JP2017222996A

JP2017222996A - 柱梁の接合部構造

Info

Publication number: JP2017222996A
Application number: JP2016117389A
Authority: JP
Inventors: 悟史掛; Satoshi Kake; 裕次石川; Yuji Ishikawa
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2017-12-21

Abstract

【課題】コンクリートと主筋の付着力劣化に伴う柱梁の接合部の破壊を抑制する。【解決手段】柱梁の接合部構造は、鉄筋コンクリート製柱２０の柱主筋２２と鉄筋コンクリート製梁３０の梁主筋３２とが配筋された接合部材１０と、柱主筋２２又は梁主筋３２に設けられ支圧力を発生させる支圧部材（機械式継手４０）と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、柱梁の接合部構造に関する。

特許文献１に示された柱梁仕口部構造では、柱梁仕口部（柱梁接合部）に打設されるコンクリートに繊維補強材を混入してコンクリートの強度を向上させている。

特開平１０−８５５１号公報

しかし、コンクリートの強度を向上させても、柱と梁の曲げ耐力比が小さい場合、梁の曲げ降伏が早期に発生し、その後接合部内まで主筋降伏が進展し、接合部を立面視したとき接合部の隅部を対角上に結んだ対角線に沿って斜めひび割れが発生して接合部が破壊されることがある。

本発明は上記事実を考慮して、柱梁の接合部の斜めひび割れの発生を抑制することを目的とする。

請求項１に記載の柱梁の接合部構造は、コンクリート製柱の柱主筋とコンクリート製梁の梁主筋とが配筋された接合部と、前記接合部の外側から前記接合部へプレストレスを与える鋼製部材と、を有する。

請求項１に記載の柱梁の接合部構造では、接合部へプレストレスを与えることにより、接合部のコンクリートが圧縮される。このため、接合部の斜めひび割れを抑制することができる。

請求項２に記載の柱梁の接合部構造は、前記接合部は、前記コンクリート製柱及び前記コンクリート製梁が接合されるプレキャストコンクリート製の接合部材とされている。

請求項２に記載の柱梁の接合部構造では、プレストレスが与えられた接合部材はプレキャストコンクリート製とされ、コンクリート製柱及びコンクリート製梁と別部材とされている。このため、プレストレスが与えられた接合部を現場で効率よく施工できる。また、接合部だけに効率的にプレストレスを与えられる。

請求項３に記載の柱梁の接合部構造は、前記コンクリート製柱、前記コンクリート製梁はプレキャストコンクリート製とされている。

請求項３に記載の柱梁の接合部構造では、架構がプレキャストコンクリートで形成され、接合部材にはプレストレスが与えられている。このため、現場打ちコンクリート作業を省略し、接合部の斜めひび割れが抑制された架構を効率よく形成することができる。

本発明によると、柱梁の接合部の斜めひび割れの発生を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る柱梁の接合部構造が適用された柱梁の接合部を示す断面図である。本発明の第１実施形態に係る柱梁の接合部構造において、梁主筋を接続するスリーブが接合部材に埋設された例を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る柱梁の接合部構造が適用された柱梁の接合部を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る柱梁の接合部構造において、ＰＣ鋼棒が接合部材を上下方向に貫通した例を示す断面図である。本発明の第３実施形態に係る柱梁の接合部構造が適用された柱梁の接合部を示す断面図である。

［第１実施形態］
（構成）
図１に示すように、第１実施形態に係る柱梁の接合部構造は、鉄筋コンクリート製の柱２０と鉄筋コンクリート製の梁３０とを接合する接合部材（仕口部材）１０に適用される。接合部材１０、柱２０及び梁３０はそれぞれプレキャストコンクリートで形成され、柱２０は接合部材１０の下部に接合された下柱部材２０Ａと、接合部材１０の上部に接合された上柱部材２０Ｂとで形成され、梁３０は接合部材１０の両側にそれぞれ接合された梁部材３０Ａ、３０Ｂで形成されている。

なお、図１において接合部材１０と下柱部材２０Ａ、接合部材１０と上柱部材２０Ｂはそれぞれ隙間を空けて配置されているが、この隙間には後述するスリーブ５０、５２へ充填される図示しないグラウト材が充填され、これにより接合部材１０、下柱部材２０Ａ及び上柱部材２０Ｂが接合されている。

同様に、図１において接合部材１０と梁部材３０Ａ、接合部材１０と梁部材３０Ｂはそれぞれ隙間を空けて配置されているが、この隙間には後述するスリーブ５４へ充填される図示しないグラウト材が充填され、これにより接合部材１０、梁部材３０Ａ及び梁部材３０Ｂが接合されている。

接合部材１０の上下方向（鉛直方向）の中央部には、プレストレスが与えられたＰＣ鋼棒４０が埋設されている。ＰＣ鋼棒４０は接合部材１０を左右方向（略水平方向）に貫通し、両端部が接合部材１０の側面に形成されたコッター１０Ａから突出して、定着板４２に固定されている。これにより、接合部材１０に左右からプレストレスが与えられる。

