JP2016069923A - Reinforced concrete structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、単純支持スラブ、ボックスカルバート、その他の鉄筋コンクリート構造体に関する。 The present invention relates to a simple support slab, a box culvert, and other reinforced concrete structures.
鉄筋コンクリート構造体として、単純支持スラブやボックスカルバートが知られている。
ボックスカルバートは、上壁、底壁、左側壁及び右側壁により角筒状に形成されている。これらの上壁、底壁、左側壁及び右側壁に、それぞれ鉄筋材が配された従来例がある(特許文献1)。
一般に、ボックスカルバート、その他の鉄筋コンクリート構造体では、一端から他端にかけて同一強度の鉄筋材が用いられている。この鉄筋材の径寸法や本数を、曲げモーメントに応じて選択することで、鉄筋コンクリート構造体が設計される。
Simple support slabs and box culverts are known as reinforced concrete structures.
The box culvert is formed in a rectangular tube shape by an upper wall, a bottom wall, a left side wall, and a right side wall. There is a conventional example in which reinforcing bars are arranged on each of the upper wall, the bottom wall, the left side wall, and the right side wall (Patent Document 1).
In general, box culverts and other reinforced concrete structures use reinforcing bars having the same strength from one end to the other. A reinforced concrete structure is designed by selecting the diameter and number of the reinforcing bars according to the bending moment.
単純支持スラブ、ボックスカルバート、その他の鉄筋コンクリート構造体では、荷重の作用の仕方によって、各部で発生する曲げモーメントの大きさが異なる。
しかしながら、特許文献1、その他の従来例では、一般的に、使用される鉄筋材は一端から他端にかけて同じ強度であるため、曲げモーメントに対応できるような構成とはなっておらず、曲げモーメントが大きい箇所で鉄筋量を算定すると、曲げモーメントの小さな箇所では鉄筋を過剰に配置することになる。
ここで、曲げモーメントの小さな箇所で鉄筋量を算定し、鉄筋コンクリート構造体の曲げモーメントの大きい箇所で強度を部分的に大きなものにするため、鉄筋コンクリート構造体の強度が小さな部分に鉄筋本数を追加することが考えられるが、それでは、鉄筋コンクリート構造体を厚くしなければならない。しかも、単に、鉄筋量を追加することは、配筋が過密となることに過ぎない。
In simple support slabs, box culverts, and other reinforced concrete structures, the magnitude of the bending moment generated in each part varies depending on the manner in which the load is applied.
However, in Patent Document 1 and other conventional examples, since the reinforcing bars used generally have the same strength from one end to the other, they are not configured to cope with the bending moment. If the amount of reinforcing bars is calculated at a location where is large, reinforcing bars will be placed excessively at locations where the bending moment is small.
Here, in order to calculate the amount of reinforcing bars at locations where the bending moment is small and partially increase the strength at locations where the bending moment of the reinforced concrete structure is large, add the number of reinforcing bars to the portion where the strength of the reinforced concrete structure is small However, it is necessary to increase the thickness of the reinforced concrete structure. In addition, simply adding the amount of reinforcing bars only results in overcrowding.
本発明の目的は、鉄筋量を増加させることなく、十分な強度を得ることができる鉄筋コンクリート構造体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a reinforced concrete structure capable of obtaining sufficient strength without increasing the amount of reinforcing bars.
本発明の鉄筋コンクリート構造体は、鉄筋材と前記鉄筋材に設けられた板状コンクリートとを備え、前記鉄筋材は、降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定された普通強度部分と、前記普通強度部分よりも降伏点又は0.2%耐力が大きく設定された高強度部分とを有し、かつ、前記高強度部分が前記普通強度部分と同じ強度の1本の普通鉄筋を部分焼入れして形成され、予め設定された曲げモーメントの値が最大値から小さな値に至る部分に対応して前記高強度部分が配置され、かつ、前記小さな値から0に至る部分に対応して前記普通強度部分が配置されることを特徴とする。 The reinforced concrete structure of the present invention includes a reinforcing bar material and plate-like concrete provided on the reinforcing bar material, and the reinforcing bar material has a normal strength portion whose yield point or 0.2% proof stress is defined by JIS G3112, and A high strength portion having a yield point or 0.2% proof stress set larger than that of the normal strength portion, and the high strength portion is partially quenched by one ordinary reinforcing bar having the same strength as the normal strength portion. The high-strength portion is arranged corresponding to a portion where the value of the preset bending moment is from a maximum value to a small value, and the normal strength is corresponding to a portion from the small value to 0 The portion is arranged.
この構成の本発明では、鉄筋材に板状コンクリートが設けられた構造の単純支持スラブを設計するに際して、従来と同様の方法にて予め曲げモーメントを求めておく。そして、曲げモーメントの値が最大値から小さな値に至る部分に対応して高強度部分を配置し、曲げモーメントの値が小さな値から0となる部分に普通強度部分を配置する。
曲げモーメントの大きな部分は大きな荷重がかかる部位であるため、その部位に高強度部分を配置することで、大きな荷重に耐えることができる。曲げモーメントの小さな部分にかかる荷重が小さいので、高強度部分より強度の小さい普通強度部分を配置することで十分である。
従って、本発明では、単純支持スラブにおいて、大きな強度を必要とする部分に高強度部分を配置することで、補強効果を得ることができる。
しかも、1本の鉄筋材に高強度部分と普通強度部分とを有する構成としたので、補強のために、鉄筋量を増加させることを要しない。高強度部分は1本の普通鉄筋を部分焼入れして形成されているから、1本の普通鉄筋を全て焼き入れて高強度にする場合に比べて、鉄筋材の製造コストを抑えることができる。
In the present invention having this configuration, when designing a simple support slab having a structure in which plate-like concrete is provided on a reinforcing bar, a bending moment is obtained in advance by a method similar to the conventional method. Then, a high-strength portion is arranged corresponding to a portion where the value of the bending moment is from the maximum value to a small value, and a normal strength portion is arranged in a portion where the value of the bending moment is 0 from a small value.
