圧壊抑制型コンクリート柱部材及びそれを用いた柱列
【課題】材軸に直交する断面形状が多角形状（多角柱状）をしたコンクリート柱部材が材軸に直交するせん断力を受けて下端面、もしくは上端面のいずれかの端面の回りに回転変形しようとするときに、多角形の稜線部分の圧壊を抑制する。
【解決手段】材軸に直交する断面形状が多角形状をし、材軸方向の少なくともいずれか一方の端面２から周面３のいずれかの稜線４にかけ、その稜線４を含む表面側の一部が除去された形状に柱部材１を形成する。
その除去部分を、前記稜線４上の１点と、前記端面２における前記稜線４に交わる２辺５、５上の各点を通る平面、もしくは曲面で切除された形状にする。
除去部分を隣接する前記稜線４、４を含む部分にも形成する。
【解決手段】材軸に直交する断面形状が多角形状をし、材軸方向の少なくともいずれか一方の端面２から周面３のいずれかの稜線４にかけ、その稜線４を含む表面側の一部が除去された形状に柱部材１を形成する。
その除去部分を、前記稜線４上の１点と、前記端面２における前記稜線４に交わる２辺５、５上の各点を通る平面、もしくは曲面で切除された形状にする。
除去部分を隣接する前記稜線４、４を含む部分にも形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は材軸に直交する断面形状が多角形状（多角柱状）をしたコンクリート柱部材が材軸に直交するせん断力を受けて下端面、もしくは上端面のいずれかの端面の回りに回転変形しようとするときに、多角形の稜線部分の圧壊を抑制する性能を持たせた圧壊抑制型コンクリート柱部材、及びそれを用いた柱列に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平面上、２方向に分散して配置されるコンクリート製、もしくはコンクリート造の柱部材が複数本、集合して上部構造の鉛直荷重と水平荷重を負担する架構においては、柱部材は上部構造に作用する水平荷重によって曲げモーメントとせん断力を受ける結果として、例えば下端部の柱脚部（下端面）の回りに回転変形、あるいは転倒しようとする。
【０００３】
柱部材の回転変形、あるいは転倒に伴い、断面の圧縮側となるコンクリート部分には圧壊が生じようとする。特にその柱部材が上部構造から高い圧縮力（高軸力）を受ける場合、または部位である場合には小さな回転変形の発生時点から圧壊が生じようとする。従って、例えば図６−（ａ）に示すように柱部材が水平２方向に分散して配置され、中柱と側柱（隅柱を含む）の区別が付くような柱部材の配列では、柱頭側の上部構造が柱脚側の下部構造に対して相対変位を生じたときに、側柱や隅柱に中柱より高い圧縮力が作用するため、側柱や隅柱が中柱に比べて圧壊し易い。
【０００４】
但し、図６−（ａ）に示す架構において、各柱部材の断面が正方形等、方形状である場合、平面図での長辺方向（Ｘ方向）と短辺方向（Ｙ方向）のいずれかの方向の水平力を受けて辺の中間部位置が回転時の中心になるように柱部材が回転するときには、その辺が受ける損傷は一様であり、いずれかの角部（頂点、あるいは隅角部）に損傷が集中することはない。
【０００５】
一方、図６−（ａ）に示すように長辺方向と短辺方向のいずれかに交差する方向の水平力（斜め方向加力）を受けたときには、断面上の回転中心からの距離は各辺の中間部と角部側とで相違し、角部で大きくなる。この関係で、柱部材が角部の回りに回転変形しようとするときには、角部が辺の中間部より柱部材の回転を阻害する状態にあるため、角部に回転変形の初期の段階から圧縮力が作用する結果、角部が辺の中間部位置より損傷し易い。特に水平力の風下（下流）側に位置する隅柱の、風下（下流）側の隅角部には中柱に比べて大きな圧縮力が働くため、より損傷が生じ易い。
【０００６】
そこで、コンクリート製（造）の柱部材、または梁部材が端部において回転変形しようとするときに断面上の縁部が損傷を受ける可能性がある場合に備え、部材の端部が当接する箇所に衝撃を吸収する弾性体等の緩衝材を設置すれば、損傷を回避することは可能と考えられる（特許文献１、２参照）。しかしながら、これらの例は柱周辺の緩衝材の応力分担で外力に抵抗する機構であり、コンクリートの断面を著しく減少させているため、コンクリート自体の曲げ強度及び軸耐力を大きく喪失している。また衝撃の吸収を緩衝材に依存しているため、柱部材の角部（隅角部）に対する配慮もなされていない。
【０００７】
この他、柱部材に相当する杭の頭部とフーチングの境界に位置する接続部の断面積を杭本体の断面積より縮小することで、接続部への過大な曲げモーメントの作用を回避する方法もある（特許文献３、４参照）。しかしながら、これらの例は曲げ耐力を低下させることで、接続する部材に入力する曲げモーメントの大きさを抑制する方法であり、断面積を大きく欠損しているため、曲げ強度及び軸耐力を大きく喪失する結果を招いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−４４１７号公報（請求項１、請求項３、段落００２２〜００３０、図１〜図９）
【特許文献２】特開２００２−６１２８２号公報（請求項１、段落００１６〜００２３、図１〜図５）
【特許文献３】特開２００２−１３８４６９号公報（請求項１、段落００１０〜００１５、図１、図３、図５〜図７）
【特許文献４】特開２００２−２４２２０７号公報（請求項１、段落００２３〜００５８、図１〜図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１のように梁部材の上端部と下端部に対応した柱部材中に緩衝材を設置するか、梁部材の端部に緩衝材を設置した場合には、相対的に回転変形を生ずる梁部材の端部を保護することは可能である。但し、特許文献１は損傷の軽減対象が回転変形発生の方向が梁部材端部の上端か下端のいずれかに特定されている梁部材であるため、発生方向が特定されず、特に断面上の隅角部（角部）に損傷が集中し易い柱部材に適用したときに同等な効果を期待することは難しい。
【００１０】
特許文献２のように塑性ヒンジの形成予定位置に緩衝材を配置すれば、緩衝材が収縮することで衝撃を緩和することが可能であるが、コンクリート自体の曲げ強度及び軸耐力を大きく低下させることになる。
【００１１】
特許文献４のように杭頭部のフーチングとの接続部分を、その断面積が杭本体側からフーチング側へかけて低下する形状（テーパ状）にすれば、接続部分の損傷を低減できることは既に確認されている。しかしながら、断面積が次第に低下する形状に接続部分を形成した場合には、断面積の最も小さい部分の断面積が杭本体の断面積より極端に小さくなるため、前記の通り、杭の曲げ耐力と軸耐力が著しく低下する不利益を招く。
【００１２】
本発明は上記背景より、断面上の隅角部に損傷が集中し易い断面形状を有する柱部材がその下端の回りに回転変形しようとするときに隅角部の損傷を回避、あるいは軽減することが可能な圧壊抑制型コンクリート柱部材及びそれを用いた柱列を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明の圧壊抑制型コンクリート柱部材は、材軸に直交する断面形状が多角形状をし、材軸方向の少なくともいずれか一方の端面から周面のいずれかの稜線にかけ、その稜線を含む表面側の一部が除去された形状をし、その除去部分が前記稜線上の１点と、前記端面における前記稜線に交わる２辺上の各点を通る平面、もしくは曲面で切除された形状であることを構成要件とする。
【００１４】
「多角形状」とは、各辺が直線から構成される基本的な多角形の他、頂点を除き、少なくとも一部の辺が曲線から構成される形状（ルーローの多角形）も含まれる趣旨である。断面形状が「多角形状」であるから、柱部材は多角柱状になり、極端な例としては三角柱状も含まれる。
【００１５】
