説明

コンクリート造梁及びその製造方法

【課題】梁に生じるせん断ひび割れが梁を貫通し難いようにする
【解決手段】形状・大きさを同一とする二つのせん断補強筋15,16を、梁10に設けた貫通孔14の長さ方向両端部に配置し、その両せん断補強筋15,16の対応する部材同士を上記貫通孔14周り同一の向きに配置する。貫通孔14は梁軸方向に直交して設けられ、両せん断補強筋15,16の前記対応する部材同士は、その貫通孔14中心からの距離が異なる位置に配置されて、上記貫通孔14中心を夾んで側面視対称とする。このようにすれば、梁10に生じるせん断ひび割れ17,18が、その梁10の表裏両面12,13において、貫通孔14中心周り異なる位置に生じるので、そのせん断ひび割れ17,18が梁10の幅方向に貫通し難いようになる。このため、梁10は、より高いせん断応力にも対応できるようになる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、貫通孔周囲にせん断補強部材を配置した鉄筋コンクリート造梁あるいは鉄骨鉄筋コンクリート造梁、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
設備配管等をコンクリート造梁を有する建物内に、あるいはその建物内部から外部へ配する場合、その配管が階高設定に影響を与えないようにするため、梁の腹部に配管用貫通孔を設ける手法が一般的である。
梁に貫通孔を設ける場合、そのままでは断面減少、孔周囲への応力集中等により、梁のせん断体力が低下するので、その貫通孔周囲を、鉄筋や溶接金網等のせん断補強部材で補強する手法が一般的に用いられている。
例えば、図8及び図9(a)(b)に示すように、梁1に設けた貫通孔4の周囲に四辺形状のせん断補強筋(せん断補強部材)5が配置される。これは、梁1にせん断応力が作用した場合に生じる初期のせん断ひび割れ7,8が、図9(c)(d)に示すように、貫通孔4の中心付近を通る45度方向のラインに沿って進展するため、そのひび割れ7,8に対して直交する方向に向くせん断補強部材5を配置して、その補強効果を高めるためである(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、同一の形状を有する二つのせん断補強部材を重ねて設けて、その二つのせん断補強部材を梁軸方向に偏心させて配置する技術も開示されている(例えば、特許文献2参照)。
【特許文献1】特開平5−321404号公報
【特許文献2】特開平9−203161号公報(第7頁第6図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、構造実験結果によると、図9(c)(d)に示すように、せん断ひび割れ7,8は、梁1の表裏面2,3近くにおいてそれぞれ貫通孔4を始点として45度方向に進展し、さらに、作用するせん断力が大きくなると、そのひび割れ7,8が、梁1の幅方向(表裏面2,3を結ぶ方向)へも進展して、やがて梁1の幅方向中程で繋がって梁1を貫通するに至る。このひび割れ7,8の貫通により、梁1の強度は一気に低下し、その後、破壊、崩落に至る。
【0005】
このように、貫通孔を設けたコンクリート造梁において、せん断ひび割れは梁の幅方向へも進展し、その幅方向への貫通により強度が大きく低下する。このため、そのせん断ひび割れを梁の幅方向に貫通しないようにすれば、貫通孔周囲のせん断補強部材による補強効果はさらに高められるといえる。
【0006】
そこで、この発明は、梁に生じるせん断ひび割れが、その梁の幅方向に貫通し難いようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、この発明は、以下のコンクリート造梁の構造を採用し得る。
すなわち、梁に設けた貫通孔周囲に、その貫通孔の長さ方向に並列する複数のせん断補強部材を配置したコンクリート造梁において、前記並列する複数のせん断補強部材を同一の形状、大きさとして上記貫通孔に臨む梁の正面視同一の向きに配置し、且つ上記各せん断補強部材の対応する部材同士を前記貫通孔の中心からの距離が異なる位置に配置したものである。