なお、本実施形態においてＰＣ鋼棒４０は、コンクリート製の接合部材１０を左右方向に貫通する図示しないシース管に通され、その後緊張力が与えられてグラウト材でシース管内に固定されている（所謂ポストテンション方式）。

但し本発明の実施形態はこれに限らず、ＰＣ鋼棒４０はプレテンション方式によってプレストレスを与えてもよい。すなわち、接合部材１０を形成するコンクリートＣの打設時に、予め緊張力が与えられたＰＣ鋼棒４０を配置しておき、コンクリートＣの硬化後に接合部材１０から突出したＰＣ鋼棒４０を切断することでＰＣ鋼棒４０にプレストレスを与えてもよい。このようにしてＰＣ鋼棒４０にプレストレスを与えることで、定着板４２を省略することができる。

なお、以下に説明する第２、第３実施形態に係る柱梁の接合部構造においても、ＰＣ鋼棒のプレストレス導入にあたっては、ポストテンション方式、プレテンション方式の何れかを選択することができる。なお、本実施形態及び第２、第３実施形態に係る柱梁の接合部構造におけるＰＣ鋼棒は本発明における鋼製部材の一例であり、鋼製部材としてはＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線、その他プレストレスを与えることができる材質を用いることができる。

接合部材１０には柱主筋２２及び梁主筋３２が配筋されている。具体的には、接合部材１０を上下方向に貫通するスリーブ５０を、上柱部材２０Ｂの下端面から突出した柱主筋２２Ａが貫通し、この柱主筋２２Ａの先端部が、下柱部材２０Ａの上端面に開口したスリーブ５２に挿入されている。スリーブ５２の反対側の開口部には柱主筋２２Ｂが挿入されている。スリーブ５０、スリーブ５２にはグラウト材が充填されており、これにより柱主筋２２Ａ、２２Ｂが接続されている。

また、梁主筋３２Ａは接合部材１０を左右方向に貫通し、梁主筋３２Ａの両端部は接合部材１０から突出し、それぞれ梁部材３０Ａ、３０Ｂの端面に開口するスリーブ５４に挿入されている。スリーブ５４の反対側の開口部には梁主筋３２Ｂが挿入されている。スリーブ５４にはグラウト材が充填されており、これにより梁主筋３２Ａ、３２Ｂが接続されている。

なお、本実施形態においては梁主筋３２Ａの両端部が接合部材１０から突出しているものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図２に示すように、接合部材１０にスリーブ５６を埋設し、このスリーブ５６の一方の開口部に接合部材１９に埋設された梁主筋３２Ａの端部を挿入してもよい。この場合、梁部材３０Ａの端面から梁主筋３２Ｂが突出し、スリーブ５６の他方の開口部に挿入される。

なお、このように接合部材１０にスリーブ５６を埋設し、接合部材１０の内部で梁主筋３２を接続する構成は、以下で説明する図３〜５に示す第２、第３実施形態に係る接合部構造に適用してもよい。

また、本実施形態においては、接合部材１０のスリーブ５０を上柱部材２０Ｂの下端面から突出した柱主筋２２Ａが貫通している（所謂逆挿し工法）が、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば下柱部材２０Ａの上端面から柱主筋２２Ｂを突出させ、この柱主筋２２Ｂが、接合部材１０のスリーブ５０を貫通するものとしてもよい（所謂順挿し工法）。この場合、上柱部材２０Ｂの下端面にスリーブ５２を埋設し、このスリーブ５２に柱主筋２２Ｂを挿入する。

なお、以下に説明する第２実施形態に係る柱梁の接合部構造においても、柱主筋の配設方法に関しては、逆挿し工法、順挿し工法の何れかを選択することができる。

（作用・効果）
第１実施形態に係る柱梁の接合部構造によると、接合部材１０のコンクリートＣが、ＰＣ鋼棒４０によりプレストレスが与えられている。このため、図１に示すように、例えば梁３０に曲げモーメントＭが作用して梁主筋３２が引張力Ｎを受けた際、コンクリートＣは梁主筋３２との付着力により引張力を受けるが、プレストレス力により圧縮されているので、ひび割れが発生しにくい。例えば、接合部材１０の対角線Ｋに沿って接合部材１０の中央部に発生するひび割れＣＲ１や、接合部材１０の角部に発生するひび割れＣＲ２を抑制できる。

また、プレストレスを与えられる接合部材１０は、柱２０及び梁３０と別部材とされている。このため、接合部材１０に効率的にプレストレスを与えられる。

さらに、接合部材１０、柱２０及び梁３０はプレキャストコンクリートで形成されている。このため、接合部材１０に斜めひび割れが発生しにくい架構を効率よく形成することができる。

