JP2016069925A - Design method for reinforced concrete construction, and reinforced concrete construction - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、柱と梁との柱梁接合部を備え梁用の主筋が柱梁接合部を貫通した鉄筋コンクリート造を設計する鉄筋コンクリート造の設計方法、及びその設計方法で設計された鉄筋コンクリート造に関する。 The present invention relates to a reinforced concrete structure design method for designing a reinforced concrete structure having a column beam connection portion between a column and a beam, and a beam main reinforcing bar penetrating the column beam connection portion, and a reinforced concrete structure designed by the design method.
鉄筋コンクリート造の梁は、外力作用時に梁の端部での降伏を想定している。このとき、梁用の主筋が柱梁接合部内でのコンクリートとの付着が劣化し、梁用の主筋の抜け出しを防止するために、梁用の主筋が柱梁接合部を貫通した鉄筋コンクリート造を設計するに際して、梁用の主筋の設計用付着応力度τｊが求められる。鉄筋コンクリート造の設計では、設計用付着応力度τｊが付着強度より下回っていることを確認することになる。
設計用付着応力度τｊは、付着検討長さと、梁用の主筋の応力と、梁用の主筋の鉄筋径とに基づいて求められる（非特許文献１）。
つまり、非特許文献１では、Ｄを梁用の主筋の付着検討長さとしての柱せい（柱幅）、ｄｂを梁用の主筋の鉄筋径、γを複筋比（ａｃ／ａｔ）、ａｔを引張側鉄筋の断面積、ａｃを圧縮側鉄筋の断面積、σｙｕを梁用の主筋の上限強度算出用強度とすると、設計用付着応力度τｊは、次の式から求められる。
Reinforced concrete beams are assumed to yield at the ends of the beams when an external force is applied. At this time, in order to prevent the main reinforcement for the beam from adhering to the concrete in the beam-column joint and to prevent the main beam for the beam from coming out, a reinforced concrete structure in which the beam main reinforcement penetrates the beam-column joint is designed. In this case, the design adhesion stress τ j of the main bar for the beam is obtained. In the design of the reinforced concrete structure, it is confirmed that the design adhesion stress τ j is lower than the adhesion strength.
The design adhesion stress degree τ j is obtained based on the adhesion examination length, the stress of the main bar for the beam, and the diameter of the reinforcing bar of the main bar for the beam (Non-Patent Document 1).
That is, in
非特許文献１では、柱梁接合部を通った主筋の応力度が危険断面（梁の付け根部）の一端で引張の上限強度に達し、他端で圧縮の上限強度に達しているとして、両者の応力を累加して付着検討長さＤを柱せいとしている。
さらに、非特許文献１では、降伏ヒンジを計画する梁又は柱の主筋を柱梁接合部内に通して配筋する場合について、付着の確認をすることが求められている。しかし、降伏ヒンジを計画しない場合については、特に、確認しなくてもよい規定となっており、この規定の付着強度は、主筋が降伏する場合を対象としている。
In
Further, in
ここで、普通強度の鉄筋を柱梁接合部に通す鉄筋（通し筋）として用いるのではなく、普通強度部分と高強度部分とを有する主筋を通し筋として用い、高強度部分を柱梁接合部と柱梁接合部の梁長さ方向に沿った高強度領域とに配置し、普通強度部分と高強度部分との境界部で降伏させることが考えられる。この場合には、付着検討長さＤが長くなり、付着に対して十分に余裕があるが、非特許文献１で示される式をそのまま適用すると、不経済な設計となる。そのため、強度が十分であるにもかかわらず、主筋の径を小さくして不必要に主筋の本数を増やすことになるので、限られた大きさの梁や柱梁接合部で梁用の主筋を配筋することが煩雑となる。
Here, instead of using a normal reinforcing bar as a reinforcing bar (through bar) that passes through the beam-column joint, a main bar having a normal strength part and a high-strength part is used as a passing bar, and the high-strength part is used as a beam-to-column joint. And a high-strength region along the beam length direction of the column-beam joint, and yielding at the boundary between the normal strength portion and the high strength portion. In this case, the adhesion examination length D becomes long and there is a sufficient margin for adhesion. However, if the formula shown in Non-Patent
本発明の目的は、付着に対する設計に余裕を持たせることで梁用の主筋の配筋が容易となる鉄筋コンクリート造の設計方法及び鉄筋コンクリート造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a design method for a reinforced concrete structure and a reinforced concrete structure in which it is easy to arrange the main bars for the beam by giving a margin to the design for adhesion.
本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法は、柱と接合され引張側鉄筋と圧縮側鉄筋として機能する複数の梁用の主筋を備え、前記梁用の主筋は、普通強度部分と、前記普通強度部分よりも強度が大きい高強度部分とを有し、前記高強度部分は、前記梁用の主筋のうち前記柱と接合される柱梁接合部と前記柱梁接合部の互いに反対側に位置する付け根部からそれぞれ梁長さ方向に沿った高強度領域とに配置され、前記普通強度部分は、前記高強度領域を挟んで前記柱梁接合部とは反対側に位置する普通強度領域に配置された鉄筋コンクリート造を設計する方法であって、前記梁用の主筋の応力と前記梁用の主筋の鉄筋径とを乗じた値に付着検討長さを除して前記梁用の主筋の設計用付着応力度τｊを求めるにあたり、前記付着検討長さを、前記柱せいと前記高強度領域のうち前記梁の長さ方向に沿った寸法との合計の値とすることを特徴とする。 The design method of a reinforced concrete structure of the present invention includes a plurality of beam main bars that are joined to a column and function as a tension side reinforcing bar and a compression side reinforcing bar, and the beam main bar includes a normal strength portion and a normal strength portion. A high-strength portion having a high strength, and the high-strength portion is a beam-to-column joint portion to be joined to the column and a root portion located on the opposite side of the beam-to-column joint portion of the main bars for the beam. Are arranged in a high-strength region along the beam length direction, and the normal-strength portion is disposed in a normal-strength region located on the opposite side of the column-beam joint with the high-strength region in between. A method of designing a structure, which is obtained by multiplying a value obtained by multiplying a stress of the main reinforcing bar for the beam and a reinforcing bar diameter of the main reinforcing bar for the beam by subtracting an adhesion examination length. Upon obtaining the tau j, the adhesion study length, wherein Sexual and characterized by the sum of the values of the dimensions along the length direction of the beam of the high intensity regions.
