとから構成されている。そして、基部２２ａが跳ね出し部４１の端部内に配置されている梁主筋２１の端面側の外側に接触して位置し、各足部２２ｂがＹ軸方向に間隔を隔てて配置されている梁主筋２１の上端筋の上側と下端筋の下側に接触して位置している。そして、各足部２２ｂの基部２２ａと接続されていない側の端部が、柱幅内にて重複した部分を有するように梁主筋２１に直接的又は間接的に固定されている。

【0025】

このように構成された各ねじり補強筋２２によって、接合部４０の直交梁３０の梁幅の外側及び跳ね出し部４１内における梁主筋２１が拘束されており、接合部４０の直交梁３０の梁幅の外側及び跳ね出し部４１におけるせん断力とねじれによる変形を抑制することが可能となる。

【0026】

これにより、上記特許文献１に開示されたように補強する場合と比較して、特にねじれによる変形を抑制することが可能となる。また、上記特許文献１に開示された技術における配筋構成と比較して、同程度の配筋量で、より効果的にせん断力による変形を抑制することが可能となる。さらに、跳ね出し部４１に生じる曲げモーメントは、ねじり補強筋２２によってねじり抵抗力として柱１０に伝達される。

【0027】

また、各ねじり補強筋２２は、コの字状であるので、跳ね出し部４１の端面側から接合部４０側に挿入するようにして配筋することが可能であるので、配筋の施工が簡易である。

【0028】

なお、ねじり補強筋２２は、柱１０と扁平梁２０との接合部４０におけるせん断力とねじれによる変形を所望量以下に抑制することが可能となる量を配筋すればよい。また、図示しないが、ねじり補強筋２２を途中においてＺ軸方向に連結する中子筋を配筋してもよい。ただし、この場合、配筋の施工性が悪化するので、好ましくない。

【0029】

さらに、扁平梁２０のうち柱せいの外側である範囲、すなわち柱１０の内側面よりＸ軸方向外側の部分には、Ｘ軸方向に間隔を隔てて複数のせん断補強筋２３が配筋されている。せん断補強筋２３は、本発明の第３の補強筋に相当する。

【0030】

なお、せん断補強筋２３は、扁平梁２０の柱せいの外側全体に亘って配置されていることが好ましいが、扁平梁２０の柱せいの外側のうちの断面計算上必要となる範囲内にだけ配置されていてもよい。

【0031】

せん断補強筋２３は、複数の梁主筋２１の外周を囲繞するあばら筋２４と、１本のあばら筋２４の途中において柱１０の延在する方向、すなわちＺ軸方向に連結する複数の中子筋２５とから構成されている。あばら筋２４は本発明の囲繞筋に相当し、中子筋２５は本発明の連結筋に相当する。

【0032】

中子筋２５は、１本のあばら筋２４に対して少なくも１本であるが、Ｙ方向に間隔を開けて複数本配置されていてもよい。この場合、Ｙ方向に等間隔に配置されていてもよいが、柱幅外と比較して柱幅内において間隔が狭くなるように配置されていることが好ましい。さらに、中子筋２５は柱幅内においてのみ配置されていてもよい。

【0033】

このように構成されたせん断補強筋２３は、複数の梁主筋２１の柱幅外における部分を拘束している。

【0034】

このようにせん断補強筋２３は中子筋２５によって途中が連結されているので、扁平梁２０のせん断補強筋２３を内設した部分におけるせん断力による変形を効果的に抑制することが可能となる。これにより、上記特許文献１に開示されたように中子筋を有さない場合と比較して、せん断力による変形をより効果的に抑制することが可能となる。

【0035】

なお、扁平梁２０におけるせん断補強筋２３の配筋量は、通常の梁のせん断補強筋と同程度であってよく、扁平梁２０の断面積に対する最低配筋量以上、かつ、所望の許容せん断応力から求めた最小補強筋量以上とすればよい。

【0036】

さらに、直交梁３０には、接合部４０及び梁の接合部４２を貫通してＹ軸方向に延在する複数の梁主筋３１、及び接合部４０内以外においてこれら梁主筋３１の外周を囲繞し、Ｙ軸方向に間隔を隔てて配置された複数のフープ筋３２が内設されている。