「材軸方向の少なくともいずれか一方の端面」とは、柱部材の上端面と下端面の少なくともいずれか一方を指し、上端面と下端面の双方を含む場合もある。「端面から周面のいずれかの稜線にかけ、その稜線を含む表面側の一部」とは、柱部材が図１に示すように四角形（方形）等、多角形状の断面を持つ柱（多角柱）の場合に、その端面を形成する多角形のいずれかの隣接する２辺から、周面のいずれかの稜線を含む三角錐形状の部分を指し、その三角錐形状の部分が除去部分になる。柱部材が複数本、集合してピロティを形成するように、柱部材が上端面と下端面の双方において回転変形を起こし易い場合には、上端面と下端面の双方に除去部分が形成されることもある。
【００１６】
「除去部分」とは、柱部材が角柱状に形成され、その柱部材を構成するコンクリートの一部を切断（除去）すると仮定したときに除去される部分を指す。「除去部分」は基本的には柱部材の構築時、あるいは製作時に型枠を存置しておくことによって形成されるが、柱部材を角柱状に製作等した後に切除することによって形成されることもある。全長に亘って多角柱状である柱部材本体の少なくともいずれか一方の端面側の、いずれかの隅角部（稜線を含む部分）が除去される結果として、すなわち除去部分の除去によって柱部材には「面取り部」が形成される。
【００１７】
「稜線上の１点」は柱部材の端面を形成する多角形の頂点から稜線に沿って軸方向中間部側へ移動した点を指し、「端面における稜線に交わる２辺上の各点」は柱部材の端面を形成する多角形の頂点を挟む隣接する２辺上の２点を指す。この「多角形の頂点から軸方向中間部側へ移動した点」と「その頂点を挟む２辺上の２点」の３点を含む立体が除去部分としての三角錐形状の部分になる。
【００１８】
除去部分が平面、もしくは曲面で切除された形状であることから、「除去部分」の除去によって残り、露出する柱部材の表面（「除去部分」除去後の面である上記「面取り部」）は平面か曲面になる。この「除去部分」除去後の面（面取り部）は稜線上の点と、頂点を挟む２辺上の２点を含む三角形状の面になる。
【００１９】
図１に示すように端面が方形状である柱部材の四隅（全隅角部）の稜線が除去されれば、残った端面の形状は八角形になる。「除去部分」は多角形の頂点を挟む２辺と稜線を斜辺とする三角錐形状、あるいは多角形の頂点とその頂点を挟む２辺を含む面を底面とする三角錐形状になる。
【００２０】
例えば四角柱状の柱部材が図６−（ａ）に示すような向きで、すなわち端面の２方向の辺がＸ方向とＹ方向を向いて配置された架構では、Ｘ方向とＹ方向の水平力（Ｘ方向加力とＹ方向加力）を受けたときに柱部材は辺の回りに回転しようとするから、コンクリートに発生する損傷の可能性は低い。これに対し、双方に交差する方向の水平力（斜め方向加力）を受けたときに、端面の隅角部がより損傷し易いから、「除去部分」（面取り部）は柱部材である多角柱の少なくともいずれか１本の稜線を含む部分に形成されればよい。
【００２１】
また図６−（ａ）に示す柱部材の配置状態のとき、平面上の四隅の隅角部に位置する４本の隅柱の内、左下に位置する隅柱は右上から左下に向かう斜め方向加力の作用時に加力の下流側に位置する関係で、図６−（ｂ）に示すように柱部材の下端面は圧縮力が集中する左下の隅角部において損傷を受け易い。その平面上、左下に位置する隅柱は左下から右上に向かう斜め方向加力の作用時には、加力の上流側に位置する関係で、左下の隅角部が左下に向かう斜め方向加力を受けたときの圧縮力程、下端面の右上の隅角部に圧縮力が大きく作用することがないため、必ずしも右上の隅角部に除去部分（面取り部）を形成する必要はない。
【００２２】
そこで、図６−（ａ）における左下に位置する隅柱の下端面に除去部分（面取り部）を形成するとすれば、柱部材の端面は図４−（ａ）に示すような形状に形成されればよいことになる。図４−（ａ）は「除去部分が柱部材の端面における一稜線を含む部分にのみ形成されていること」を要件とする柱部材１を示している（請求項２）。この場合、除去部分の形成が柱部材の端面における一隅角部のみでよいことで、柱部材端面の面積の低減量が小さくて済むため、全隅角部（四隅）の少なくともいずれかの隅角部に除去部分（面取り部）を形成する場合の中では、柱部材の曲げ強度と軸耐力の低下を最小に抑えることができる利点がある。
【００２３】
但し、柱部材が隅柱以外の側柱であって、加力の下流側に位置する場合には、例えば図４−（ｂ）において外力（１）、または外力（２）に示す向きの水平力が作用したときに、端面上の下流側に位置する２箇所の隅角部は同等の圧縮力を受ける可能性があるため、この２箇所に除去部分（面取り部）を形成することが妥当な場合もある。
【００２４】
図４−（ｂ）は「除去部分が隣接する稜線を含む部分に形成されていること」を要件とする柱部材１を示している（請求項３）。除去部分は隣接する稜線を含む部分に形成されるため、一隅角部を除く三隅角部に除去部分を形成する場合と、全隅角部（四隅）に除去部分を形成する場合を含むが、除去部分の形成が図４−（ｂ）に示すように柱部材の端面における隣接する二隅角部のみでよければ、全隅角部に形成される場合より面積の低減量が半分でよいため、柱部材の曲げ強度と軸耐力の低下は抑えられる。
【００２５】
図４−（ａ）、（ｂ）のいずれの場合も、柱部材の少なくとも一方の端面において、多角形の少なくとも一部の稜線部分が除去された形に柱部材が形成されることで、柱部材の端面は断面上の中心から縁（辺と頂点）までの距離の差が均される形状になるため、圧縮力の集中箇所が少なくなり、柱部材は損傷が生じにくい形状になる。
【００２６】
図４−（ａ）に示す形態の柱部材は図７に示すように複数本の柱部材が平面上、２方向に配列した柱列の中で、Ｘ方向とＹ方向に傾斜した方向からの水平力（斜め方向加力）を受けたときに、加力の下流側に位置する隅柱、及び側柱としての使用に適する（請求項７）。隅柱の場合も側柱の場合も、柱部材は図７に示すように端面の四隅の内、加力の下流側に位置したときに、圧壊が発生し易い下流側の隅角部に除去部分（面取り部）が位置するように配置される。
【００２７】
請求項７に記載の発明の圧壊抑制型コンクリート柱部材を用いた柱列は、複数本の柱部材が平面上、２方向に配列した柱列において、前記柱部材の内、平面上の隅角部、または平面上の隅角部を含む外周部に位置する柱部材に請求項２、請求項３、または後述の請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材が使用され、その圧壊抑制型コンクリート柱部材の除去部分は前記平面上の隅角部、または平面上の隅角部を含む外周部と同一位置にあることを構成要件とする。
【００２８】
請求項２に記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材は「除去部分が端面における一稜線を含む部分にのみ形成されていること」を要件とする圧壊抑制型コンクリート柱部材を指し（図４−（ａ））、請求項３に記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材は「除去部分が隣接する稜線を含む部分に形成されていること」を要件とする柱部材を指す（図４−（ｂ））。「平面上の隅角部を含む外周部」とは、図６−（ａ）、図７に示すように平面上、２方向に配列した柱列の内、（中柱を除く）外周部に配置されている柱部材（隅柱と側柱）を指す。
【００２９】
図４−（ａ）に示す柱部材の形状は柱部材が高い軸方向圧縮力（高軸力）を受ける場合、もしくは部位において、加力の下流側になることが想定される場合の除去部分（面取り部６）の形成例を示している。ここでは面取り部６の面と柱部材１の端面２との交わる線が直線である場合を示しているが、（ｂ）に示すように曲線になることもある。
【００３０】
面取り部６は柱部材１が圧縮力と水平力を受けることによって最も損傷を受け易い隅角部に優先的に形成され、場合により次に（２次的に）損傷を受ける可能性のある隅角部にも形成される。その場合、最も損傷の可能性のある面取り部６の面積を相対的に大きく、２次的な面取り部６の面積を相対的に小さく形成することで、柱部材１端面２の面積の縮小化を抑え、柱部材１の圧縮耐力の低下を抑えることができる。