Since a portion with a large bending moment is a portion to which a large load is applied, by placing a high-strength portion at that portion, it is possible to withstand a large load. Since the load applied to the portion with a small bending moment is small, it is sufficient to arrange a normal strength portion having a lower strength than the high strength portion.
Therefore, in the present invention, a reinforcing effect can be obtained by disposing a high-strength portion in a portion requiring high strength in the simple support slab.
And since it was set as the structure which has a high intensity | strength part and a normal intensity | strength part in one rebar material, it is not necessary to increase the amount of reinforcement for reinforcement. Since the high-strength portion is formed by partially quenching one ordinary reinforcing bar, the manufacturing cost of the reinforcing bar material can be reduced as compared with the case where all the ordinary reinforcing bars are quenched to obtain high strength.
本発明の鉄筋コンクリート構造体は、上壁部、底壁部及び左右の側壁部を備えて角筒状に形成され鉄筋材にコンクリートが設けられた鉄筋コンクリート構造体であって、前記鉄筋材は、降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定された普通強度部分と、前記普通強度部分よりも降伏点又は0.2%耐力が大きく設定された高強度部分とを有し、かつ、前記高強度部分が前記普通強度部分と同じ強度の1本の普通鉄筋を部分焼入れして形成され、予め設定された曲げモーメントの値が極大値から0に至る部分に対応して前記高強度部分が配置され、かつ、前記曲げモーメントの値が0となる部分に対応して前記普通強度部分が配置されることを特徴とする。 A reinforced concrete structure according to the present invention is a reinforced concrete structure having a top wall portion, a bottom wall portion, and left and right side wall portions, which are formed in a rectangular tube shape and provided with concrete in a reinforced steel material, A normal strength portion whose point or 0.2% proof stress is defined in JISG3112, and a high strength portion whose yield point or 0.2% proof strength is set larger than the normal strength portion, and the high strength The portion is formed by partially quenching one ordinary reinforcing bar having the same strength as the normal strength portion, and the high strength portion is arranged corresponding to a portion where a preset bending moment value is from a maximum value to zero. And the said normal intensity | strength part is arrange | positioned corresponding to the part from which the value of the said bending moment becomes 0, It is characterized by the above-mentioned.
この構成の本発明では、上壁部、底壁部及び左右の側壁部を備えて角筒状に形成された構造のボックスカルバートを設計するに際して、従来と同様の方法にて予め曲げモーメントを求めておく。そして、曲げモーメントの値が大きな部分に高強度部分を配置し、曲げモーメントの値が0となる部分に普通強度部分を配置する。
本発明では、ボックスカルバートにおいて、大きな強度を必要とする部分に高強度部分を配置することで、補強効果を得ることができる。
しかも、1本の鉄筋材に高強度部分と普通強度部分とを有する構成としたので、鉄筋量を増加させることを要せず、高強度部分が1本の普通鉄筋を部分焼入れして形成されているから、鉄筋材の製造コストを抑えることができる。
In the present invention having this configuration, when designing a box culvert having a top tube portion, a bottom wall portion, and left and right side wall portions and formed in a rectangular tube shape, a bending moment is obtained in advance by a method similar to the conventional method. Keep it. Then, a high-strength portion is disposed in a portion where the value of the bending moment is large, and a normal-strength portion is disposed in a portion where the value of the bending moment is zero.
In the present invention, in the box culvert, a reinforcing effect can be obtained by disposing a high-strength portion in a portion requiring high strength.
Moreover, since a single reinforcing bar material has a high-strength portion and a normal strength portion, it is not necessary to increase the amount of reinforcing bars, and the high-strength portion is formed by partially quenching one normal reinforcing bar. Therefore, the manufacturing cost of a reinforcing bar material can be held down.
本発明では、前記鉄筋材は、水平に延びて配置され、かつ、前記高強度部分に相当する中央部と、前記中央部の両側にそれぞれ設けられ前記普通強度部分に相当する端部とを有する構成が好ましい。
単純支持スラブやボックスカルバートにおいて、曲げモーメントの大きい中央部に高強度部分を配置し、小さい端部に普通強度部分を配置する。そのため、単純支持スラブやボックスカルバートの曲げモーメントに適した鉄筋材の配置を実現することで、鉄筋量を増加させることなく、十分な強度を得ることができる。
In the present invention, the reinforcing bar material is arranged to extend horizontally and has a central portion corresponding to the high-strength portion and end portions corresponding to the normal strength portion provided on both sides of the central portion. A configuration is preferred.
In simple support slabs and box culverts, a high-strength portion is arranged at the central portion where the bending moment is large, and a normal-strength portion is arranged at the small end portion. Therefore, sufficient strength can be obtained without increasing the amount of reinforcing bars by realizing the arrangement of reinforcing bars suitable for the bending moment of simple support slabs and box culverts.