以上の構成の本発明では、梁用の主筋の応力と梁用の主筋の鉄筋径とを乗じた値を分子とし付着検討長さを分母として設計用付着応力度τｊを求めるにあたり、付着検討長さを、柱せい及び高強度領域のうち梁の長さ方向に沿った寸法としたので、付着検討長さを柱せいとした従来の設計手法に比べて、設計用付着応力度τｊの値に余裕ができる。
そのため、梁用の主筋の径を大きなものを用いても、従来の設計手法で求められた設計用付着応力度τｊの要件を満たすことが可能となるので、主筋を容易に配筋することができる。
その上、降伏ヒンジを、柱梁接合部の梁の付け根部ではなく、付け根部から離れた高強度部分と普通強度部分との境界部とすることで、鉄筋量が少なくてすむ。
従って、本発明では、鉄筋量が少なくてすむので、梁や柱梁接合部の断面積を大きくすることを要せず、そのため、居住空間を広いものにできる。
In the present invention having the above-described configuration, when the bond stress length τ j is determined by using the value obtained by multiplying the stress of the main bar for the beam and the reinforcing bar diameter of the main bar for the beam as the numerator, Since the length is the dimension along the length direction of the beam in the columnar and high-strength region, compared to the conventional design method in which the adhesion examination length is columnar, the design adhesion stress τ j There is room in the value.
Therefore, it is possible to satisfy the requirement of the design adhesion stress τ j obtained by the conventional design method even if the main beam diameter is large, so that the main bars can be easily arranged. Can do.
In addition, the yield hinge is not the base of the beam at the beam-column joint, but the boundary between the high-strength portion and the normal-strength portion away from the base, thereby reducing the amount of reinforcing bars.
Therefore, in the present invention, since the amount of reinforcing bars is small, it is not necessary to increase the cross-sectional area of the beam or the column beam joint, and therefore the living space can be widened.
本発明では、Ｄを柱せい、Ｌａlを一方の前記高強度領域の梁長さ方向に沿った長さ、Ｒａｌを他方の前記高強度領域の梁長さ方向に沿った長さ、ｄｂを前記梁用の主筋の鉄筋径、σｔを前記引張側鉄筋の応力、σｃを前記圧縮側鉄筋の応力とすると、前記付着検討長さＬは、Ｌ＝Ｄ＋Ｌａl＋Ｒａｌであり、前記設計用付着応力度τｊを、 In the present invention, D is a pillar, L a l is a length along the beam length direction of one of the high strength regions, and R a l is a length along the beam length direction of the other high strength region. , rebar diameter of main reinforcement for the beam of d b, the stress of the tension side rebar sigma t, when the sigma c is the stress of the compression side reinforcing bar, the adhesion study length L, L = D + L a l + R a l , and the design adhesion stress τ j ,
[数２]
τｊ＝｛（σｔ＋σｃ）×ｄｂ｝／｛４×（Ｄ＋Ｌａl＋Ｒａｌ）｝ …… （１）
[Equation 2]
τ j = {(σ t + σ c ) × d b } / {4 × (D + L a l + R a l )} (1)
の式から求める構成が好ましい。
この構成では、設計用付着応力度τｊを具体的な数式に基づいて、正確に求めることができる。
The structure obtained from the equation is preferable.
In this configuration, the design adhesion stress τ j can be accurately obtained based on a specific mathematical expression.
本発明では、ＬＭDUを一方の前記高強度領域に対応した引張側の設計用曲げモーメント、ｄを圧縮縁から引張側鉄筋重心までの距離、ａｔを前記引張側鉄筋の断面積、ＲＭDUを他方の前記高強度領域に対応した圧縮側の設計用曲げモーメント、ｄｃを圧縮縁から圧縮側鉄筋重心までの距離、ａｃを圧縮側鉄筋の断面積、ｎを前記梁用の主筋のコンクリートに対するヤング係数比、ｂを梁幅寸法、とすると、前記引張側鉄筋の応力σｔと前記圧縮側鉄筋の応力σｃとを、 In the present invention, L M DU one of the high intensity region for bending tension side design corresponding moment, the distance d from the compressed edge to the tension side rebar centroid, the cross-sectional area of the tension-side Rebar a t, R M DU bending for the other of the high-strength region of the compression side corresponding design moment, the distance of the d c from the compressed edge to the compression side rebar centroid, the cross-sectional area of the compression side rebar a c, n a for the beam If the Young's modulus ratio of the main reinforcement to the concrete and b is the beam width dimension, the stress σ t of the tension side reinforcement and the stress σ c of the compression side reinforcement are expressed as follows:
の式から求める構成が好ましい。
この構成では、引張側鉄筋の応力σｔ及び圧縮側鉄筋の応力σｃを前述の式によって求めることができるので、引張側鉄筋の応力σｔ及び圧縮側鉄筋の応力σｃの範囲が広範にわたる場合であっても、その数値に基づいて、設計用付着応力度τｊを正確に求めることができる。
The structure obtained from the equation is preferable.