【００３１】
柱部材の端面２は隅角部（稜線４を含む部分）寄りの部分において除去されることに加え、図２−（ａ）に示すように柱部材の隣接する稜線４、４を含む部分と共に、この隣接する稜線４、４を含む除去部分間の、端面２の辺５を含む部分が更に除去された形状をしていることもある（請求項４）。
【００３２】
請求項１では除去部分（面取り部６）が柱部材の端面２の隅角部に形成されることで、柱部材のコンクリートの損傷（圧壊）は端面２の隅角部で抑制されるが、請求項４では隅角部間の辺５の部分にも面取り部７が形成されることで、辺５の部分においても損傷が抑制される。従って結果的に隅角部（稜線部分）と辺５に連続して除去部分（面取り部７）が形成され、端面２の全周に連続して面取り部６と面取り部７が形成された場合にはその全周の損傷を抑制することが可能になる。
【００３３】
除去部分が不在になった柱部材は鉄筋コンクリート造、もしくは鉄骨鉄筋コンクリート造の柱として現場打ちコンクリート造で構築される他、プレキャストコンクリートで製作される。柱部材はプレストレストコンクリート造（製）の場合もあり、いずれの場合も、除去部分にその除去面を有する型枠を配置しておくことで、構築、もしくは製作される。
【００３４】
柱部材内の柱主筋８１、８２は引張力に対する抵抗要素であるから、図３に示すように柱部材の表面寄りの範囲に、周方向に均等に配筋されるが、全柱主筋８１、８２の内、材軸に直交する断面上、稜線４を含む隅角部の前記除去部分（面取り部６）の領域に配筋される柱主筋８２は原則として除去部分から突出させないために、除去部分に到達していない状態になり（請求項５）、柱主筋８２の端部は図３−（ａ）に示すように除去部分の手前で止まる。
【００３５】
但し、除去部分（面取り部６）の領域に配筋される柱主筋８２の端部が除去部分（面取り部６）から突出（露出）しても柱部材の回転上、支障がなく、突出（露出）部分が平常時に何らかの部材によって保護された状態にあれば、柱主筋８２の端部は面取り部６から突出することもある。
【００３６】
全柱主筋は図５−（ａ）、（ｂ）に示すように材軸に直交する断面上、前記除去部分（面取り部６）以外の領域に配筋されていることもある（請求項６）。この場合、柱部材内には除去部分（面取り部）がない場合と同数の柱主筋が配筋され、図３の場合のように隅角部寄りに配筋される柱主筋が柱部材の端面で止まることがなく、端面から突出して配筋されるため、柱部材が接合されるべきスラブや梁等の躯体に全柱主筋が定着されることになる。従って全柱主筋に柱部材と躯体との間で引張力を伝達する機能を期待することが可能である。
【発明の効果】
【００３７】
柱部材の少なくとも一方の端面において、材軸方向の少なくともいずれか一方の端面から周面のいずれかの稜線にかけ、その稜線を含む表面側の一部が除去された形に柱部材を形成することで、柱部材の端面が、断面上の中心から縁（辺と頂点）までの距離の差が均される形状になるため、柱部材が回転変形するときの圧縮力の集中箇所が少なくなる。この結果、柱部材は損傷が生じにくい形状になるため、柱部材が下端面、もしくは上端面の回りに回転変形するときの稜線部分における損傷（圧壊）の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】材軸方向の両端部を除く本体部分が四角柱状である場合に、端面の四隅位置（全隅角部位置）に除去部分（面取り部）を形成した場合の柱部材の製作例を示した斜視図である。
【図２】端面の辺部分にも除去部分（面取り部）を形成した場合の例を示した斜視図である。
【図３】（ａ）は柱部材内の柱主筋の配筋状態を示した縦断面図、（ｂ）は（ａ）のｘ−ｘ線断面図、（ｃ）は（ａ）のｙ−ｙ線断面図である。
【図４】（ａ）は柱部材の端面の内、一隅角部にのみ面取り部を形成した場合の柱部材の製作例を示した端面図、（ｂ）は隣接する二隅角部に曲面をなす面取り部を形成した場合の柱部材の製作例を示した端面図である。
【図５】（ａ）は図４−（ａ）に示す製作例の場合の柱主筋の配筋例を示した軸方向の断面図、（ｂ）は四隅に曲面をなす面取り部を形成した場合の柱主筋の配筋例を示した軸方向の断面図である。
【図６】（ａ）は複数本の柱部材が平面上、２方向に配列して構成される架構と水平力の作用方向を示した平面図、（ｂ）は（ａ）において斜め方向に水平力が作用したときに、左下に位置する柱部材が回転変形を起こしたときの様子を示した斜視図である。
【図７】柱部材が水平２方向に配列した図６−（ａ）に示す柱列において、方形状断面の四隅の中で、加力の下流側に位置する隅角部に除去部分（面取り部）が位置するように隅柱と側柱を配置した場合の配列状態を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００４０】
図１は材軸に直交する断面形状が多角形状をし、材軸方向の少なくともいずれか一方の端面２から周面３のいずれかの稜線４にかけ、その稜線４を含む表面側の一部が除去された形状をした圧壊抑制型コンクリート柱部材（以下、柱部材）１の製作例を示す。柱部材１は建築構造物における柱としての他、橋脚、橋台等、橋梁等の土木構造物における柱としても使用される。
【００４１】
除去部分は図１に示すように稜線４上の１点と、柱部材１の端面２における前記稜線４に交わる２辺５、５上の各点を通る平面、もしくは曲面で切除された形状をし、柱部材１は少なくとも一方の端面２側が除去部分の切除によって面取り部６が形成された形状をしている。柱部材１の端面２は柱部材１の上端面と下端面のいずれか、もしくは双方を指す。図１は端面２の四隅（全隅角部）を除去して面取り部６を形成した場合を示しているが、面取り部６は四隅の内、一隅角部にのみ形成されることもある他、一隅角部を除く三隅角部に形成されることもある。
【００４２】
面取り部６は例えば図６−（ａ）に示す配列状態にある複数本の柱部材１の組み合わせの中で、柱部材１の平面上の配置位置、例えば中柱であるか側柱であるか、または隅柱であるか、あるいは柱部材１の列が支持する架構の形態、例えば壁（耐震壁）付きの架構であるか、壁なしの架構であるか等に応じて柱部材１の下端面と上端面の少なくともいずれか一方、または双方に形成される。
【００４３】
面取り部６は図４に示すように多角形をした平面（断面）上の、少なくともいずれかの稜線４を含む範囲に形成されればよく、上記の通り、必ずしも全稜線４を含む範囲に形成される必要はない。図４−（ａ）、図５−（ａ）は柱部材１の端面２（断面）が方形（四角形）状である場合に、４箇所ある稜線４の内の１箇所の稜線４を含む範囲にのみ、面取り部６を形成した場合を示す。
【００４４】
図４−（ａ）、図５−（ａ）は図６−（ａ）に示すように２方向に、格子状に配列する柱部材１の内、右上から左下に向かう斜め方向加力を受けたときに、加力の下流側である左下に位置する柱部材１の端面２（断面）内で、下流側に位置する隅角部（左下の隅角部における稜線を含む範囲）にのみ、面取り部６を形成した場合を示す。
【００４５】
図６−（ａ）において左下に位置する柱部材１は逆向きの左下から右上に向かう斜め方向加力を受けたときには加力の上流側に位置することで、面取り部６を形成した隅角部の、断面上の中心を挟んだ反対側の隅角部が受ける圧縮力が過大になることがないため、この隅角部（右上の隅角部）には面取り部６を形成していない。
【００４６】
図６−（ａ）に示す配列状態にある２方向の柱部材１が右上から左下に向かう斜め方向加力を受けたとき、右上に位置する柱部材１の加力方向下流側には複数の柱部材１が存在することで、その右上に位置する柱部材１の端面２内での左下の隅角部が受ける圧縮力は過大にはならない。それに対し、左下に位置する柱部材１の加力方向下流側には柱部材１が存在しないため、同じ向きの加力を受けたときに、端面２内での左下の隅角部が受ける圧縮力が過大になり、圧壊が発生し易い。