このようにすれば、梁に生じるせん断ひび割れが、その梁の表裏両面において、貫通孔中心周り異なる位置に生じるので、その両側のせん断ひび割れが幅方向に貫通し難いようになる。このため、梁は、より高いせん断応力にも対応できるようになる。
【0008】
また、他の手段としては、上記複数のせん断補強部材に、それぞれ、梁にせん断応力が作用した際に生じるせん断ひび割れを誘導するひび割れ誘導手段を設け、その各ひび割れ誘導手段の位置を、上記貫通孔周囲の異なる方位に配置したものを採用し得るとともに、上記並列する複数のせん断補強部材を異なる形状・大きさとしても同様の効果を発揮し得る。
【0009】
また、上記の課題を解決するために、この発明は、以下のコンクリート造梁の製造方法を採用し得る。
すなわち、梁に設けた貫通孔周囲に、その貫通孔の長さ方向に並列する複数のせん断補強部材を配置するコンクリート造梁の製造方法において、前記並列する複数のせん断補強部材を同一の形状、大きさとして上記貫通孔に臨む梁の正面視同一の向きに配置し、且つ上記各せん断補強部材の対応する部材同士を前記貫通孔の中心からの距離が異なる位置に配置するコンクリート造梁の製造方法である。
このようにすれば、梁に生じるせん断ひび割れが、その梁の表裏両面において、貫通孔中心周り異なる位置に生じるので、そのせん断ひび割れが幅方向に貫通し難いようになる。このため、梁は、より高いせん断応力にも対応できるようになる。
【0010】
また、他の手段としては、上記複数のせん断補強部材に、それぞれ、梁にせん断応力が作用した際に生じるせん断ひび割れを誘導するひび割れ誘導手段を設け、その各ひび割れ誘導手段の位置を、上記貫通孔周囲の異なる方位に配置するコンクリート造梁の製造方法を採用し得るとともに、上記並列する複数のせん断補強部材を異なる形状・大きさとしても同様の効果を発揮し得る。
【発明の効果】
【0011】
この発明は、以上のようにしたので、梁に生じるせん断ひび割れが、その梁の幅方向に貫通しないようになり、梁は、より高いせん断応力にも対応できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
一実施形態を図1乃至図3及び図4(a)に基づいて説明する。図1は、柱11,11間を結ぶコンクリート造梁10に設けた貫通孔14に、それぞれ配管14aを挿通した状態を示している。
また、図2は、その柱11及び梁10の配筋状態を示したものである。図2で示す符号21は梁10の主筋を、符号22はあばら筋を示している。
【0013】
梁10の貫通孔14は、その梁10の梁軸方向に直交して設けられており、その貫通孔14周囲には、その貫通孔14の長さ方向(梁10の幅方向)に並列する二つのせん断補強筋(せん断補強部材)15,16が配置されている。
この並列する二つのせん断補強筋15,16は、その素材はもとより、形状・大きさ(例えば、鉄筋部材の径、寸法等)は同一のものとなっており、図2(b)に示すように、梁10の表裏面12,13から所定の被りWを確保して配置されており、それぞれ対応する側のあばら筋22に固定されている。
【0014】
一方のせん断補強筋15は、貫通孔14を囲む部材15a,15b,15a,15bで四辺形状に形成されており、他方のせん断補強筋16も、同じく貫通孔14を囲む部材16a,16b,16a,16bで四辺形に形成されて、いずれも梁軸方向及び上下方向に対称となっている。
なお、両せん断補強筋15,16を構成する前記各部材15a,15b,16a,16bは、図示するように、それぞれ各部に複数本ずつ設けてその補強の効果を高めてもよい。
【0015】