本発明では、前記鉄筋材は、中心側に配置される内側鉄筋材と、中心から離れた外部側に配置される外側鉄筋材とを備え、前記内側鉄筋材は、水平に延びて配置され前記高強度部分に相当する中央部と、前記中央部の両側にそれぞれ設けられ前記普通強度部分に相当する端部とを有し、前記外側鉄筋材は、水平に延びて配置され前記普通強度部分に相当する中央部と、前記中央部の両側にそれぞれ設けられ前記高強度部分に相当する湾曲部とを有し、前記湾曲部はボックスカルバート角部に沿うように湾曲形成されている構成が好ましい。
ボックスカルバートの上壁部と底壁部とでは、曲げモーメントは、その値が一端部と他端部との中間部分に位置する中央部が最も大きく、この中央部から一端部と他端部とにそれぞれ向かう途中で0となり、さらに、一端部と他端部とに向かうに従って反転して一端と他端とで極大値をとる。
本発明では、内側鉄筋材において、曲げモーメントの値が中央部の最大値から一端部と他端部とにそれぞれ向かって0となる領域に対応して高強度部分とし、中央部の両側に位置する端部を普通強度部分とすることで、鉄筋量を増加させることなく、十分な強度を得ることができる。
しかも、曲げモーメントは、一端と他端とでそれぞれ所定の大きさの極大値をとるため、これらの極大値に対応して外側鉄筋材の湾曲部を高強度部分とし、これらの湾曲部の間の中央部を普通強度部分とすることで、鉄筋量を増加させることなく、十分な強度を得ることができる。
即ち、本発明では、曲げモーメントが中央部で最大値をとる領域と端部で極大値をとる領域とにそれぞれ対応できるように内側鉄筋材と外側鉄筋材との2種類を用意し、これらの鉄筋材での高強度部分と普通強度部分との位置を異ならせることで、複雑な曲げモーメントに適切に対応して大きな補強効果を得ることができる。
In the present invention, the reinforcing bar member includes an inner reinforcing bar member disposed on the center side and an outer reinforcing bar member disposed on the outer side away from the center, and the inner reinforcing bar member is disposed to extend horizontally. A central portion corresponding to the high-strength portion, and end portions corresponding to the normal-strength portion provided on both sides of the central portion, and the outer reinforcing bars extending horizontally to be disposed on the normal-strength portion. It is preferable to have a configuration in which a corresponding central portion and curved portions corresponding to the high-strength portions are provided on both sides of the central portion, and the curved portion is curved so as to follow the box culvert corner portion.
The bending moment of the upper and bottom wall portions of the box culvert is greatest at the central portion where the value is located at the intermediate portion between the one end portion and the other end portion. It becomes 0 on the way to each, and further reverses toward one end and the other end, and takes a maximum value at one end and the other end.
In the present invention, in the inner reinforcing bar material, a high strength portion corresponding to a region where the value of the bending moment becomes 0 toward the one end portion and the other end portion from the maximum value of the center portion is positioned on both sides of the center portion. By making the end portion to be a normal strength portion, a sufficient strength can be obtained without increasing the amount of reinforcing bars.
Moreover, since the bending moment takes a maximum value of a predetermined size at one end and the other end, the curved portion of the outer reinforcing bar material is made a high-strength portion corresponding to these maximum values, and between these curved portions. A sufficient strength can be obtained without increasing the amount of reinforcing bars by making the central portion of the steel plate a normal strength portion.
That is, in the present invention, two types of inner reinforcing bar material and outer reinforcing bar material are prepared so as to correspond to the region where the bending moment takes the maximum value at the central portion and the region where the bending moment takes the maximum value, respectively. By differentiating the positions of the high-strength portion and the normal-strength portion in the reinforcing bar material, it is possible to obtain a large reinforcing effect by appropriately corresponding to a complicated bending moment.
本発明では、前記普通強度部分と前記高強度部分との許容曲げモーメントの比は、前記普通強度部分の強度と前記高強度部分の強度との比に基づいて設定される構成が好ましい。
この構成では、普通強度部分と高強度部分との長さを、普通強度部分と高強度部分との許容曲げモーメントに対応させて合理的に設定することができる。
In the present invention, the ratio of the allowable bending moment between the normal strength portion and the high strength portion is preferably set based on the ratio between the strength of the normal strength portion and the strength of the high strength portion.
In this configuration, the lengths of the normal strength portion and the high strength portion can be set rationally corresponding to the allowable bending moment between the normal strength portion and the high strength portion.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態を図1から図4に基づいて説明する。
図1及び図2には、第1実施形態にかかる鉄筋コンクリート構造体の全体構成が示されている。第1実施形態では、鉄筋コンクリート構造体は、上壁部11、底壁部12、左側の側壁部13及び右側の側壁部14を備えて角筒状に形成されたボックスカルバート1である。
ボックスカルバート1の内部は、角筒軸方向に沿って空間が連続形成されている。
ボックスカルバート1では、鉄筋材2にコンクリート体100が設けられている。なお、図1及び図2では、コンクリート体100の断面を示すハッチングは図示が省略されている。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The whole structure of the reinforced concrete structure concerning 1st Embodiment is shown by FIG.1 and FIG.2. In the first embodiment, the reinforced concrete structure is a box culvert 1 that is formed in a rectangular tube shape including an
In the box culvert 1, a space is continuously formed along the direction of the square tube axis.