【００４７】
このように２方向の柱部材１の配列状態と加力方向の向きによって各柱部材１の端面２における各隅角部が受ける圧縮力の程度に差があり、圧壊の可能性にも差があるから、各柱部材１のいずれの隅角部に面取り部６を形成するかは、２方向の柱部材１の配列状態とその中での特定の柱部材１の配置位置によって決まる。
【００４８】
図４−（ｂ）は図７に示すように斜め２方向の外力（１）、（２）を受けたときに、下流側に位置する２箇所の隅角部（稜線を含む範囲）に面取り部６を形成した場合、図５−（ｂ）は全隅角部に面取り部６を形成した場合を示す。図４−（ｂ）、図５−（ｂ）では特に面取り部６の表面である切除面が曲面である場合を示している。
【００４９】
図２は隣接する隅角部間の辺５、５の部分にも、両隅角部における面取り部６、６に跨る面取り部７を形成した場合を示す。面取り部７を形成する場合は、端面２のいずれかの辺５にのみ形成することも、四辺に形成することもある。
【００５０】
図３−（ａ）は柱部材１が下端面において下階側の躯体９の上端面に接合されている状態を示す。柱部材１の断面上は表面寄りに柱主筋８１、８２が配筋される。躯体９は主にスラブ、梁であるが、柱部材１の設置場所によっては基礎（フーチング）等の場合もある。
【００５１】
図３−（ａ）に示すように柱部材１の断面上、稜線４を含む隅角部の除去部分（面取り部６）以外の領域に配筋される柱主筋８１は除去部分（面取り部６）から突出し、下階側の躯体９に到達した状態で配筋されるのに対し、除去部分（面取り部６）の領域に配筋される柱主筋８２は除去部分（面取り部６）に到達しない、あるいは面取り部６から突出しない状態で配筋されている。柱主筋８１、８２はフープ、スパイラル筋等の主筋拘束筋８３によって包囲される。
【００５２】
柱部材１と躯体９との間での引張力の伝達は面取り部６以外の領域に配筋される柱主筋８１が行い、面取り部６の領域に配筋される柱主筋８２は柱部材１の内部に生ずる引張力に対する抵抗要素として機能する。
【００５３】
図３は柱部材１の断面上、隅角部の除去部分（面取り部６）の領域に面取り部６から突出しない柱主筋８２を配筋した場合を示しているが、図５−（ａ）、（ｂ）は面取り部６の領域に柱主筋８２を配筋せず、面取り部６に配筋されるべき柱主筋８２を面取り部６より断面上の中心寄りに配置した場合の柱主筋８１、８２の配筋例を示す。
【００５４】
図５−（ａ）、（ｂ）の場合、断面上、面取り部６に連続する稜線４に最も近い位置に配筋される柱主筋８１が面取り部６に配筋されるべき柱主筋８２に該当する。但し、この面取り部６に配筋されるべき柱主筋８２はそれ以外に配筋される柱主筋８１と共に面取り部６以外の範囲に位置することで、柱部材１の端面２から突出して配筋されるため、柱部材１と躯体９との間で引張力を伝達する機能を発揮する。
【００５５】
図７は方形状の断面を有する複数本の柱部材１が平面上、２方向（Ｘ方向とＹ方向）に配列した柱列において、２方向の斜め方向加力（図４−（ｂ）における外力（１）、（２））を受けたときに、断面上の四隅（全隅角部）の内、各方向の下流側に位置する隅角部に除去部分（面取り部６）が位置するように隅柱と側柱を配置した場合の配列状態を示す。
【００５６】
例えば左上に配置された柱部材１（隅柱）は右下から左上に向かう斜め方向加力を受けたときに、加力の下流側に位置する関係で、断面上の四隅（全隅角部）の内、下流側の隅角部である左上の隅角部が軸方向圧縮力を受けながら、柱部材１がその隅角部の回りに回転変形しようとするから、その左上の隅角部が損傷を受け易い状態にあるため、左上の隅角部には除去部分（面取り部６）が形成されている。逆に、同じ左上に配置された柱部材１（隅柱）において、加力の上流側の隅角部である右下の隅角部は左上の隅角部程の軸方向圧縮力を受けることがなく、圧壊の可能性が低いため、右下の隅角部には除去部分（面取り部６）が形成されていない。
【００５７】
同じことは図７において２方向の四隅に配置された他の柱部材１（隅柱）にも当てはまるため、右上の柱部材１（隅柱）には右上の隅角部にのみ除去部分（面取り部６）を形成し、左下と右下の柱部材１（隅柱）にはそれぞれ左下と右下の隅角部にのみ除去部分（面取り部６）を形成している。
【００５８】
図７において上側の列に位置する側柱（Ｘ方向の中間部に位置する２本の柱部材１）の左上と右上の隅角部はそれぞれ右下から左上に向かう斜め方向加力と左下から右上に向かう斜め方向加力を受けたときに加力の下流側になるから、この両隅角部が圧縮力を受けながら回転変形しようとするため、この左上と右上の隅角部にのみ除去部分（面取り部６）を形成している。
【００５９】
同様に下側の列に位置する側柱（Ｘ方向の中間部に位置する２本の柱部材１）の左下と右下の隅角部はそれぞれ右上から左下に向かう斜め方向加力と左上から右下に向かう斜め方向加力を受けたときに加力の下流側になるから、この両隅角部が圧縮力を受けながら回転変形しようとするため、この左下と右下の隅角部にのみ除去部分（面取り部６）を形成している。
【００６０】
また図７において左側の列に位置する側柱（Ｙ方向の中間部に位置する１本の柱部材１）の左上と左下の隅角部はそれぞれ右下から左上に向かう斜め方向加力と右上から左下に向かう斜め方向加力を受けたときに加力の下流側になるから、この左上と左下の隅角部にのみ除去部分（面取り部６）を形成している。
【００６１】
同様に右側の列に位置する側柱（Ｙ方向の中間部に位置する１本の柱部材１）の右上と右下の隅角部はそれぞれ左下から右上に向かう斜め方向加力と左上から右下に向かう斜め方向加力を受けたときに加力の下流側になるから、この右上と右下の隅角部にのみ除去部分（面取り部６）を形成している。
【符号の説明】
【００６２】
１……柱部材、２……端面、３……周面、４……稜線、５……辺、
６……面取り部、７……面取り部、
８１、８２……柱主筋、８３……主筋拘束筋、
９……躯体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は材軸に直交する断面形状が多角形状（多角柱状）をしたコンクリート柱部材が材軸に直交するせん断力を受けて下端面、もしくは上端面のいずれかの端面の回りに回転変形しようとするときに、多角形の稜線部分の圧壊を抑制する性能を持たせた圧壊抑制型コンクリート柱部材、及びそれを用いた柱列に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平面上、２方向に分散して配置されるコンクリート製、もしくはコンクリート造の柱部材が複数本、集合して上部構造の鉛直荷重と水平荷重を負担する架構においては、柱部材は上部構造に作用する水平荷重によって曲げモーメントとせん断力を受ける結果として、例えば下端部の柱脚部（下端面）の回りに回転変形、あるいは転倒しようとする。
【０００３】
柱部材の回転変形、あるいは転倒に伴い、断面の圧縮側となるコンクリート部分には圧壊が生じようとする。特にその柱部材が上部構造から高い圧縮力（高軸力）を受ける場合、または部位である場合には小さな回転変形の発生時点から圧壊が生じようとする。従って、例えば図６−（ａ）に示すように柱部材が水平２方向に分散して配置され、中柱と側柱（隅柱を含む）の区別が付くような柱部材の配列では、柱頭側の上部構造が柱脚側の下部構造に対して相対変位を生じたときに、側柱や隅柱に中柱より高い圧縮力が作用するため、側柱や隅柱が中柱に比べて圧壊し易い。
【０００４】
但し、図６−（ａ）に示す架構において、各柱部材の断面が正方形等、方形状である場合、平面図での長辺方向（Ｘ方向）と短辺方向（Ｙ方向）のいずれかの方向の水平力を受けて辺の中間部位置が回転時の中心になるように柱部材が回転するときには、その辺が受ける損傷は一様であり、いずれかの角部（頂点、あるいは隅角部）に損傷が集中することはない。
【０００５】