In this configuration, since the stress σ t of the tension side reinforcing bar and the stress σ c of the compression side reinforcing bar can be obtained by the above-described formulas, the range of the stress σ t of the tension side reinforcing bar and the stress σ c of the compression side reinforcing bar is wide. Even in this case, the design adhesion stress τ j can be accurately obtained based on the numerical value.
本発明では、引張側鉄筋の応力σtと圧縮側鉄筋の応力σcとを、断面内各点のひずみ度が中立軸からの距離に比例し、鉄筋の応力度とひずみ度との関係は弾性とし、圧縮を受けるコンクリートの応力度−ひずみ度関係を、部材実験結果によく適合する算定結果を与える長方形・台形・放物線・３次曲線・指数関数を含む形に仮定したうえで、断面内での応力の釣合いを考慮した断面解析から求める構成が好ましい。
この構成では、鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説（日本建築学会）に記載された方法によって引張側鉄筋の応力σtと圧縮側鉄筋の応力σcとを断面解析から求めるので、設計用付着応力度τｊを精度よく求めることができる。
In the present invention, the stress σ t of the tensile side reinforcing bar and the stress σ c of the compression side reinforcing bar are expressed in terms of the degree of strain at each point in the cross section in proportion to the distance from the neutral axis. Assuming that the stress-strain relationship of concrete subjected to compression is rectangular, trapezoidal, parabolic, cubic curve, and exponential functions that give calculation results that fit well with the results of member experiments, The structure calculated | required from the cross-sectional analysis which considered the balance of the stress in is preferable.
In this configuration, the stress σ t of the tensile side reinforcement and the stress σ c of the compression side reinforcement are obtained from the cross-sectional analysis by the method described in the reinforced concrete structural calculation criteria and explanation (The Architectural Institute of Japan). τ j can be obtained with high accuracy.
本発明では、前記普通強度部分は降伏点又は０.２％耐力がＪＩＳＧ３１１２で規定され、前記高強度部分は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、
前記梁用の主筋は、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前記高強度部分とする構成が好ましい。
この構成では、降伏点又は０.２％耐力がＪＩＳＧ３１１２で規定される１本の普通鉄筋を部分焼入れして普通強度部分と高強度部分とを形成しているので、柱梁接合部に配置される高強度部分の太さを太くすることを要しない。そのため、この点からも、柱梁接合部の断面積を大きくすることを要しない。しかも、普通強度部分と高強度部分とが１本の鉄筋から構成されるので、現場での取り扱いが容易となる。
In the present invention, the normal strength portion has a yield point or 0.2% yield strength defined by JISG3112, and the high strength portion has a yield point or 0.2% yield strength greater than the normal strength portion,
The main reinforcing bar for the beam preferably has a configuration in which one normal reinforcing bar having the same strength as that of the normal strength portion is partially quenched to form the high strength portion.
In this configuration, a normal strength portion and a high strength portion are formed by partially quenching one ordinary rebar with a yield point or 0.2% proof stress specified in JIS G3112. It is not necessary to increase the thickness of the high strength part. Therefore, also from this point, it is not necessary to increase the cross-sectional area of the column beam joint. Moreover, since the normal strength portion and the high strength portion are composed of a single reinforcing bar, handling on the site is facilitated.
本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法は、柱と接合される梁用の主筋を備え、前記梁用の主筋のうち前記柱と接合される柱梁接合部の付け根部から降伏ヒンジの位置が離れた位置となるように補強された鉄筋コンクリート造を設計する方法において、前記梁用の主筋の応力と前記梁用の主筋の鉄筋径とを乗じた値に付着検討長さを除して前記梁用の主筋の設計用付着応力度τｊを求めるにあたり、前記付着検討長さを、前記柱せいと前記高強度領域のうち前記梁の長さ方向に沿った寸法との合計の値とすることを特徴とする。
この構成の本発明では、普通強度の領域より鉄筋の数を増やして高強度領域を形成する。そのため、１本の普通鉄筋の一部を焼入れして高強度部分を形成する場合に比べて、鉄筋の製造コストを下げることができる。
The design method of a reinforced concrete structure of the present invention includes a main bar for a beam to be joined to a column, and the position of the yield hinge is separated from a base part of the beam-to-column joint to be joined to the column among the main bars for the beam. In the method of designing a reinforced concrete structure reinforced to be in position, a value obtained by multiplying the stress of the main reinforcing bar for the beam and the reinforcing bar diameter of the main reinforcing bar for the beam by dividing the adhesion examination length is used. In determining the bond stress τj for designing the main bar, the adhesion examination length is a total value of the column and the dimension along the length direction of the beam in the high-strength region, To do.
In the present invention having this configuration, the number of reinforcing bars is increased from the normal strength region to form a high strength region. Therefore, the manufacturing cost of a reinforcing bar can be reduced compared with the case where a part of one normal reinforcing bar is quenched to form a high strength portion.
本発明の鉄筋コンクリート造は、前述の鉄筋コンクリート造の設計方法で設計されたことを特徴とする。
この構成の発明では、前述の効果と同じ効果を奏することができる。
The reinforced concrete structure of the present invention is characterized by being designed by the above-described reinforced concrete structure design method.
In the invention of this configuration, the same effect as described above can be obtained.
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態を図面の図１及び図２に基づいて説明する。
図１には本実施形態の全体構成が示されている。
図１において、建物は、複数の梁２と、梁２と接合する複数の柱３とを備えた複数階建ての鉄筋コンクリート造であり、鉄筋構造１にコンクリート体１００が打設されている。
梁２と柱３とが接合された柱梁接合部２００の形態としては、十字形接合Ｓ１やト形接合Ｓ２があるが、本実施形態では、他の接合に適用されるものでもよい。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 of the drawings.
FIG. 1 shows the overall configuration of the present embodiment.