In the box culvert 1, a
鉄筋材2は、ボックスカルバート1の角筒軸方向に沿って複数が並んで配置されている。これらの鉄筋材2を連結する連結用鉄筋20が角筒軸方向に延びて配置されている。連結用鉄筋20は、上壁部11、底壁部12及び側壁部13,14にそれぞれ配置されている。
鉄筋材2は、上壁部11と底壁部12とにそれぞれ中心部が水平に延びて配置される外側鉄筋材21と、上壁部11と底壁部12とにそれぞれ水平に延びて配置される内側鉄筋材22と、左右の側壁部13,14にそれぞれ配置される普通鉄筋23,24と、ボックスカルバート角部に配置される補強用鉄筋25とを備えている。
A plurality of reinforcing
The reinforcing
外側鉄筋材21は、ボックスカルバート1の中心とは反対側の外部側に配置されるものであり、上下に一対配置されている。
外側鉄筋材21は、水平に延びて配置される中央部21Aと、中央部21Aの両側にそれぞれ設けられた湾曲部21Bと、湾曲部21Bの端部に設けられた先端部21Cとを有する異形鉄筋である。
湾曲部21Bは、ボックスカルバート角部に沿うように湾曲して形成されている。湾曲部21Bの中間から先端部21Cは、側壁部13と側壁部14とにそれぞれ配置されている。
The outer reinforcing
The outer reinforcing
The
上側の外側鉄筋材21と下側の外側鉄筋材21とは、それぞれ先端部21Cの先端同士が当接されており、これらの当接部は溶接で互いに接合されている。なお、先端部21Cの端部同士を溶接で接合する代わりに、継手を用いてもよく、あるいは、上側の外側鉄筋材21の先端部21Cと下側の外側鉄筋材21の先端部21Cとを互いに一部重ね合わせ、この重ね合わされた部分を結線するものでもよい。
なお、本実施形態では、外側鉄筋材21から先端部21Cを省略し、中央部21A及び湾曲部21Bから外側鉄筋材21を構成するものでもよい。この場合、上側の外側鉄筋材21の湾曲部21Bの下端と、下側の外側鉄筋材21の湾曲部21Bの上端とを、普通鉄筋で接続する構成としてもよい。
The upper
In the present embodiment, the
内側鉄筋材22は、ボックスカルバート1の中心側にそれぞれ上下一対配置されるものである。内側鉄筋材22は、中央部22aと、中央部22aの両側にそれぞれ設けられた端部22bとを有する異形鉄筋である。
左の側壁部13に配置される普通鉄筋23は、異形鉄筋であって、その降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定された値、例えば、295MPa(N/mm2)以上490MPa(N/mm2)以下である。
普通鉄筋23の上下端は、それぞれ内側鉄筋材22に交差する。
右の側壁部14に配置される普通鉄筋24は、普通鉄筋23と同じ材質からなる異形鉄筋であり、その上下端は、それぞれ内側鉄筋材22に交差する。
A pair of upper and lower inner reinforcing
The normal reinforcing
The upper and lower ends of the normal reinforcing
The normal reinforcing
補強用鉄筋25は、その両端が外側鉄筋材21の湾曲部21Bに連結されるものであり、その材質は、普通鉄筋24と同じである。
連結用鉄筋20は、内外二列となって配置されており、それぞれ外側鉄筋材21、内側鉄筋材22及び普通鉄筋23,24と交差して配置されている。これらの鉄筋材と連結用鉄筋20とは必要に応じて結線されている。連結用鉄筋20は、普通鉄筋23と同じ材質からなる異形鉄筋である。
Both ends of the reinforcing reinforcing
The connecting reinforcing
図3には、ボックスカルバート1を設計する際に用いられる曲げモーメントの概略が示されている。
曲げモーメントは、上壁部11に対応する曲げモーメントM11と、底壁部12に対応する曲げモーメントM12と、左の側壁部13に対応する曲げモーメントM13と、右の側壁部14に対応する曲げモーメントM14とからなる。曲げモーメントは、常時(自重)荷重のモーメントに外力モーメントを加えたものである。設計用曲げモーメントは通常の設計手法によって求められる。
FIG. 3 shows an outline of the bending moment used when designing the box culvert 1.
The bending moment includes a bending moment M11 corresponding to the
曲げモーメントM11は、その値が上壁部11の中心点(隣合う側壁部13,14の中間地点)で最大となり、側壁部13,14に向かうに従って小さくなって所定位置で0となる領域Maと、値が0となった位置から反転して両端(側壁部13,14)において極大値となる領域Mbとからなる。
曲げモーメントM12は、曲げモーメントM11とは正負が逆になる。なお、一般的には、上壁部11より底壁部12のほうが両端および中央部の曲げモーメントは大きくなる。
曲げモーメントM13,14は、その値が側壁部13,14の中間高さで0となり、上端あるいは下端で最大となる。なお、一般的には、上端より下端の曲げモーメントのほうが大きくなる。
A region Ma where the bending moment M11 becomes maximum at the center point of the upper wall portion 11 (intermediate point between the adjacent
The bending moment M12 is opposite in sign to the bending moment M11. In general, the
The values of the bending moments M13 and 14 are 0 at the intermediate height between the
本実施形態では、曲げモーメントM11,12に基づいて外側鉄筋材21と内側鉄筋材22との構造が設定される。
つまり、外側鉄筋材21は、曲げモーメントM11,12のうち領域Mbに対応させるために高強度部分と普通強度部分とが設定されるものである。具体的には、高強度部分に相当する両端部22bがそれぞれ領域Mbに対応して配置され、これらの領域Mbの間に普通強度部分に相当する中央部22aが配置される。
内側鉄筋材22は、曲げモーメントM11,12のうち領域Maに対応させるために高強度部分と普通強度部分とが設定されるものである。具体的には、高強度部分に相当する中央部22aが領域Maに対応して配置され、領域Maの両側に普通強度部分に相当する端部22bが配置される。
In the present embodiment, the structures of the outer reinforcing
That is, the outer reinforcing
The inner reinforcing
図4(A)には、外側鉄筋材21が拡大して示され、図4(B)には、内側鉄筋材22が拡大して示されている。
図4(A)において、外側鉄筋材21は、中央部21Aと湾曲部21Bの半分とが直線状に形成されている。湾曲部21Bは、中心部分を境に直角に折れ曲がって形成されている。湾曲部21Bの残り半分と先端部21Cとが直線状に形成されている。
中央部21Aの長さ寸法はLAであり、湾曲部21Bの半分の長さ寸法はLB1であり、残り半分の長さ寸法はLB2である。
中央部21A及び先端部21Cは、それぞれ普通強度部分であり、その降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定された値、例えば、295MPa(N/mm2)以上490MPa(N/mm2)以下である。
In FIG. 4 (A), the
In FIG. 4A, the outer reinforcing
The length of the
The
湾曲部21Bは、普通強度部分よりも降伏点又は0.2%耐力が大きく設定された高強度部分であり、その降伏点又は0.2%耐力は、490MPa(N/mm2)を超え1000MPa(N/mm2)以下である。
外側鉄筋材21は、普通強度部分と同じ降伏点又は0.2%耐力を有する1本の普通鉄筋を部分焼入れして高強度部分である湾曲部21Bを形成し、焼入れしていない部分が中央部21Aと先端部21Cとなる。