一方、図６−（ａ）に示すように長辺方向と短辺方向のいずれかに交差する方向の水平力（斜め方向加力）を受けたときには、断面上の回転中心からの距離は各辺の中間部と角部側とで相違し、角部で大きくなる。この関係で、柱部材が角部の回りに回転変形しようとするときには、角部が辺の中間部より柱部材の回転を阻害する状態にあるため、角部に回転変形の初期の段階から圧縮力が作用する結果、角部が辺の中間部位置より損傷し易い。特に水平力の風下（下流）側に位置する隅柱の、風下（下流）側の隅角部には中柱に比べて大きな圧縮力が働くため、より損傷が生じ易い。
【０００６】
そこで、コンクリート製（造）の柱部材、または梁部材が端部において回転変形しようとするときに断面上の縁部が損傷を受ける可能性がある場合に備え、部材の端部が当接する箇所に衝撃を吸収する弾性体等の緩衝材を設置すれば、損傷を回避することは可能と考えられる（特許文献１、２参照）。しかしながら、これらの例は柱周辺の緩衝材の応力分担で外力に抵抗する機構であり、コンクリートの断面を著しく減少させているため、コンクリート自体の曲げ強度及び軸耐力を大きく喪失している。また衝撃の吸収を緩衝材に依存しているため、柱部材の角部（隅角部）に対する配慮もなされていない。
【０００７】
この他、柱部材に相当する杭の頭部とフーチングの境界に位置する接続部の断面積を杭本体の断面積より縮小することで、接続部への過大な曲げモーメントの作用を回避する方法もある（特許文献３、４参照）。しかしながら、これらの例は曲げ耐力を低下させることで、接続する部材に入力する曲げモーメントの大きさを抑制する方法であり、断面積を大きく欠損しているため、曲げ強度及び軸耐力を大きく喪失する結果を招いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−４４１７号公報（請求項１、請求項３、段落００２２〜００３０、図１〜図９）
【特許文献２】特開２００２−６１２８２号公報（請求項１、段落００１６〜００２３、図１〜図５）
【特許文献３】特開２００２−１３８４６９号公報（請求項１、段落００１０〜００１５、図１、図３、図５〜図７）
【特許文献４】特開２００２−２４２２０７号公報（請求項１、段落００２３〜００５８、図１〜図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１のように梁部材の上端部と下端部に対応した柱部材中に緩衝材を設置するか、梁部材の端部に緩衝材を設置した場合には、相対的に回転変形を生ずる梁部材の端部を保護することは可能である。但し、特許文献１は損傷の軽減対象が回転変形発生の方向が梁部材端部の上端か下端のいずれかに特定されている梁部材であるため、発生方向が特定されず、特に断面上の隅角部（角部）に損傷が集中し易い柱部材に適用したときに同等な効果を期待することは難しい。
【００１０】
特許文献２のように塑性ヒンジの形成予定位置に緩衝材を配置すれば、緩衝材が収縮することで衝撃を緩和することが可能であるが、コンクリート自体の曲げ強度及び軸耐力を大きく低下させることになる。
【００１１】
特許文献４のように杭頭部のフーチングとの接続部分を、その断面積が杭本体側からフーチング側へかけて低下する形状（テーパ状）にすれば、接続部分の損傷を低減できることは既に確認されている。しかしながら、断面積が次第に低下する形状に接続部分を形成した場合には、断面積の最も小さい部分の断面積が杭本体の断面積より極端に小さくなるため、前記の通り、杭の曲げ耐力と軸耐力が著しく低下する不利益を招く。
【００１２】
本発明は上記背景より、断面上の隅角部に損傷が集中し易い断面形状を有する柱部材がその下端の回りに回転変形しようとするときに隅角部の損傷を回避、あるいは軽減することが可能な圧壊抑制型コンクリート柱部材及びそれを用いた柱列を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明の圧壊抑制型コンクリート柱部材は、材軸に直交する断面形状が多角形状をし、材軸方向の少なくともいずれか一方の端面から周面のいずれかの稜線にかけ、その稜線を含む表面側の一部が除去された形状をし、その除去部分が前記稜線上の１点と、前記端面における前記稜線に交わる２辺上の各点を通る平面、もしくは曲面で切除された形状であることを構成要件とする。
【００１４】
「多角形状」とは、各辺が直線から構成される基本的な多角形の他、頂点を除き、少なくとも一部の辺が曲線から構成される形状（ルーローの多角形）も含まれる趣旨である。断面形状が「多角形状」であるから、柱部材は多角柱状になり、極端な例としては三角柱状も含まれる。
【００１５】
「材軸方向の少なくともいずれか一方の端面」とは、柱部材の上端面と下端面の少なくともいずれか一方を指し、上端面と下端面の双方を含む場合もある。「端面から周面のいずれかの稜線にかけ、その稜線を含む表面側の一部」とは、柱部材が図１に示すように四角形（方形）等、多角形状の断面を持つ柱（多角柱）の場合に、その端面を形成する多角形のいずれかの隣接する２辺から、周面のいずれかの稜線を含む三角錐形状の部分を指し、その三角錐形状の部分が除去部分になる。柱部材が複数本、集合してピロティを形成するように、柱部材が上端面と下端面の双方において回転変形を起こし易い場合には、上端面と下端面の双方に除去部分が形成されることもある。
【００１６】
「除去部分」とは、柱部材が角柱状に形成され、その柱部材を構成するコンクリートの一部を切断（除去）すると仮定したときに除去される部分を指す。「除去部分」は基本的には柱部材の構築時、あるいは製作時に型枠を存置しておくことによって形成されるが、柱部材を角柱状に製作等した後に切除することによって形成されることもある。全長に亘って多角柱状である柱部材本体の少なくともいずれか一方の端面側の、いずれかの隅角部（稜線を含む部分）が除去される結果として、すなわち除去部分の除去によって柱部材には「面取り部」が形成される。
【００１７】
「稜線上の１点」は柱部材の端面を形成する多角形の頂点から稜線に沿って軸方向中間部側へ移動した点を指し、「端面における稜線に交わる２辺上の各点」は柱部材の端面を形成する多角形の頂点を挟む隣接する２辺上の２点を指す。この「多角形の頂点から軸方向中間部側へ移動した点」と「その頂点を挟む２辺上の２点」の３点を含む立体が除去部分としての三角錐形状の部分になる。
【００１８】
除去部分が平面、もしくは曲面で切除された形状であることから、「除去部分」の除去によって残り、露出する柱部材の表面（「除去部分」除去後の面である上記「面取り部」）は平面か曲面になる。この「除去部分」除去後の面（面取り部）は稜線上の点と、頂点を挟む２辺上の２点を含む三角形状の面になる。
【００１９】
図１に示すように端面が方形状である柱部材の四隅（全隅角部）の稜線が除去されれば、残った端面の形状は八角形になる。「除去部分」は多角形の頂点を挟む２辺と稜線を斜辺とする三角錐形状、あるいは多角形の頂点とその頂点を挟む２辺を含む面を底面とする三角錐形状になる。
【００２０】
例えば四角柱状の柱部材が図６−（ａ）に示すような向きで、すなわち端面の２方向の辺がＸ方向とＹ方向を向いて配置された架構では、Ｘ方向とＹ方向の水平力（Ｘ方向加力とＹ方向加力）を受けたときに柱部材は辺の回りに回転しようとするから、コンクリートに発生する損傷の可能性は低い。これに対し、双方に交差する方向の水平力（斜め方向加力）を受けたときに、端面の隅角部がより損傷し易いから、「除去部分」（面取り部）は柱部材である多角柱の少なくともいずれか１本の稜線を含む部分に形成されればよい。
【００２１】