【0037】

例えば扁平梁２０と直交梁３０の上端面が一致する場合、接合部４０及び梁の接合部４２において、扁平梁２０の上端の梁主筋２１か直交梁３０の上端の梁主筋３１の何れかが上方に配置されることになる。扁平梁２０は梁せいＤｇが低いため、上下の梁主筋２１の距離である有効梁せいを大きく確保するために上端の梁主筋２１を直交梁３０の上端の梁主筋３１よりも上方に配置することが好ましい。

【0038】

この場合、扁平梁２０の上端の梁主筋２１が鉄筋によって拘束されないと、梁の接合部４２におけるせん断力やねじれに対する耐力が低下する。そこで、梁の接合部４２内には、コの字状のかんざし筋３３が直交梁３０の梁幅方向（Ｘ軸方向）に間隔を開けて、梁主筋３１の間に配置されている。かんざし筋３３は本発明の第２の補強筋に相当する。かんざし筋３３は、梁の接続部４２の上面側から梁主筋２１と直交する方向（Ｚ軸方向）に下方に向って延びるように配置されている。

【0039】

かんざし筋３３は、梁の接合部４２内の扁平梁２０の梁主筋２１の定着部２１ａの直前まで配置されている。例えば、定着部２１ａが機械式の場合、かんざし筋３３は定着板のスリーブ部の直前まで延びている。また、定着部２１ａが定着板を鉄筋の先端に直接接合する構成の場合、かんざし筋３３は定着板の直前まで延びている。そして、かんざし筋３３は、梁の接合部４２内の複数の梁主筋２１を直交梁３０の延びる方向（Ｙ軸方向）に囲むように配置されている。

【0040】

かんざし筋３３は、コの字状であり、具体的には、基部３３ａと基部３３ａの両端からそれぞれ延びる２本の足部３３ｂとから構成されている。そして、基部３３ａが梁の接合部４２内における上端の梁主筋２１の上面に接触して位置し、各足部３３ｂが上下方向（Ｚ軸方向）に間隔を隔てて配置されている梁主筋２１の外側面に接触して位置している。これにより、かんざし筋３３は、梁の接合部４２内における複数の梁主筋２１をコの字状に取り囲んでいる。なお、各足部３３ｂの基部３３ａと接続されていない側の端部は、特に他の鉄筋と固定されていないともよい。

【0041】

かんざし筋３３は、梁の接合部４２の上面側から内部に向って挿入されて配筋され、直交梁３０の内部に定着される。かんざし筋３３は、せん断力とねじりに抵抗するために必要な鉄筋量を配置することが好ましいが、扁平梁２０の耐力算定には考慮しないことが好ましい。

【0042】

このように構成されたかんざし筋３３によって、梁の接合部４２内における扁平梁２０の梁主筋２１を拘束することが可能となるので、この部分におけるせん断力によるねじれや梁の接合部４２の上面にひび割れが発生することを抑制することができる。

【0043】

なお、梁の接合部４２内の背面側の端部には直交梁３０内のフープ筋３２が存在しているので、これにより、梁の接合部４２の背面にひび割れが生じることが抑制される。

【0044】

なお、本発明は、上述した実施形態に具体的に記載した柱梁接合部構造１００に限定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。

【0045】

例えば、扁平梁２０と直交梁３０の上面が一致する構造について説明したが、本発明は、扁平梁２０と直交梁３０の下面が一致する構造に適用してもよい。この場合は、扁平梁２０の梁主筋２１の下端筋が直交梁３０の梁主筋２１の下端筋よりも下側に位置するので、かんざし筋３３は扁平梁２０の下面側から挿入して、扁平梁２０の梁主筋２１の下端筋を拘束すればよい。

【符号の説明】

【0046】

１０…柱、 １１…柱主筋、 １２…フープ筋、 ２０…扁平梁、 ２１…梁主筋、 ２２…ねじり補強筋（第１の補強筋）、 ２３…せん断補強筋（第３の補強筋）、 ２４…あばら筋（囲繞筋）、 ２５…中子筋（連結筋）、 ３０…直交梁、 ３１…梁主筋、 ３２…フープ筋、 ３３…かんざし筋（第２の補強筋）、 ４０…接合部、 ４１…跳ね出し部、 ４２…梁の接合部、 １００…柱梁接合部構造。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】