外側鉄筋材21の高強度部分を構成するLB1やLB2の長さは、中央部21Aの強度に基づいて算定される曲げモーメントの許容値が、曲げモーメント分布上で上回る位置となるように設定される。
The
The
The lengths of LB1 and LB2 constituting the high-strength portion of the outer reinforcing
図4(B)において、内側鉄筋材22は、中央部22aと端部22bとが直線状に形成されている。
中央部22aの長さ寸法はLaであり、端部22bの長さ寸法はLbである。
中央部22aは、高強度部分であり、その降伏点又は0.2%耐力は、490MPa(N/mm2)を超え1000MPa(N/mm2)以下である。
端部22bは、普通強度部分であり、その降伏点又は0.2%耐力はJISG3112で規定された値、例えば、295MPa(N/mm2)以上490MPa(N/mm2)以下である。
内側鉄筋材22は、普通強度部分と同じ降伏点又は0.2%耐力を有する1本の普通鉄筋の中央部分を焼入れして高強度部分の中央部22aを形成し、焼入れしていない部分が端部22bとなる。
In FIG. 4 (B), as for the inner
The length dimension of the
The
The inner reinforcing
内側鉄筋材22の高強度部分を構成する中央部22aの長さ(La)は、端部22bの強度に基づいて算定される曲げモーメントの許容値が、曲げモーメント上で上回る位置となるように設定される。
曲げモーメントの許容値は概算的には強度の比率で表され、例えば、中央部22aの強度が685MPa(N/mm2)であり、端部22bの強度が490MPa(N/mm2)であるとすると、この比率(490/685)を曲げモーメントが最大である中央部22aの曲げモーメントに乗じた値が曲げモーメント分布上で同等以上となる位置と等しい。
The length (La) of the
The allowable value of the bending moment is roughly represented by a strength ratio. For example, the strength of the
従って、第1実施形態では、次の効果を奏することができる。
(1)ボックスカルバート1の内側鉄筋材22を、降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定された普通強度部分に相当する両側の端部22bと、これらの端部22bの間に配置され高強度部分に相当する中央部22aとを有し、かつ、高強度部分を1本の普通鉄筋を部分焼入れして形成した。そして、予め設定された曲げモーメントMの値が最大値から0に至る部分に対応して高強度部分に相当する中央部22aを配置した。そのため、ボックスカルバート1において、大きな強度を必要とする中央部22aを高強度部分とすることで、補強効果を得ることができる。しかも、1本の鉄筋材に高強度部分と普通強度部分とを有する構成としたので、鉄筋量を増加させることを要しない。そのため、鉄筋材の製造コストを抑えることができる。
Therefore, in the first embodiment, the following effects can be achieved.
(1) The inner reinforcing
(2)外側鉄筋材21を、普通強度部分に相当する中央部21Aと、中央部21Aの両側にそれぞれ設けられ高強度部分に相当する湾曲部21Bとを有し、湾曲部21Bをボックスカルバート角部に沿うように湾曲形成した。曲げモーメントMは、一端と他端とでそれぞれ所定の大きさの極大値をとるため、これらの極大値に対応して外側鉄筋材21の湾曲部21Bを高強度部分とし、これらの湾曲部の間の中央部21Aを普通強度部分とすることで、鉄筋量を増加させることなく、十分な強度を得ることができる。
(2) The outer reinforcing
(3)普通強度部分と高強度部分との曲げモーメントの比を、概算的に普通強度部分の強度と高強度部分の強度との比に基づいて設定できるので、普通強度部分と高強度部分との長さを合理的に設定することができる。 (3) Since the ratio of the bending moment between the normal strength portion and the high strength portion can be roughly set based on the ratio between the strength of the normal strength portion and the strength of the high strength portion, Can be reasonably set.
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態を図5から図7に基づいて説明する。
第2実施形態の鉄筋コンクリート構造体は、両端部がコンクリート体30にそれぞれ支持された単純支持スラブ3である。第2実施形態では、第1実施形態と同じ構成は同一符号を付して説明を省略する。
単純支持スラブ3は、鉄筋材4に板状コンクリート体40が設けられた構造である。
なお、図5では、コンクリート体30や板状コンクリート体40の断面を示すハッチングは図示が省略されている。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The reinforced concrete structure of the second embodiment is a
The
In addition, in FIG. 5, the hatching which shows the cross section of the
鉄筋材4は、図5の紙面貫通方向に複数が並んで配置されており、これらの鉄筋材4が連結鉄筋(図示せず)で連結されている。
鉄筋材4は、水平に延びて配置される上側鉄筋材41と、上側鉄筋材41の下方に対応して配置された下側鉄筋材42とを有する。
上側鉄筋材41は、水平に延びて配置される中央部41Aと、中央部41Aの両側にそれぞれ設けられた湾曲部41Bとを有する異形鉄筋である。湾曲部41Bは、下側に向けて形成されており、その先端部は中央部41Aと平行である。
下側鉄筋材42は、水平に延びて配置される中央部42aと、中央部42aの両側にそれぞれ設けられた湾曲部42bとを有する異形鉄筋である。湾曲部42bは、上側に向けて形成されており、その先端部は中央部42aと平行である。
A plurality of reinforcing bars 4 are arranged side by side in the paper penetration direction in FIG. 5, and these reinforcing bars 4 are connected by a connecting reinforcing bar (not shown).
The reinforcing bar member 4 includes an upper reinforcing
The upper reinforcing
The lower reinforcing
図6には、単純支持スラブ3を設計する際に用いられる曲げモーメントM2の概略が示されている。
曲げモーメントM2は、その値が単純支持スラブ3の中心点(隣合うコンクリート体30の中間地点)で最大となり、その両端に向かうに従って小さくなって支持点Cで0となる領域からなる。
本実施形態では、曲げモーメントM2に基づいて下側鉄筋材42の構造が設定される。
つまり、下側鉄筋材42は、曲げモーメントM2に対応させるために高強度部分と普通強度部分とが設定される。具体的には、高強度部分が中央部42aとされ、普通強度部分が湾曲部42bとされる。高強度部分が設定される中央部42aの長さは、両支持点Cの間の寸法の全てでもよく、図6で示されるように一部であってもよい。
FIG. 6 shows an outline of the bending moment M2 used when the
The bending moment M2 is a region in which the value becomes maximum at the center point of the simple support slab 3 (intermediate point of the adjacent concrete body 30), decreases toward the both ends, and becomes 0 at the support point C.