また図６−（ａ）に示す柱部材の配置状態のとき、平面上の四隅の隅角部に位置する４本の隅柱の内、左下に位置する隅柱は右上から左下に向かう斜め方向加力の作用時に加力の下流側に位置する関係で、図６−（ｂ）に示すように柱部材の下端面は圧縮力が集中する左下の隅角部において損傷を受け易い。その平面上、左下に位置する隅柱は左下から右上に向かう斜め方向加力の作用時には、加力の上流側に位置する関係で、左下の隅角部が左下に向かう斜め方向加力を受けたときの圧縮力程、下端面の右上の隅角部に圧縮力が大きく作用することがないため、必ずしも右上の隅角部に除去部分（面取り部）を形成する必要はない。
【００２２】
そこで、図６−（ａ）における左下に位置する隅柱の下端面に除去部分（面取り部）を形成するとすれば、柱部材の端面は図４−（ａ）に示すような形状に形成されればよいことになる。図４−（ａ）は「除去部分が柱部材の端面における一稜線を含む部分にのみ形成されていること」を要件とする柱部材１を示している（請求項２）。この場合、除去部分の形成が柱部材の端面における一隅角部のみでよいことで、柱部材端面の面積の低減量が小さくて済むため、全隅角部（四隅）の少なくともいずれかの隅角部に除去部分（面取り部）を形成する場合の中では、柱部材の曲げ強度と軸耐力の低下を最小に抑えることができる利点がある。
【００２３】
但し、柱部材が隅柱以外の側柱であって、加力の下流側に位置する場合には、例えば図４−（ｂ）において外力（１）、または外力（２）に示す向きの水平力が作用したときに、端面上の下流側に位置する２箇所の隅角部は同等の圧縮力を受ける可能性があるため、この２箇所に除去部分（面取り部）を形成することが妥当な場合もある。
【００２４】
図４−（ｂ）は「除去部分が隣接する稜線を含む部分に形成されていること」を要件とする柱部材１を示している（請求項３）。除去部分は隣接する稜線を含む部分に形成されるため、一隅角部を除く三隅角部に除去部分を形成する場合と、全隅角部（四隅）に除去部分を形成する場合を含むが、除去部分の形成が図４−（ｂ）に示すように柱部材の端面における隣接する二隅角部のみでよければ、全隅角部に形成される場合より面積の低減量が半分でよいため、柱部材の曲げ強度と軸耐力の低下は抑えられる。
【００２５】
図４−（ａ）、（ｂ）のいずれの場合も、柱部材の少なくとも一方の端面において、多角形の少なくとも一部の稜線部分が除去された形に柱部材が形成されることで、柱部材の端面は断面上の中心から縁（辺と頂点）までの距離の差が均される形状になるため、圧縮力の集中箇所が少なくなり、柱部材は損傷が生じにくい形状になる。
【００２６】
図４−（ａ）に示す形態の柱部材は図７に示すように複数本の柱部材が平面上、２方向に配列した柱列の中で、Ｘ方向とＹ方向に傾斜した方向からの水平力（斜め方向加力）を受けたときに、加力の下流側に位置する隅柱、及び側柱としての使用に適する（請求項７）。隅柱の場合も側柱の場合も、柱部材は図７に示すように端面の四隅の内、加力の下流側に位置したときに、圧壊が発生し易い下流側の隅角部に除去部分（面取り部）が位置するように配置される。
【００２７】
請求項７に記載の発明の圧壊抑制型コンクリート柱部材を用いた柱列は、複数本の柱部材が平面上、２方向に配列した柱列において、前記柱部材の内、平面上の隅角部、または平面上の隅角部を含む外周部に位置する柱部材に請求項２、請求項３、または後述の請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材が使用され、その圧壊抑制型コンクリート柱部材の除去部分は前記平面上の隅角部、または平面上の隅角部を含む外周部と同一位置にあることを構成要件とする。
【００２８】
請求項２に記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材は「除去部分が端面における一稜線を含む部分にのみ形成されていること」を要件とする圧壊抑制型コンクリート柱部材を指し（図４−（ａ））、請求項３に記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材は「除去部分が隣接する稜線を含む部分に形成されていること」を要件とする柱部材を指す（図４−（ｂ））。「平面上の隅角部を含む外周部」とは、図６−（ａ）、図７に示すように平面上、２方向に配列した柱列の内、（中柱を除く）外周部に配置されている柱部材（隅柱と側柱）を指す。
【００２９】
図４−（ａ）に示す柱部材の形状は柱部材が高い軸方向圧縮力（高軸力）を受ける場合、もしくは部位において、加力の下流側になることが想定される場合の除去部分（面取り部６）の形成例を示している。ここでは面取り部６の面と柱部材１の端面２との交わる線が直線である場合を示しているが、（ｂ）に示すように曲線になることもある。
【００３０】
面取り部６は柱部材１が圧縮力と水平力を受けることによって最も損傷を受け易い隅角部に優先的に形成され、場合により次に（２次的に）損傷を受ける可能性のある隅角部にも形成される。その場合、最も損傷の可能性のある面取り部６の面積を相対的に大きく、２次的な面取り部６の面積を相対的に小さく形成することで、柱部材１端面２の面積の縮小化を抑え、柱部材１の圧縮耐力の低下を抑えることができる。
【００３１】
柱部材の端面２は隅角部（稜線４を含む部分）寄りの部分において除去されることに加え、図２−（ａ）に示すように柱部材の隣接する稜線４、４を含む部分と共に、この隣接する稜線４、４を含む除去部分間の、端面２の辺５を含む部分が更に除去された形状をしていることもある（請求項４）。
【００３２】
請求項１では除去部分（面取り部６）が柱部材の端面２の隅角部に形成されることで、柱部材のコンクリートの損傷（圧壊）は端面２の隅角部で抑制されるが、請求項４では隅角部間の辺５の部分にも面取り部７が形成されることで、辺５の部分においても損傷が抑制される。従って結果的に隅角部（稜線部分）と辺５に連続して除去部分（面取り部７）が形成され、端面２の全周に連続して面取り部６と面取り部７が形成された場合にはその全周の損傷を抑制することが可能になる。
【００３３】
除去部分が不在になった柱部材は鉄筋コンクリート造、もしくは鉄骨鉄筋コンクリート造の柱として現場打ちコンクリート造で構築される他、プレキャストコンクリートで製作される。柱部材はプレストレストコンクリート造（製）の場合もあり、いずれの場合も、除去部分にその除去面を有する型枠を配置しておくことで、構築、もしくは製作される。
【００３４】
柱部材内の柱主筋８１、８２は引張力に対する抵抗要素であるから、図３に示すように柱部材の表面寄りの範囲に、周方向に均等に配筋されるが、全柱主筋８１、８２の内、材軸に直交する断面上、稜線４を含む隅角部の前記除去部分（面取り部６）の領域に配筋される柱主筋８２は原則として除去部分から突出させないために、除去部分に到達していない状態になり（請求項５）、柱主筋８２の端部は図３−（ａ）に示すように除去部分の手前で止まる。
【００３５】
但し、除去部分（面取り部６）の領域に配筋される柱主筋８２の端部が除去部分（面取り部６）から突出（露出）しても柱部材の回転上、支障がなく、突出（露出）部分が平常時に何らかの部材によって保護された状態にあれば、柱主筋８２の端部は面取り部６から突出することもある。
【００３６】
全柱主筋は図５−（ａ）、（ｂ）に示すように材軸に直交する断面上、前記除去部分（面取り部６）以外の領域に配筋されていることもある（請求項６）。この場合、柱部材内には除去部分（面取り部）がない場合と同数の柱主筋が配筋され、図３の場合のように隅角部寄りに配筋される柱主筋が柱部材の端面で止まることがなく、端面から突出して配筋されるため、柱部材が接合されるべきスラブや梁等の躯体に全柱主筋が定着されることになる。従って全柱主筋に柱部材と躯体との間で引張力を伝達する機能を期待することが可能である。
【発明の効果】
【００３７】