In FIG. 1, the building is a multi-storey reinforced concrete structure including a plurality of
As a form of the beam-to-
梁２の鉄筋構造１は、水平方向に延びて配筋された複数の梁用の主筋２１と、主筋２１の軸方向と交差する平面内において主筋２１を囲んで等間隔に配筋されて梁２のせん断強度を補強する複数の梁用のせん断補強筋２２とを備える。
主筋２１は、上下に一対ずつ配置されており、このうち上方の主筋２１が圧縮側鉄筋として機能する場合には、下方の主筋２１が引張側鉄筋として機能する。
水平方向に隣合う主筋２１は、継手４で接合されている。継手４は、機械式継手や、それ以外の継手でもよい。あるいは、端部同士を重ね合わせ、針金等で結線する構成でもよい。さらには、端部同士を突き合わせて溶接等で接合する構成でもよい。
柱３の鉄筋構造１は、垂直方向に延びて所定間隔を空けて配筋された複数の柱用の鉄筋材３１と、鉄筋材３１の軸方向と交差する平面内において鉄筋材３１を囲んで等間隔に鉄筋材３１の延出方向に配筋されて柱３のせん断強度を補強する複数の柱用のせん断補強筋３２とを備える。鉄筋材３１及びせん断補強筋３２は、降伏点又は０.２％耐力がＪＩＳＧ３１１２で規定されている普通鉄筋である。この普通鉄筋の降伏点又は０.２％耐力は、例えば、２９５ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ２)以上３９０ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ２)以下である。
The
A pair of
The
The reinforcing
十字形接合Ｓ１を含む領域において、主筋２１は、その中央部分に高強度部分２１１があり、その両端部にそれぞれ普通強度部分２１２がある。高強度部分２１１と普通強度部分２１２との境界部Ｑが降伏ヒンジの位置である。
高強度部分２１１は、十字形接合Ｓ１と十字形接合Ｓ１から梁長さ方向に沿った高強度領域２１０Ａとに配置される。普通強度部分２１２は、高強度領域２１０Ａを挟んで十字形接合Ｓ１とは反対側に位置する普通強度領域２１０Ｂに配置されている。高強度部分２１１及び普通強度部分２１２は、１本の鉄筋から一体に形成されている。
普通強度部分２１２は、降伏点又は０.２％耐力がＪＩＳＧ３１１２で規定されている。
高強度部分２１１は、普通強度部分２１２より高強度である。
例えば、高強度部分２１１の降伏点又は０.２％耐力は、４９０ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ２)以上１０００ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ２)以下である。普通強度部分２１２の降伏点又は０.２％耐力は、２９５ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ２)以上３９０ＭＰａ(Ｎ/ｍｍ２)以下である。
以上の構成の主筋２１は、普通強度部分２１２と同じ強度の１本の普通鉄筋（ＳＤ３４５）を部分焼入れして高強度部分２１１にする。
In the region including the cruciform joint S1, the
The high-
The
The
For example, the yield point or 0.2% proof stress of the
The main reinforcing
ト形接合Ｓ２を含む領域において、主筋２１は、その一端部分に高強度部分２１１があり、その他端部に普通強度部分２１２がある。
高強度部分２１１は、ト形接合Ｓ２とト形接合Ｓ２から梁長さ方向に沿った高強度領域２１０Ａとに配置される。普通強度部分２１２は、高強度領域２１０Ａを挟んでト形接合Ｓ２とは反対側に位置する普通強度領域２１０Ｂに配置されている。
In the region including the G-shaped joint S2, the
The high-
次に、本実施形態において、鉄筋コンクリート造を設計する方法について説明する。
図２では、梁用の主筋２１の応力度分布が（Ａ）に示され、柱梁接合部２００及び梁２の平断面が（Ｂ）に示されている。なお、図２（Ｂ）において、断面部分のハッチが省略して図示されている。
図２（Ｂ）に示される通り、主筋２１は、柱梁接合部２００と、柱梁接合部２００を挟んで左右両側に配置された高強度領域２１０Ａとに位置するように高強度部分２１１が配置されている。
高強度部分２１１が配置される寸法は、付着検討長さＬである。
Ｄを柱せい、Ｌａlを左側の高強度領域２１０Ａの梁長さ方向に沿った長さ、Ｒａlを右側の高強度領域２１０Ａの梁長さ方向に沿った長さとすると、付着検討長さＬは、Ｌ＝Ｄ＋Ｌａl＋Ｒａｌ-である。
Next, a method for designing a reinforced concrete structure in this embodiment will be described.