In the present embodiment, the structure of the
That is, the lower reinforcing
図7(A)には、上側鉄筋材41が拡大して示され、図7(B)には、下側鉄筋材42が拡大して示されている。
図7(A)において、上側鉄筋材41は、中央部41Aが直線状に形成されており、その両端に湾曲部41Bがそれぞれ一体に形成されている。
上側鉄筋材41は、普通強度部分であり、その降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定された値、例えば、295MPa(N/mm2)以上490MPa(N/mm2)以下である。
FIG. 7A shows the
In FIG. 7A, the upper reinforcing
The upper reinforcing
図7(B)において、下側鉄筋材42は、中央部42aが直線状に形成されており、その両端に湾曲部42bがそれぞれ一体に形成されている。図7(B)では、中央部42aの一部が高強度部分であり、中央部42aの残りの部分と湾曲部42bとは普通強度部分である。
中央部42aのうち高強度部分の長さ寸法はLaであり、普通強度部分の長さ寸法はLbである。
高強度部分の降伏点又は0.2%耐力は、490MPa(N/mm2)を超え1000MPa(N/mm2)以下である。
In FIG. 7 (B), the lower reinforcing
Of the
Yield point or 0.2% proof stress of the high strength portion is less 490MPa (N / mm 2) beyond 1000MPa (N / mm 2).
普通強度部分の降伏点又は0.2%耐力はJISG3112で規定された値、例えば、295MPa(N/mm2)以上490MPa(N/mm2)以下である。
下側鉄筋材42は、普通強度部分と同じ降伏点又は0.2%耐力を有する1本の普通鉄筋の中央部分を焼入れして中央部42aの高強度部分を形成する。焼入れしていない部分は普通強度部分を形成する。
The yield point or 0.2% proof stress of the normal strength portion is a value defined by JIS G3112, for example, not less than 295 MPa (N / mm 2 ) and not more than 490 MPa (N / mm 2 ).
The lower reinforcing
下側鉄筋材42の普通強度部分の長さLbと、高強度部分の長さは、普通強度部分の強度と高強度部分の強度との比に基づいて曲げモーメント分布より設定される。
例えば、中央部42aの高強度部分の強度が685MPa(N/mm2)であり、それ以外の普通強度部分の強度が490MPa(N/mm2)であるとすると、この比率(490/685)を曲げモーメントが最大である中央部の曲げモーメントに乗じた値が曲げモーメント分布上で同等以上となる位置と等しい。
The length Lb of the normal strength portion of the
For example, when the strength of the high strength portion of the
従って、第2実施形態では、第1実施形態の(3)と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
(4)単純支持スラブ3の下側鉄筋材42を、降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定された普通強度部分に相当する両側の湾曲部42bと、これらの湾曲部42bの間に配置され高強度部分に相当する中央部42aとを有し、かつ、高強度部分を1本の普通鉄筋を部分焼入れして形成した。そして、予め設定された曲げモーメントM2の値が最大値から0に至る部分に対応して高強度部分に相当する中央部42aを配置したため、補強効果を得ることができるとともに、鉄筋量を増加させることを要しない。
Therefore, in 2nd Embodiment, there can exist the following effect other than the same effect as (3) of 1st Embodiment.
(4) The
(5)上側鉄筋材41として、従来から利用している鉄筋材を用いることができるので、鉄筋材2の製造コストを抑えることができる。
(5) Since the conventionally used reinforcing steel can be used as the upper reinforcing
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態を図8に基づいて説明する。
第3実施形態は、外側鉄筋材21及び内側鉄筋材22の構成が第1実施形態とは異なるもので、他の構成は第1実施形態と同じである。第3実施形態の説明において、第1実施形態と同一の構成は同一符号を付して説明を省略する。
第3実施形態では、外側鉄筋材21は、普通強度部分が配置される中央部21Aと、高強度部分が配置される湾曲部21Bとの間に、普通強度部分から高強度部分に強度が移行する強度移行部分21Dを設けた点が第1実施形態と異なるものであり、他の構成は第1実施形態と同じである。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The third embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the
In the third embodiment, the strength of the outer reinforcing
前述の各実施形態では、普通強度部分に隣接して高強度部分が形成されている鉄筋材を用いているが、製造工程を考慮すると、普通強度部分と高強度部分との間には、これらの強度の中間部分が存在することが想定できる。つまり、熱処理は、加熱装置に1本の普通鉄筋を所定長さ送り、その後、高強度部分に相当する部分を加熱することで実施することが考えられる。しかし、この熱処理では、普通強度部分と高強度部分との間に、強度が普通強度部分から高強度部分に連続的に移行する強度移行部分が生じてしまうため、この強度移行部分を強度設計上、どのように扱うかが問題となる。 In each of the above-described embodiments, a reinforcing bar material in which a high-strength portion is formed adjacent to the normal-strength portion is used. However, in consideration of the manufacturing process, between the normal-strength portion and the high-strength portion, It can be assumed that there is an intermediate part of the strength of. That is, it is conceivable that the heat treatment is performed by feeding one normal reinforcing bar to the heating device for a predetermined length and then heating the portion corresponding to the high strength portion. However, in this heat treatment, a strength transition portion in which the strength continuously transitions from the normal strength portion to the high strength portion is generated between the normal strength portion and the high strength portion. , How to handle is a problem.