この両せん断補強筋15,16は、前記貫通孔14に臨む梁10の正面視、すなわち表裏面12,13に臨む側から見て同一の向きになるように配置されており、また、その位置は、図3(a)に示すように、両せん断補強筋15,16の位置が正面視一致した位置を基準に、貫通孔14を夾んで梁軸方向へ相反する方向へ同一距離移動させて配置している。したがって、貫通孔14に臨む梁10の表面12側からの正面視によると、表裏面12,13の対応する部材15aと部材16a、及び部材15bと部材16bとは、それぞれ前記貫通孔14中心からの距離が異なる位置となっている。
なお、その両せん断補強筋15,16の前記相反する方向への各移動距離は、前記正面視一致した位置からそれぞれ梁軸方向へ10mmよりも大きくすることが望ましい。また、配置した各せん断補強筋15,16は、その閉鎖形状内に貫通孔14が位置し、且つ各せん断補強筋15,16と貫通孔14の内壁との間に所定の離隔を有するように設定することが望ましい。
【0016】
この梁10にせん断応力が作用すると、図3(c)(d)に示すように、梁10の表裏面12,13付近においてそれぞれ、せん断ひび割れ17,18が梁軸方向に対して45度方向に発生する。この両せん断ひび割れ17,18は、せん断補強筋15,16を直角に横断して、その後も45度方向へ進展していく。
また、両せん断ひび割れ17,18は、同時に梁幅方向、すなわち、貫通孔14の長さ方向にも進展していくが、図3(c)(d)に示すように、両せん断ひび割れ17,18の位置は、梁軸方向に異なった位置となっているので、両せん断ひび割れ17,18は繋がらず、すなわち、梁10を梁幅方向には貫通することなくさらに進展する。このため、梁10は、より高いせん断応力に対しても耐え得るようになる。
【0017】
なお、上記実施形態では、図4(a)に示すように、両せん断補強筋15,16を、梁10の表裏面12,13に沿って相反する梁軸方向へ移動させて、両せん断補強筋15,16の梁軸方向位置が異なるように配置したが、例えば、図4(b)に示すように、両せん断補強筋15,16の上下方向位置が異なるように設定した実施形態も採用し得る。
また、そのほか、せん断補強筋15,16の一方、又は両方を、梁10の表裏面12,13に対して傾斜させる手法も考えられる。
【0018】
また、他の実施形態として、図5及び図6に示す構成も考えられる。図5及び図6に示す各実施形態は、図1乃至図4に示す各実施形態において、せん断補強筋(せん断補強部材)15,16として異なる形態のものを採用したものである。
【0019】
さらに、他の実施形態として、図7に示すように、梁10内に、梁10にせん断応力が作用した際に生じるせん断ひび割れを誘導するひび割れ誘導手段20を設けて、その誘導手段20の位置を、上記貫通孔14周囲の異なる方位に配置した構成を採用し得る。
このようにすれば、せん断ひび割れ17,18は、図7に示すように、梁軸方向に異なった位置に生じるので、その両せん断ひび割れ17,18が梁10を梁幅方向に貫通することなくさらに進展する。このため、梁10は、より高いせん断応力に対しても耐え得るようになる。
【0020】
また、さらに他の実施形態として、上記並列する複数のせん断補強筋を、異なる形状・大きさとしてもよい。例えば、左右又は上下非対称な形状のせん断補強筋、又は全く形状の異なるせん断補強筋を複数用意して、その複数のせん断補強筋を、それぞれ梁の表裏面近くにおいて向きを違えて設置してもよい。このような構成においても、梁の表裏面近くにおいてそれぞれ発生するせん断ひび割れは、梁軸方向に異なった位置に生じるので同様の効果を発揮し得る。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】貫通孔を有するコンクリート造梁の設置例を示す説明図
【図2】一実施形態の配筋状態を示し、(a)は柱と梁の切断平面図、(b)は梁の切断側面図
【図3】同実施形態のせん断補強筋の詳細図で、(a)はひび割れ発生前の正面図、(b)は同切断側面図、(c)はひび割れ発生後の正面図、(d)は同背面図
【図4】(a)は同実施形態を示す斜視図、(b)は他の実施形態を示す斜視図