In FIG. 2, (A) shows the stress distribution of the
As shown in FIG. 2B, the
The dimension in which the high-
If D is a pillar, L a l is the length along the beam length direction of the left
図３には、梁用の主筋２１の配列状態が（Ａ）（Ｂ）に示され、ひずみ分布が（Ｃ）に示されている。
図３（Ａ）（Ｂ）に示される通り、上下にそれぞれ主筋２１が複数本（４本）配置されている。
梁２の梁幅寸法はｂである。前述の通り、上方に配置された主筋２１が圧縮側鉄筋であり、下方に配置された主筋２１が引張側鉄筋である。下方の引張側鉄筋としての主筋２１の重心と梁２の圧縮縁（上面）との距離をｄ、主筋２１の直径（鉄筋径）をｄｂ、引張側の設計用曲げモーメントをＬＭDU、引張側鉄筋の断面積をａｔ、圧縮側の設計用曲げモーメントをＲＭDU、圧縮縁（梁下面）から圧縮側鉄筋重心までの距離をｄｃ、圧縮側鉄筋の断面積ａｃ、梁用の主筋２１のコンクリートに対するヤング係数比をｎとすると、設計用付着応力度τｊは、数４の式（１）〜（４）に基づいて求められる。なお、梁用の主筋２１のコンクリートに対するヤング係数比ｎは、表１から選択されるものである。
In FIG. 3, the arrangement state of the
As shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), a plurality (four) of
The beam width dimension of the
図２（Ａ）で示される通り、左側の高強度領域２１０Ａに対応した引張側鉄筋の応力σｔは、柱梁接合部２００の左側の付け根部Ｒにおける主筋２１の応力である。右側の高強度領域２１０Ａに対応した圧縮側鉄筋の応力σｃは、柱梁接合部２００の右側の付け根部Ｒにおける主筋２１の応力である。
数４の式（２）で示される通り、引張側鉄筋の応力σｔは、引張側の設計用曲げモーメントＬＭDUと、引張側鉄筋の断面積ａｔと、引張側鉄筋としての主筋２１の重心と梁２の圧縮縁との距離ｄとに基づいて求められる。引張側鉄筋の応力σｔは、鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説（日本建築学会2010年2月20日第８版第１刷）に準拠する。
鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説によれば、梁の引張側鉄筋比が釣合鉄筋比以下のときは、式（Ａ）がなりたつ。
ＬＭDU＝ａｔσｔｊ ……（Ａ）
ここで、ａｔは引張側鉄筋断面積であり、ｊは梁の応力中心距離である。ｄを梁の有効せいとすると（図３参照）、ｊは（７／８）ｄあるいは０．９ｄとしてもよい。式（Ａ）から、
σｔ＝ＬＭDU／（０．９×ａｔｄ）＝ＬＭDU／（ａｔ×ｊ）
である。曲げモーメントＬＭDUは、付け根部Ｒにおける値であり、従来と同様の方法により求められる。
As shown in FIG. 2A, the stress σ t of the tension-side reinforcing bar corresponding to the left high-
As shown by the
According to the Reinforced Concrete Structure Calculation Criteria and the same commentary, when the tension side reinforcement ratio of the beam is equal to or less than the balanced reinforcement ratio, equation (A) is satisfied.
L M DU = a t σ t j ...... (A)
Here, a t is a tension side reinforcement cross-sectional area, j is the stress center distance of the beam. If d is an effective beam (see FIG. 3), j may be (7/8) d or 0.9d. From equation (A)
σ t = L M DU /(0.9×a t d) = L M DU / (a t × j)
It is. The bending moment L M DU is a value at the base portion R, and is obtained by a method similar to the conventional method.
数４の式（３）で示される通り、圧縮側鉄筋の応力σｃは、圧縮側の設計用曲げモーメントＲＭDUと、引張側鉄筋の断面積ａｔと、圧縮側鉄筋の断面積ａｃと、圧縮側鉄筋としての主筋２１の重心と梁２の圧縮縁との距離ｄｃ、中立軸位置ｘｎとに基づいて求められる。
中立軸位置ｘｎは式（４）から求められる。圧縮側鉄筋の応力σｃは、引張側鉄筋の応力σｔと同様に、鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説の式（Ａ）に基づいて求められる。
As shown by the
The neutral axis position xn is obtained from the equation (4). The stress σ c of the compression side reinforcing bar is obtained based on the formula (A) of the reinforced concrete structure calculation criteria and the same explanation as the stress σ t of the tensile side reinforcing bar.
式（４）は、次の式から求められる。
図３（Ｃ）には、ひずみ分布が示されている。図３（Ｃ）に示される通り、梁２の圧縮縁（上面）に生じるひずみは、圧縮側のひずみであり、梁２のうち下方に配置された主筋２１に生じるひずみは、引張側のひずみである。
圧縮側にかかるひずみ量をｃεｃとし、引張側にかかるひずみ量をｔεｓとすると、中立軸位置ｘｎにおいてひずみ量は、０となる。
梁２のうち上方に配置された主筋２１におけるひずみ量をｃεｓとすると、図３（Ｃ）から、
ｃεｃ／ｘｎ＝ｃεｓ／（ｘｎ−ｄｃ） ……（Ｂ）
ｃεｃ／ｘｎ＝ｔεｓ／（ｄ−ｘｎ） ……（Ｃ）
ｃεｓ／（ｘｎ−ｄｃ）＝ｔεｓ／（ｄ−ｘｎ） ……（Ｄ）
である。
Equation (4) is obtained from the following equation.
FIG. 3C shows the strain distribution. As shown in FIG. 3C, the strain generated at the compression edge (upper surface) of the
Assuming that the strain amount applied to the compression side is c ε c and the strain amount applied to the tension side is t ε s , the strain amount is 0 at the neutral shaft position xn .
Assuming that the strain amount in the
c ε c / x n = c ε s / (x n -d c) ...... (B)
c ε c / x n = t ε s / (d-x n) ...... (C)
c ε s / (x n -d c) = t ε s / (d-x n) ...... (D)
It is.
式（Ｂ）〜（Ｄ）から、
ｃεｓ＝ｔεｓ×｛（ｘｎ−ｄｃ）／（ｄ−ｘｎ）｝……（Ｅ）
である。
引張側鉄筋の応力、圧縮側鉄筋の応力及び圧縮側コンクリートの応力の釣り合いの関係から、次の式を導くことができる。なお、下記の式におけるＥｓは、主筋２１のコンクリートに対するヤング係数比である。
引張側鉄筋の応力＝ｔεｓ×Ｅｓ×ａｔ
圧縮側鉄筋の応力＝ｃεｓ×Ｅｓ×ａｃ
圧縮側コンクリート（三角形分布）の応力＝(1/2)×ｃεｃ×（Ｅｓ／ｎ）×ｘｎ×ｂ
引張側鉄筋の応力−圧縮側鉄筋の応力−圧縮側コンクリートの応力＝０であるから、
ｔεｓ×Ｅｓ×ａｔ−ｃεｓ×Ｅｓ×ａｃ−(1/2)×ｃεｃ×（Ｅｓ／ｎ）×ｘｎ×ｂ＝０であり、この式と、式（Ｅ）とから、
（１／２ｎ）×ｘｎ ２×ｂ＋（ａｔ＋ａｃ）×ｘｎ−ａｔ×ｄ−（ａｃ×ｄｃ）＝０
……（Ｆ）
となる。式（Ｆ）からｘｎを求めると、式（４）となる。
From the formulas (B) to (D),
c ε s = t ε s × {(x n -d c) / (d-x n)} ...... (E)
It is.