図8では、曲げモーメント分布が(A)に示され、図2の一部を拡大した図が(B)に示され、曲げモーメントの強度分布が(C)に示されている。
図8(A)で示される曲げモーメント分布は、右端で最大となる。図8(A)の右端は、隣合う側壁部13,14(図8では側壁部14を省略)の中間位置に相当する。曲げモーメントは、側壁部13に向かうに従って小さくなり、途中で0となった後、向きが反転し、側壁部13の内側面で極大となる。
本実施形態では、設計位置Qは、地震時に外側鉄筋材21の付け根R、つまり、側壁部13の内側面の位置で鉄筋材あるいはコンクリート材が許容応力度の限界に達すると同時に許容応力度の限界に達するように設計された位置である。なお、同時に許容応力度の限界に達するときが最も合理的な設計となる。
鉄筋材が設計位置Qで許容応力度の限界に達すると同時に、付け根Rで許容応力度の限界に達するため、すなわち、高強度部分である湾曲部21Bを有効に活用するには、付け根Rで高強度部分の許容応力度の限界に達していることが望ましい。しかし、付け根Rが強度移行部分21Dの途中に位置することがあり、この場合であっても、付け根Rの曲げモーメントに対して強度が十分であれば問題とはならない。
In FIG. 8, the bending moment distribution is shown in (A), a partially enlarged view of FIG. 2 is shown in (B), and the bending moment strength distribution is shown in (C).
The bending moment distribution shown in FIG. 8A is maximum at the right end. The right end of FIG. 8A corresponds to an intermediate position between the adjacent
In the present embodiment, the design position Q is the level of the allowable stress level at the same time that the reinforcing bar material or the concrete material reaches the limit of the allowable stress level at the base R of the outer reinforcing
In order to reach the limit of the allowable stress level at the base R at the same time that the reinforcing bar reaches the limit of the allowable stress level at the design position Q, that is, to effectively utilize the
第3実施形態では、高強度部分である湾曲部21Bと強度移行部分21Dとの境界Pを、付け根Rから内側に寸法Tだけ離し、付け根Rを強度移行部分21Dの途中に位置させた。
強度移行部分21Dと普通強度部分である中央部21Aとの境界は設計位置Qであり、設計位置Qは、付け根Rから寸法Sだけ離れた位置にある。
強度移行部分21Dにおける付け根Rの許容曲げモーメントが地震時モーメント分布から求められた付け根R位置の曲げモーメント以上となるように強度を設定する。
In the third embodiment, the boundary P between the
The boundary between the
The strength is set so that the allowable bending moment of the root R in the
図8(C)では、外側鉄筋材21の強度の分布が実線で示され、図8(A)の曲げモーメント分布から公知の数式等に基づいて逆算して求められる鉄筋材の必要強度の分布が一点鎖線で示されている。
図8(C)に示される通り、外側鉄筋材21の強度は、高強度部分である湾曲部21Bにおける強度THと、普通強度部分である中央部21Aにおける強度TLと、強度移行部分21Dにおける強度NLとからなる。強度NLは、強度TLと強度THとの端部同士を接続した線分で示される。
強度THは、付け根Rでも必要とされる。付け根Rにおける必要強度と設計位置Qにおける必要強度とを結ぶ曲線Lであって、強度移行部分21Dと湾曲部21Bとの境界Pの位置における強度の値が本実施形態における高強度部分で必要とされる必要強度TH’である。曲線Lから求められる勾配(二点鎖線で示す)より設計位置Qと境界Pとの間の強度NLの勾配が大きくなるように、外側鉄筋材21の強度が設定されている。なお、内側鉄筋材22においても、外側鉄筋材21と同様に、高強度部分と普通強度部分との間に強度移行部分を設けた鉄筋を使用する場合、前述と同様な手法により、強度設計することが可能である。
In FIG. 8C, the strength distribution of the outer reinforcing
As shown in FIG. 8C, the strength of the outer reinforcing
The strength TH is also required at the base R. It is a curve L connecting the required strength at the base R and the required strength at the design position Q, and the strength value at the position of the boundary P between the
従って、第3実施形態では、第1実施形態の効果に加えて、次の効果を奏することができる。
(6)外側鉄筋材21を、普通強度部分の中央部21Aと高強度部分の湾曲部21Bとの間に強度移行部分21Dを配置した構成とし、高強度部分を上壁部11と側壁部13との接合部に配置し、地震時に鉄筋材の接合部の付け根Rで許容応力度の限界に達すると同時に許容応力度の限界に達するように設計された設計位置Qを、普通強度部分と強度移行部分との境界とし、高強度部分と強度移行部分との境界を接合部の内部に位置させるとともに、付け根Rを強度移行部分21Dに位置させ、強度移行部分における付け根Rの強度を曲げモーメント分布から逆算して求められた必要強度TH’以上のTHに設定した。そのため、地震時モーメントの勾配よりも、強度の勾配を大きくすることで、強度移行部分21Dが長くても、耐震構造の建物に用いることができる。
Therefore, in the third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the following effects can be achieved.
(6) The outer reinforcing
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、第1実施形態及び第3実施形態では、鉄筋材を外側鉄筋材21及び内側鉄筋材22から構成し、第2実施形態では、鉄筋材を上側鉄筋材41及び下側鉄筋材42から構成したが、本発明では、いずれか一方でもよく、あるいは、他の鉄筋材を加えた構成でもよい。
また、本発明では、鉄筋コンクリート構造体をボックスカルバート1や単純支持スラブ3として説明したが、本発明では、他の構造体でもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the first embodiment and the third embodiment, the reinforcing bar material is configured from the outer reinforcing
Moreover, although the reinforced concrete structure was demonstrated as the box culvert 1 and the
本発明は、ボックスカルバートや、単純支持スラブ、その他の鉄筋コンクリート構造物に利用することができる。 The present invention can be used for box culverts, simple support slabs, and other reinforced concrete structures.