柱部材の少なくとも一方の端面において、材軸方向の少なくともいずれか一方の端面から周面のいずれかの稜線にかけ、その稜線を含む表面側の一部が除去された形に柱部材を形成することで、柱部材の端面が、断面上の中心から縁（辺と頂点）までの距離の差が均される形状になるため、柱部材が回転変形するときの圧縮力の集中箇所が少なくなる。この結果、柱部材は損傷が生じにくい形状になるため、柱部材が下端面、もしくは上端面の回りに回転変形するときの稜線部分における損傷（圧壊）の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】材軸方向の両端部を除く本体部分が四角柱状である場合に、端面の四隅位置（全隅角部位置）に除去部分（面取り部）を形成した場合の柱部材の製作例を示した斜視図である。
【図２】端面の辺部分にも除去部分（面取り部）を形成した場合の例を示した斜視図である。
【図３】（ａ）は柱部材内の柱主筋の配筋状態を示した縦断面図、（ｂ）は（ａ）のｘ−ｘ線断面図、（ｃ）は（ａ）のｙ−ｙ線断面図である。
【図４】（ａ）は柱部材の端面の内、一隅角部にのみ面取り部を形成した場合の柱部材の製作例を示した端面図、（ｂ）は隣接する二隅角部に曲面をなす面取り部を形成した場合の柱部材の製作例を示した端面図である。
【図５】（ａ）は図４−（ａ）に示す製作例の場合の柱主筋の配筋例を示した軸方向の断面図、（ｂ）は四隅に曲面をなす面取り部を形成した場合の柱主筋の配筋例を示した軸方向の断面図である。
【図６】（ａ）は複数本の柱部材が平面上、２方向に配列して構成される架構と水平力の作用方向を示した平面図、（ｂ）は（ａ）において斜め方向に水平力が作用したときに、左下に位置する柱部材が回転変形を起こしたときの様子を示した斜視図である。
【図７】柱部材が水平２方向に配列した図６−（ａ）に示す柱列において、方形状断面の四隅の中で、加力の下流側に位置する隅角部に除去部分（面取り部）が位置するように隅柱と側柱を配置した場合の配列状態を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００４０】
図１は材軸に直交する断面形状が多角形状をし、材軸方向の少なくともいずれか一方の端面２から周面３のいずれかの稜線４にかけ、その稜線４を含む表面側の一部が除去された形状をした圧壊抑制型コンクリート柱部材（以下、柱部材）１の製作例を示す。柱部材１は建築構造物における柱としての他、橋脚、橋台等、橋梁等の土木構造物における柱としても使用される。
【００４１】
除去部分は図１に示すように稜線４上の１点と、柱部材１の端面２における前記稜線４に交わる２辺５、５上の各点を通る平面、もしくは曲面で切除された形状をし、柱部材１は少なくとも一方の端面２側が除去部分の切除によって面取り部６が形成された形状をしている。柱部材１の端面２は柱部材１の上端面と下端面のいずれか、もしくは双方を指す。図１は端面２の四隅（全隅角部）を除去して面取り部６を形成した場合を示しているが、面取り部６は四隅の内、一隅角部にのみ形成されることもある他、一隅角部を除く三隅角部に形成されることもある。
【００４２】
面取り部６は例えば図６−（ａ）に示す配列状態にある複数本の柱部材１の組み合わせの中で、柱部材１の平面上の配置位置、例えば中柱であるか側柱であるか、または隅柱であるか、あるいは柱部材１の列が支持する架構の形態、例えば壁（耐震壁）付きの架構であるか、壁なしの架構であるか等に応じて柱部材１の下端面と上端面の少なくともいずれか一方、または双方に形成される。
【００４３】
面取り部６は図４に示すように多角形をした平面（断面）上の、少なくともいずれかの稜線４を含む範囲に形成されればよく、上記の通り、必ずしも全稜線４を含む範囲に形成される必要はない。図４−（ａ）、図５−（ａ）は柱部材１の端面２（断面）が方形（四角形）状である場合に、４箇所ある稜線４の内の１箇所の稜線４を含む範囲にのみ、面取り部６を形成した場合を示す。
【００４４】
図４−（ａ）、図５−（ａ）は図６−（ａ）に示すように２方向に、格子状に配列する柱部材１の内、右上から左下に向かう斜め方向加力を受けたときに、加力の下流側である左下に位置する柱部材１の端面２（断面）内で、下流側に位置する隅角部（左下の隅角部における稜線を含む範囲）にのみ、面取り部６を形成した場合を示す。
【００４５】
図６−（ａ）において左下に位置する柱部材１は逆向きの左下から右上に向かう斜め方向加力を受けたときには加力の上流側に位置することで、面取り部６を形成した隅角部の、断面上の中心を挟んだ反対側の隅角部が受ける圧縮力が過大になることがないため、この隅角部（右上の隅角部）には面取り部６を形成していない。
【００４６】
図６−（ａ）に示す配列状態にある２方向の柱部材１が右上から左下に向かう斜め方向加力を受けたとき、右上に位置する柱部材１の加力方向下流側には複数の柱部材１が存在することで、その右上に位置する柱部材１の端面２内での左下の隅角部が受ける圧縮力は過大にはならない。それに対し、左下に位置する柱部材１の加力方向下流側には柱部材１が存在しないため、同じ向きの加力を受けたときに、端面２内での左下の隅角部が受ける圧縮力が過大になり、圧壊が発生し易い。
【００４７】
このように２方向の柱部材１の配列状態と加力方向の向きによって各柱部材１の端面２における各隅角部が受ける圧縮力の程度に差があり、圧壊の可能性にも差があるから、各柱部材１のいずれの隅角部に面取り部６を形成するかは、２方向の柱部材１の配列状態とその中での特定の柱部材１の配置位置によって決まる。
【００４８】
図４−（ｂ）は図７に示すように斜め２方向の外力（１）、（２）を受けたときに、下流側に位置する２箇所の隅角部（稜線を含む範囲）に面取り部６を形成した場合、図５−（ｂ）は全隅角部に面取り部６を形成した場合を示す。図４−（ｂ）、図５−（ｂ）では特に面取り部６の表面である切除面が曲面である場合を示している。
【００４９】
図２は隣接する隅角部間の辺５、５の部分にも、両隅角部における面取り部６、６に跨る面取り部７を形成した場合を示す。面取り部７を形成する場合は、端面２のいずれかの辺５にのみ形成することも、四辺に形成することもある。
【００５０】
図３−（ａ）は柱部材１が下端面において下階側の躯体９の上端面に接合されている状態を示す。柱部材１の断面上は表面寄りに柱主筋８１、８２が配筋される。躯体９は主にスラブ、梁であるが、柱部材１の設置場所によっては基礎（フーチング）等の場合もある。
【００５１】
図３−（ａ）に示すように柱部材１の断面上、稜線４を含む隅角部の除去部分（面取り部６）以外の領域に配筋される柱主筋８１は除去部分（面取り部６）から突出し、下階側の躯体９に到達した状態で配筋されるのに対し、除去部分（面取り部６）の領域に配筋される柱主筋８２は除去部分（面取り部６）に到達しない、あるいは面取り部６から突出しない状態で配筋されている。柱主筋８１、８２はフープ、スパイラル筋等の主筋拘束筋８３によって包囲される。
【００５２】
柱部材１と躯体９との間での引張力の伝達は面取り部６以外の領域に配筋される柱主筋８１が行い、面取り部６の領域に配筋される柱主筋８２は柱部材１の内部に生ずる引張力に対する抵抗要素として機能する。
【００５３】
図３は柱部材１の断面上、隅角部の除去部分（面取り部６）の領域に面取り部６から突出しない柱主筋８２を配筋した場合を示しているが、図５−（ａ）、（ｂ）は面取り部６の領域に柱主筋８２を配筋せず、面取り部６に配筋されるべき柱主筋８２を面取り部６より断面上の中心寄りに配置した場合の柱主筋８１、８２の配筋例を示す。
【００５４】
図５−（ａ）、（ｂ）の場合、断面上、面取り部６に連続する稜線４に最も近い位置に配筋される柱主筋８１が面取り部６に配筋されるべき柱主筋８２に該当する。但し、この面取り部６に配筋されるべき柱主筋８２はそれ以外に配筋される柱主筋８１と共に面取り部６以外の範囲に位置することで、柱部材１の端面２から突出して配筋されるため、柱部材１と躯体９との間で引張力を伝達する機能を発揮する。
【００５５】
図７は方形状の断面を有する複数本の柱部材１が平面上、２方向（Ｘ方向とＹ方向）に配列した柱列において、２方向の斜め方向加力（図４−（ｂ）における外力（１）、（２））を受けたときに、断面上の四隅（全隅角部）の内、各方向の下流側に位置する隅角部に除去部分（面取り部６）が位置するように隅柱と側柱を配置した場合の配列状態を示す。