The following equation can be derived from the relationship between the stress of the tension side reinforcement, the stress of the compression side reinforcement, and the stress of the compression side concrete. Note that Es in the following equation is a Young's modulus ratio of the
Of tensile side rebar stress = t ε s × Es × a t
Compression side rebar stress = c ε s × Es × ac
Stress on compression side concrete (triangle distribution) = (1/2) x c ε c x (Es / n) x x n x b
Since the stress on the tension side rebar-the stress on the compression side rebar-the stress on the compression side concrete = 0,
t ε s × Es × a t - c ε s × Es × a c - (1/2) × c ε c × (Es / n) a × x n × b = 0, and this equation, equation (E And
(1 / 2n) × x n 2 × b + (a t + a c) × x n -a t × d- (ac × d c) = 0
...... (F)
It becomes. When xn is obtained from Expression (F), Expression (4) is obtained.
従って、本実施形態では、次の効果を奏することができる。
（１）梁用の主筋２１の応力と鉄筋径ｄｂとを乗じた値に付着検討長さＬを除して主筋２１の設計用付着応力度τｊを求めるにあたり、付着検討長さＬを、柱せいＤ及び高強度領域２１０Ａの寸法Ｌａl、Ｒａｌとしたから、付着検討長さＬを柱せいＤとした従来の設計手法に比べて、設計用付着応力度τｊの値に余裕ができる。そのため、主筋２１の径を小さなものを用いても、従来の設計手法で求められた設計用付着応力度τｊの要件を満たすことが可能となるので、主筋２１を容易に配筋することができる。その上、降伏ヒンジを、柱梁接合部の梁の付け根部ではなく、付け根部から離れた高強度部分２１１と普通強度部分２１２との境界部とすることで、鉄筋量が少なくてすむ。
Therefore, in this embodiment, the following effects can be achieved.
(1) Upon determining the design for bond stress of tau j of stress and reinforcing bar diameter d b and by dividing the value in the deposition study length L multiplied by the
（２）設計用付着応力度τｊを、式（１）から求めたから、設計用付着応力度τｊの値を正確に求めることができる。
（３）引張側鉄筋の応力σｔ及び圧縮側鉄筋の応力σｃを、式（２）〜（４）に基づいて求めたから、引張側鉄筋の応力σｔ及び圧縮側鉄筋の応力σｃの範囲が広範にわたる場合であっても、設計用付着応力度τｊの値を正確なものにできる。
(2) Since the design adhesion stress τ j is obtained from the equation (1), the design adhesion stress τ j can be accurately obtained.
(3) Since the stress σ t of the tension side reinforcing bar and the stress σ c of the compression side reinforcing bar are obtained based on the equations (2) to (4), the stress σ t of the tension side reinforcing bar and the stress σ c of the compression side reinforcing bar Even when the range is wide, the value of the design adhesion stress τ j can be made accurate.
（４）１本の普通鉄筋を部分焼入れして普通強度部分２１２と高強度部分２１１とを形成したから、主筋２１の現場での取り扱いが容易となる。
(4) Since one normal reinforcing bar is partially quenched to form the
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、本発明では、建築構造物以外にも、橋等の土木構造物にも適用することができる。
前記実施形態では、１本の普通鉄筋を部分焼入れして普通強度部分２１２と高強度部分２１１とを形成したが、本発明では、普通強度部分２１２を複数本の普通鉄筋から構成し、高強度部分２１１を、これらの主筋と、隣合う主筋の間に配置された補強筋とから構成するものでもよい。
即ち、梁用の主筋２１のうち柱梁接合部２００の付け根部から降伏ヒンジの位置が離れた位置となるように補強された鉄筋コンクリート造を設計する方法において、前記実施形態と同様に、梁用の主筋２１の応力と鉄筋径ｄｂとを乗じた値に付着検討長さＬを除して主筋２１の設計用付着応力度τｊを求めるにあたり、付着検討長さＬを、柱せいＤ及び高強度領域２１０Ａの寸法Ｌａl、Ｒａｌとする。
補強にあたっては、普通強度の領域より鉄筋の数を増やして高強度の領域を形成する。そのため、１本の普通鉄筋の一部を焼入れして高強度部分２１１を形成する場合に比べて、鉄筋の製造コストを下げることができる。
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, the present invention can be applied to civil engineering structures such as bridges in addition to building structures.
In the above-described embodiment, one normal reinforcing bar is partially quenched to form the
That is, in the method of designing a reinforced concrete structure reinforced so that the position of the yield hinge is away from the base of the column beam joint 200 in the beam
In reinforcement, the number of reinforcing bars is increased from the normal strength region to form a high strength region. Therefore, the manufacturing cost of the reinforcing bars can be reduced as compared with the case where the
さらに本発明では、引張側鉄筋の応力σtと圧縮側鉄筋の応力σcとを、断面内各点のひずみ度が中立軸からの距離に比例し、鉄筋の応力度とひずみ度と関係は弾性とし、圧縮を受けるコンクリートの応力度−ひずみ度関係は、部材実験結果によく適合する算定結果を与える関係を仮定したうえで、断面内での応力の釣合いを考慮した断面解析から求める構成としてもよい。
即ち、鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説（日本建築学会1988改訂、991一部改訂）の第６０４頁〜第６１６頁「付２０．梁および柱の曲げ終局強度」）に基づいて引張側鉄筋の応力σtと圧縮側鉄筋の応力σcとを求める。
Furthermore, in the present invention, the stress σ t of the tension side reinforcing bar and the stress σ c of the compression side reinforcing bar are expressed in terms of the degree of strain at each point in the cross section in proportion to the distance from the neutral axis. It is assumed that the relationship between the degree of stress and the degree of strain of concrete subjected to compression is obtained from cross-sectional analysis considering the balance of stress in the cross-section, assuming a relationship that gives a calculation result that fits well with the results of member experiments. Also good.