1…ボックスカルバート(鉄筋コンクリート構造体)、2…鉄筋材、100…コンクリート体、11…上壁部、12…底壁部、13,14…側壁部、21…外側鉄筋材、22…内側鉄筋材、21A…中央部(普通強度部分)、21B…湾曲部(高強度部分)、22a…中央部(高強度部分)、22b…端部(普通強度部分)、3…単純支持スラブ(鉄筋コンクリート構造体)、4…鉄筋材、40…板状コンクリート体、41…上側鉄筋材、42…下側鉄筋材、42a…中央部(高強度部分)、42b…湾曲部(普通強度部分)、M11,M12,M2…曲げモーメント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Box culvert (reinforced concrete structure), 2 ... Reinforcement material, 100 ... Concrete body, 11 ... Upper wall part, 12 ... Bottom wall part, 13, 14 ... Side wall part, 21 ... Outer reinforcement material, 22 ... Inner reinforcement material , 21A ... center part (normal strength part), 21B ... curved part (high strength part), 22a ... center part (high strength part), 22b ... end part (normal strength part), 3 ... simple support slab (reinforced concrete structure) 4) Reinforcing bar material, 40 ... Plate-like concrete body, 41 ... Upper rebar material, 42 ... Lower rebar material, 42a ... Center part (high strength part), 42b ... Curved part (normal strength part), M11, M12 , M2 ... Bending moment
Claims (5)
前記鉄筋材は、降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定された普通強度部分と、前記普通強度部分よりも降伏点又は0.2%耐力が大きく設定された高強度部分とを有し、かつ、前記高強度部分が前記普通強度部分と同じ強度の1本の普通鉄筋を部分焼入れして形成され、
予め設定された曲げモーメントの値が最大値から小さな値に至る部分に対応して前記高強度部分が配置され、かつ、前記小さな値から0に至る部分に対応して前記普通強度部分が配置される
ことを特徴とする鉄筋コンクリート構造体。 Reinforcement material and plate-like concrete provided in the reinforcement material,
The reinforcing bar material has a normal strength portion whose yield point or 0.2% yield strength is defined by JISG3112, and a high strength portion whose yield point or 0.2% yield strength is set larger than that of the normal strength portion. And the high-strength portion is formed by partially quenching one ordinary reinforcing bar having the same strength as the normal-strength portion,
The high-strength portion is arranged corresponding to the portion where the preset bending moment value reaches from the maximum value to the small value, and the normal-strength portion is arranged corresponding to the portion from the small value to zero. This is a reinforced concrete structure.
前記鉄筋材は、降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定された普通強度部分と、前記普通強度部分よりも降伏点又は0.2%耐力が大きく設定された高強度部分とを有し、かつ、前記高強度部分が前記普通強度部分と同じ強度の1本の普通鉄筋を部分焼入れして形成され、
予め設定された曲げモーメントの値が極大値から0に至る部分に対応して前記高強度部分が配置され、かつ、前記曲げモーメントの値が0となる部分に対応して前記普通強度部分が配置される
ことを特徴とする鉄筋コンクリート構造体。 A reinforced concrete structure comprising a top wall portion, a bottom wall portion, and left and right side wall portions, formed into a rectangular tube shape and provided with concrete in a reinforcing bar material,
The reinforcing bar material has a normal strength portion whose yield point or 0.2% yield strength is defined by JISG3112, and a high strength portion whose yield point or 0.2% yield strength is set larger than that of the normal strength portion. And the high-strength portion is formed by partially quenching one ordinary reinforcing bar having the same strength as the normal-strength portion,
The high-strength portion is arranged corresponding to the portion where the preset bending moment value reaches from the maximum value to zero, and the normal-strength portion is arranged corresponding to the portion where the bending moment value becomes zero. Reinforced concrete structure characterized by being made.
前記鉄筋材は、水平に延びて配置され、かつ、前記高強度部分に相当する中央部と、前記中央部の両側にそれぞれ設けられ前記普通強度部分に相当する端部とを有する
ことを特徴とする鉄筋コンクリート構造体。 In the reinforced concrete structure according to claim 1 or 2,
The reinforcing bar material is arranged to extend horizontally, and has a central portion corresponding to the high-strength portion and end portions corresponding to the normal strength portion provided on both sides of the central portion, respectively. Reinforced concrete structure.
前記鉄筋材は、中心側に配置される内側鉄筋材と、中心から離れた外部側に配置される外側鉄筋材とを備え、
前記内側鉄筋材は、水平に延びて配置され前記高強度部分に相当する中央部と、前記中央部の両側にそれぞれ設けられ前記普通強度部分に相当する端部とを有し、
前記外側鉄筋材は、水平に延びて配置され前記普通強度部分に相当する中央部と、前記中央部の両側にそれぞれ設けられ前記高強度部分に相当する湾曲部とを有し、前記湾曲部はボックスカルバート角部に沿うように湾曲形成されている
ことを特徴とする鉄筋コンクリート構造体。 In the reinforced concrete structure according to claim 2,
The rebar material includes an inner rebar material disposed on the center side, and an outer rebar material disposed on the outer side away from the center,
The inner rebar material has a central portion that extends horizontally and corresponds to the high-strength portion, and an end portion that is provided on each side of the central portion and corresponds to the normal strength portion,
The outer reinforcing bar material has a central portion that extends horizontally and corresponds to the normal strength portion, and a curved portion that is provided on both sides of the central portion and corresponds to the high strength portion, A reinforced concrete structure characterized by being curved along the box culvert corner.
前記普通強度部分と前記高強度部分との許容曲げモーメントの比は、前記普通強度部分の強度と前記高強度部分の強度との比に基づいて設定される
ことを特徴とする鉄筋コンクリート構造体。
In the reinforced concrete structure according to any one of claims 1 to 4,
The ratio of the allowable bending moment between the normal strength portion and the high strength portion is set based on the ratio between the strength of the normal strength portion and the strength of the high strength portion.
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JP6494229B2 (en) | 2019-04-03 |
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