【００５６】
例えば左上に配置された柱部材１（隅柱）は右下から左上に向かう斜め方向加力を受けたときに、加力の下流側に位置する関係で、断面上の四隅（全隅角部）の内、下流側の隅角部である左上の隅角部が軸方向圧縮力を受けながら、柱部材１がその隅角部の回りに回転変形しようとするから、その左上の隅角部が損傷を受け易い状態にあるため、左上の隅角部には除去部分（面取り部６）が形成されている。逆に、同じ左上に配置された柱部材１（隅柱）において、加力の上流側の隅角部である右下の隅角部は左上の隅角部程の軸方向圧縮力を受けることがなく、圧壊の可能性が低いため、右下の隅角部には除去部分（面取り部６）が形成されていない。
【００５７】
同じことは図７において２方向の四隅に配置された他の柱部材１（隅柱）にも当てはまるため、右上の柱部材１（隅柱）には右上の隅角部にのみ除去部分（面取り部６）を形成し、左下と右下の柱部材１（隅柱）にはそれぞれ左下と右下の隅角部にのみ除去部分（面取り部６）を形成している。
【００５８】
図７において上側の列に位置する側柱（Ｘ方向の中間部に位置する２本の柱部材１）の左上と右上の隅角部はそれぞれ右下から左上に向かう斜め方向加力と左下から右上に向かう斜め方向加力を受けたときに加力の下流側になるから、この両隅角部が圧縮力を受けながら回転変形しようとするため、この左上と右上の隅角部にのみ除去部分（面取り部６）を形成している。
【００５９】
同様に下側の列に位置する側柱（Ｘ方向の中間部に位置する２本の柱部材１）の左下と右下の隅角部はそれぞれ右上から左下に向かう斜め方向加力と左上から右下に向かう斜め方向加力を受けたときに加力の下流側になるから、この両隅角部が圧縮力を受けながら回転変形しようとするため、この左下と右下の隅角部にのみ除去部分（面取り部６）を形成している。
【００６０】
また図７において左側の列に位置する側柱（Ｙ方向の中間部に位置する１本の柱部材１）の左上と左下の隅角部はそれぞれ右下から左上に向かう斜め方向加力と右上から左下に向かう斜め方向加力を受けたときに加力の下流側になるから、この左上と左下の隅角部にのみ除去部分（面取り部６）を形成している。
【００６１】
同様に右側の列に位置する側柱（Ｙ方向の中間部に位置する１本の柱部材１）の右上と右下の隅角部はそれぞれ左下から右上に向かう斜め方向加力と左上から右下に向かう斜め方向加力を受けたときに加力の下流側になるから、この右上と右下の隅角部にのみ除去部分（面取り部６）を形成している。
【符号の説明】
【００６２】
１……柱部材、２……端面、３……周面、４……稜線、５……辺、
６……面取り部、７……面取り部、
８１、８２……柱主筋、８３……主筋拘束筋、
９……躯体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材軸に直交する断面形状が多角形状をし、材軸方向の少なくともいずれか一方の端面から周面のいずれかの稜線にかけ、その稜線を含む表面側の一部が除去された形状をし、その除去部分は前記稜線上の１点と、前記端面における前記稜線に交わる２辺上の各点を通る平面、もしくは曲面で切除された形状であることを特徴とする圧壊抑制型コンクリート柱部材。
【請求項２】
前記除去部分が前記端面における一稜線を含む部分にのみ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材。
【請求項３】
前記除去部分が隣接する稜線を含む部分に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材。
【請求項４】
前記隣接する稜線を含む除去部分間の、前記端面の辺を含む部分が更に除去された形状をしていることを特徴とする請求項３に記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材。
【請求項５】
全柱主筋の内、材軸に直交する断面上、前記稜線を含む隅角部の前記除去部分の領域に配筋される柱主筋が前記除去部分に到達していないことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材。
【請求項６】
全柱主筋が材軸に直交する断面上、前記除去部分以外の領域に配筋されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材。
【請求項７】
複数本の柱部材が平面上、２方向に配列した柱列において、前記柱部材の内、平面上の隅角部、または平面上の隅角部を含む外周部に位置する柱部材に請求項２乃至請求項６のいずれかに記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材が使用され、その圧壊抑制型コンクリート柱部材の除去部分は前記平面上の隅角部、または平面上の隅角部を含む外周部と同一位置にあることを特徴とする圧壊抑制型コンクリート柱部材を用いた柱列。
【請求項１】
材軸に直交する断面形状が多角形状をし、材軸方向の少なくともいずれか一方の端面から周面のいずれかの稜線にかけ、その稜線を含む表面側の一部が除去された形状をし、その除去部分は前記稜線上の１点と、前記端面における前記稜線に交わる２辺上の各点を通る平面、もしくは曲面で切除された形状であることを特徴とする圧壊抑制型コンクリート柱部材。
【請求項２】
前記除去部分が前記端面における一稜線を含む部分にのみ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材。
【請求項３】
前記除去部分が隣接する稜線を含む部分に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材。
【請求項４】
前記隣接する稜線を含む除去部分間の、前記端面の辺を含む部分が更に除去された形状をしていることを特徴とする請求項３に記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材。
【請求項５】
全柱主筋の内、材軸に直交する断面上、前記稜線を含む隅角部の前記除去部分の領域に配筋される柱主筋が前記除去部分に到達していないことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材。
【請求項６】
全柱主筋が材軸に直交する断面上、前記除去部分以外の領域に配筋されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材。
【請求項７】
複数本の柱部材が平面上、２方向に配列した柱列において、前記柱部材の内、平面上の隅角部、または平面上の隅角部を含む外周部に位置する柱部材に請求項２乃至請求項６のいずれかに記載の圧壊抑制型コンクリート柱部材が使用され、その圧壊抑制型コンクリート柱部材の除去部分は前記平面上の隅角部、または平面上の隅角部を含む外周部と同一位置にあることを特徴とする圧壊抑制型コンクリート柱部材を用いた柱列。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−５２４９１（Ｐ２０１１−５２４９１Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３９４５（Ｐ２００９−２０３９４５）
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（８０１００００２７）学校法人明治大学 (161)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（８０１００００２７）学校法人明治大学 (161)
【Ｆターム（参考）】
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