That is, based on the reinforced concrete structural calculation standards and explanations (Revised by Architectural Institute of Japan 1988, 991 partially revised, pages 604 to 616 “Appendix 20. Ultimate strength of bending of beams and columns”) σ t and the stress σ c of the compression side reinforcing bar are obtained.
つまり、曲げ終局強度(曲げ耐力)の算定を、次の基本仮定により行う。
（１）曲げ終局強度は、圧縮縁のコンクリートのひずみ度が一定の終局ひずみ度εｕに達するときの曲げモーメントＭｕにより表す。
（２）曲げ終局強度に達した断面内各点のひずみ度は中立軸からの距離に比例する。
（３）鉄筋の応力度ひずみ度関係は、引張・圧縮とも降伏点強度以下では弾性とし、降伏点強度に相当するひずみ度を超えるひずみ度に対しては、鉄筋の応力度は降伏度強度に等しいものとする。
（４）コンクリートは引張応力度を負担しない。
（５）圧縮を受けるコンクリートの応力度ひずみ関係は、部材実験結果によく適合する算定結果を与えるものであれば、長方形・台形・放物線・３次曲線・指数関数等、どのような形に仮定してもよい。
以後、断面の釣り合いの条件（σｙを鉄筋の降伏点強度とすると、σt＝σｙ、σc＝−σｙ）を考慮し従来より行われている断面解析から引張側鉄筋の応力σtと圧縮側鉄筋の応力σcとを求める。求められた引張側鉄筋の応力σtと圧縮側鉄筋の応力σcとに基づいて、前記実施形態と同様に、設計用付着応力度τｊを求める。
That is, the ultimate bending strength (bending strength) is calculated based on the following basic assumptions.
(1) The ultimate bending strength is expressed by the bending moment Mu when the degree of strain of the compression edge concrete reaches a constant ultimate strain εu.
(2) The degree of strain at each point in the cross section where the ultimate bending strength is reached is proportional to the distance from the neutral axis.
(3) The relationship between the strength and the strength of the reinforcing bar is that the tensile strength and compression are both elastic below the yield strength. For the strain exceeding the yield strength, the strength of the reinforcing bar is the yield strength. It shall be equal.
(4) Concrete does not bear the tensile stress.
(5) The stress-strain relationship of concrete subjected to compression is assumed to be any shape such as a rectangle, trapezoid, parabola, cubic curve, exponential function, etc., as long as it gives a calculation result that fits well with the results of member experiments. May be.
Hereinafter, the stress σ of the tension-side rebar is determined from the conventional cross-section analysis in consideration of the condition of the cross-sectional balance (σ t = σ y , σ c = −σ y , where σ y is the yield point strength of the rebar). t and the stress σ c of the compression side reinforcing bar are obtained. Based on the obtained stress σ t of the tension side reinforcing bar and the stress σ c of the compression side reinforcing bar, the adhesion stress τ j for design is obtained in the same manner as in the above embodiment.
また、前記実施形態では、引張側鉄筋の応力σｔ及び圧縮側鉄筋の応力σｃを、式（２）〜（４）に基づいた断面解析により求めたが、本発明では、引張側鉄筋の応力σｔ及び圧縮側鉄筋の応力σｃをそれぞれ所定値、例えば、降伏点又は０．２％耐力が６８５Ｎ／ｍｍ２の鉄筋を用いた場合には、鉄筋の応力の最大値である６８５Ｎ／ｍｍ２とする場合には、式（２）〜（４）は不要である。 Moreover, in the said embodiment, although stress (sigma) t of the tension side reinforcement and stress (sigma) c of the compression side reinforcement were calculated | required by the cross-sectional analysis based on Formula (2)-(4), The stress σ t and the stress σ c of the compression side rebar are respectively predetermined values, for example, when a rebar having a yield point or 0.2% proof stress of 685 N / mm 2 is used, the maximum value of the rebar stress is 685 N / when the mm 2 of the formula (2) to (4) is not required.
本発明は、鉄筋コンクリート造の建築構造物や土木構造物に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a reinforced concrete building structure or a civil engineering structure.
１…鉄筋構造、２…梁、３…柱、２１…梁用の主筋、２１１…高強度部分、２１２…普通強度部分、Ｓ１…十字形接合、２００…柱梁接合部、２１０Ａ…高強度領域、１００…コンクリート体、Ｒ…付け根部、Ｑ…境界部、Ｌ…付着検討長さ、Ｄ…柱せい
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記梁用の主筋の応力と前記梁用の主筋の鉄筋径とを乗じた値に付着検討長さを除して前記梁用の主筋の設計用付着応力度τｊを求めるにあたり、
前記付着検討長さを、前記柱せいと前記高強度領域のうち前記梁の長さ方向に沿った寸法との合計の値とすることを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 A plurality of beam main bars that are joined to the column and function as tension-side reinforcing bars and compression-side reinforcing bars, and the main bars for the beams have a normal strength portion and a high-strength portion that is stronger than the normal strength portion. The high-strength portion is a height along the beam length direction from the beam-to-column joint portion to be joined to the column and the root portion located on the opposite side of the beam-to-column joint portion of the main bars for the beam. The normal strength portion is a method of designing a reinforced concrete structure disposed in a normal strength region located on the opposite side to the column beam joint with the high strength region interposed therebetween,
In determining the adhesion stress τ j for design of the main bar for the beam by dividing the adhesion examination length by the value obtained by multiplying the stress of the main bar for the beam and the reinforcing bar diameter of the main bar for the beam,
The method for designing a reinforced concrete structure, wherein the adhesion examination length is a total value of the pillar and a dimension along the length direction of the beam in the high-strength region.