【図5】他の実施形態の配筋状態を示す正面図
【図6】さらに他の実施形態の配筋状態を示す正面図
【図7】さらに他の実施形態のせん断補強筋の詳細図で、(a)はひび割れ発生前の正面図、(b)は同切断側面図、(c)はひび割れ発生後の正面図、(d)は同背面図
【図8】従来例の斜視図
【図9】従来例の配筋状態を示し、(a)はひび割れ発生前の正面図、(b)は同切断側面図、(c)はひび割れ発生後の正面図、(d)は同背面図
【符号の説明】
【0022】
1,10 梁(コンクリート造梁)
2,12 表面
3,13 裏面
4,14 貫通孔
5,6,15,16 せん断補強筋(せん断補強部材)
7,8,17,18 せん断ひび割れ
11 柱
20 誘導手段
21 主筋
22 あばら筋

【特許請求の範囲】
【請求項1】
梁10に設けた貫通孔14周囲に、その貫通孔14の長さ方向に並列する複数のせん断補強部材15,16を配置したコンクリート造梁10において、
上記並列する複数のせん断補強部材15,16を同一の形状、大きさとして上記貫通孔14に臨む梁10の正面視同一の向きに配置し、且つ上記各せん断補強部材15,16の対応する部材同士を前記貫通孔14の中心からの距離が異なる位置に配置したことを特徴とするコンクリート造梁。
【請求項2】
梁10に設けた貫通孔14周囲に、その貫通孔14の長さ方向に並列する複数のせん断補強部材15,16を配置したコンクリート造梁10において、
上記並列する複数のせん断補強部材15,16に、それぞれ、梁10にせん断応力が作用した際に生じるせん断ひび割れ17,18を誘導するひび割れ誘導手段20,20を設け、その各ひび割れ誘導手段20,20の位置を、前記貫通孔14周囲の異なる方位に配置したことを特徴とするコンクリート造梁。
【請求項3】
梁10に設けた貫通孔14周囲に、その貫通孔14の長さ方向に並列する複数のせん断補強部材15,16を配置したコンクリート造梁10において、
上記並列する複数のせん断補強部材15,16を異なる形状又は大きさとしたことを特徴とするコンクリート造梁。
【請求項4】
梁10に設けた貫通孔14周囲に、その貫通孔14の長さ方向に並列する複数のせん断補強部材15,16を配置するコンクリート造梁10の製造方法において、
上記並列する複数のせん断補強部材15,16を同一の形状、大きさとして上記貫通孔14に臨む梁10の正面視同一の向きに配置し、且つ上記各せん断補強部材15,16の対応する部材同士を前記貫通孔14の中心からの距離が異なる位置に配置することを特徴とするコンクリート造梁の製造方法。
【請求項5】
梁10に設けた貫通孔14周囲に、その貫通孔14の長さ方向に並列する複数のせん断補強部材15,16を配置するコンクリート造梁10の製造方法において、
上記並列する複数のせん断補強部材15,16に、それぞれ、梁10にせん断応力が作用した際に生じるせん断ひび割れ17,18を誘導するひび割れ誘導手段20,20を設け、その各ひび割れ誘導手段20,20の位置を、前記貫通孔14周囲の異なる方位に配置することを特徴とするコンクリート造梁の製造方法。
【請求項6】
梁10に設けた貫通孔14周囲に、その貫通孔14の長さ方向に並列する複数のせん断補強部材15,16を配置するコンクリート造梁10の製造方法において、
上記並列する複数のせん断補強部材15,16を異なる形状又は大きさとすることを特徴とするコンクリート造梁の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2007−32137(P2007−32137A)
【公開日】平成19年2月8日(2007.2.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−218609(P2005−218609)
【出願日】平成17年7月28日(2005.7.28)
【出願人】(000142595)株式会社栗本鐵工所 (566)
【Fターム(参考)】