Ｄを柱せい、
Ｌａlを一方の前記高強度領域の梁長さ方向に沿った長さ、
Ｒａｌを他方の前記高強度領域の梁長さ方向に沿った長さ、
ｄｂを前記梁用の主筋の鉄筋径、
σｔを前記引張側鉄筋の応力、
σｃを前記圧縮側鉄筋の応力とすると、
前記付着検討長さＬは、Ｌ＝Ｄ＋Ｌａl＋Ｒａｌであり、
前記設計用付着応力度τｊを、
[数１]
τｊ＝｛（σｔ＋σｃ）×ｄｂ｝／｛４×（Ｄ＋Ｌａl＋Ｒａｌ）｝ …… （１）
の式から求めることを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 In the design method of the reinforced concrete structure described in Claim 1,
Because of D,
L a l is the length along the beam length direction of one of the high-strength regions,
R al is the length along the beam length direction of the other high-strength region,
The d b rebar diameter of main reinforcement for the beam,
σ t is the stress of the tension side reinforcing bar,
When σ c is the stress of the compression side reinforcing bar,
The adhesion examination length L is L = D + L al + R a l ,
The design adhesive stress degree τ j ,
[Equation 1]
τ j = {(σ t + σ c ) × d b } / {4 × (D + L a l + R a l )} (1)
A method for designing a reinforced concrete structure, characterized in that it is obtained from the following formula.
ＬＭDUを一方の前記高強度領域に対応した引張側の設計用曲げモーメント、
ｄを圧縮縁から引張側鉄筋重心までの距離、
ａｔを前記引張側鉄筋の断面積、
ＲＭDUを他方の前記高強度領域に対応した圧縮側の設計用曲げモーメント、
ｄｃを圧縮縁から圧縮側鉄筋重心までの距離、
ａｃを圧縮側鉄筋の断面積、
ｎを前記梁用の主筋のコンクリートに対するヤング係数比、
ｂを梁幅寸法、とすると、
前記引張側鉄筋の応力σｔと前記圧縮側鉄筋の応力σｃとを、
L M DU is a bending moment for design on the tensile side corresponding to one of the high strength regions,
d is the distance from the compression edge to the center of gravity of the rebar
a t is the cross-sectional area of the tension-side reinforcing bar,
R M DU bending for other of the high-intensity compression side corresponding to the area design moment,
Distance to d c from the compressed edge to the compression side rebar centroid,
a c is the cross-sectional area of the compression side rebar,
n is the Young's modulus ratio of the main reinforcement for the beam to the concrete,
If b is the beam width dimension,
The stress σ t of the tension side reinforcing bar and the stress σ c of the compression side reinforcing bar are
引張側鉄筋の応力σtと圧縮側鉄筋の応力σcとを、
断面内各点のひずみ度が中立軸からの距離に比例し、鉄筋の応力度とひずみ度との関係は弾性とし、圧縮を受けるコンクリートの応力度−ひずみ度関係を、部材実験結果によく適合する算定結果を与える長方形・台形・放物線・３次曲線・指数関数を含む形に仮定したうえで、断面内での応力の釣合いを考慮した断面解析から求めることを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 In the design method of the reinforced concrete structure described in Claim 2,
The stress σ t of the tension side rebar and the stress σ c of the compression side rebar are
The degree of strain at each point in the cross-section is proportional to the distance from the neutral axis, the relationship between the stress level and the strain level of the reinforcing bar is elastic, and the stress-strain level relationship of concrete subjected to compression is well adapted to the results of member experiments Reinforced concrete design method characterized by obtaining from a cross-sectional analysis considering the balance of stress in the cross-section, assuming a shape including a rectangle, trapezoid, parabola, cubic curve, and exponential function .
前記普通強度部分は降伏点又は０.２％耐力がＪＩＳＧ３１１２で規定され、前記高強度部分は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、
前記梁用の主筋は、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前記高強度部分とすることを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 In the design method of the reinforced concrete structure described in any one of Claims 1 thru | or 4,
The normal strength portion has a yield point or 0.2% yield strength defined in JIS G3112, and the high strength portion has a yield point or 0.2% yield strength greater than the normal strength portion,
The method for designing a reinforced concrete structure, wherein the main reinforcing bar for the beam is formed by partially quenching one normal reinforcing bar having the same strength as that of the normal strength part to form the high strength part.
前記梁用の主筋の応力と前記梁用の主筋の鉄筋径とを乗じた値に付着検討長さを除して前記梁用の主筋の設計用付着応力度τｊを求めるにあたり、
前記付着検討長さを、前記柱せいと前記高強度領域のうち前記梁の長さ方向に沿った寸法との合計の値とすることを特徴とする鉄筋コンクリート造の設計方法。 Reinforced concrete structure comprising a main bar for a beam to be connected to a column and reinforced so that the position of the yield hinge is away from the base of the beam-to-column joint to be connected to the column among the main bars for the beam In how to design
In determining the adhesion stress τj for designing the main bar for the beam by dividing the adhesion examination length by the value obtained by multiplying the stress of the main bar for the beam and the reinforcing bar diameter of the main bar for the beam,
The method for designing a reinforced concrete structure, wherein the adhesion examination length is a total value of the pillar and a dimension along the length direction of the beam in the high-strength region.
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