なお、本実施形態においては、プレストレスが与えられたＰＣ鋼棒４０は、接合部材１０の上下方向の中央部に設けられているが、本発明の実施形態はこれに限らず、梁主筋３２の内側であればどの部分に埋設してもよく、埋設する本数も任意に選択することができる。例えば接合部材１０の上下方向の中央部だけではなく、該中央部と梁主筋３２との間にも埋設できる。このようにすれば接合部材１０に作用する圧縮力が大きくなるので、ひび割れＣＲ１、ＣＲ２を抑制する効果を高めることができる。

［第２実施形態］
（構成）
図３に示すように、第２実施形態に係る柱梁の接合部構造は、鉄筋コンクリート製の柱２０と鉄筋コンクリート製の梁６０とを接合する接合部材（仕口部材）７０に適用される。

接合部材７０、柱２０及び梁６０はそれぞれプレキャストコンクリートで形成され、柱２０は接合部材７０の下部に接合された下柱部材２０Ａと、接合部材７０の上部に接合された上柱部材２０Ｂとで形成され、梁６０は接合部材７０の両側に接合された梁部材６０Ａ、６０Ｂで形成されている。

接合部材７０は、下柱部材２０Ａ及び上柱部材２０Ｂが接合される柱接合部７０Ａと、梁部材６０Ａ、６０Ｂが接合される梁接合部７０Ｂとを含んで構成されている。

接合部材７０の上下方向（鉛直方向）の中央部には、プレストレスが与えられたＰＣ鋼棒４０が埋設されている。ＰＣ鋼棒４０は接合部材１０を左右方向（略水平方向）に貫通し、両端部が接合部材７０の側面に形成されたコッター７０Ｃから突出して、定着板４２に固定されている。これにより、接合部材７０に左右からプレストレスが与えられる。

その他の構成は第１実施形態に係る柱梁の接合部構造と等しく、説明は省略する。なお、接合部材７０、柱２０及び梁６０の隙間にはグラウト材が充填されており、接合部材７０、柱２０及び梁６０が一体化した状態で、接合部材７０の梁接合部７０Ｂは梁６０の端部を形成している。

（効果）
第２実施形態に係る柱梁の接合部構造によると、梁６０の端部（梁接合部７０Ｂ）と一体化された接合部材７０のコンクリートＣが、ＰＣ鋼棒４０によりプレストレスが与えられて圧縮されている。

このため、図３に示すように、例えば梁６０に曲げモーメントＭが作用して梁主筋３２が引張力Ｎを受けた際、コンクリートＣは梁主筋３２との付着力により引張力を受けるが、ひび割れが発生しにくい。

例えば、柱接合部７０Ａの対角線Ｋに沿って柱接合部７０Ａの中央部に発生するひび割れＣＲ１や、柱接合部７０Ａの角部に発生するひび割れＣＲ２を抑制できる。また、梁６０の端部（梁接合部７０Ｂ）に発生するひび割れＣＲ３を抑制できる。

なお、本実施形態においては、プレストレスが与えられたＰＣ鋼棒４０は、接合部材７０の上下方向の中央部に設けられているが、本発明の実施形態はこれに限らず、梁主筋３２の内側であればどの部分に埋設してもよい。例えば接合部材７０の上下方向の中央部だけではなく、該中央部と梁主筋３２との間にも埋設できる。このようにすれば接合部材７０に作用する圧縮力が大きくなるので、ひび割れＣＲ１、ＣＲ２を抑制する効果を高めることができる。また、梁の曲げの中立軸よりも引張側に、プレストレスが与えられたＰＣ鋼棒４０を配置すれば、ひび割れＣＲ３を抑制する効果がさらに高くなる。

また、本実施形態においては、プレストレスが与えられたＰＣ鋼棒４０が接合部材７０を左右方向（略水平方向）に貫通しているものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図４に示すように、プレストレスが与えられたＰＣ鋼棒４４を、接合部材７０を上下方向（略鉛直方向）に貫通させてもよい。このような構成によっても、例えば柱２０に曲げモーメントＭが作用して柱主筋２２が引張力Ｎを受けた際、コンクリートＣは柱主筋２２との付着力により引張力を受けるが、接合部７０Ａの対角線Ｋに沿って接合部７０Ａの中央部に発生するひび割れＣＲ１や、接合部７０Ａの角部に発生するひび割れＣＲ２を抑制できる。さらに、接合部材７０を左右方向（略水平方向）に貫通するＰＣ鋼棒４０と、上下方向（略鉛直方向）に貫通するＰＣ鋼棒４４とを、同時に用いてもよい。このようにすれば、ひび割れＣＲ１やひび割れＣＲ２を抑制する効果をさらに高めることができる。

なお、このようにプレストレスが与えられたＰＣ鋼棒４４を接合部材７０の上下方向（略鉛直方向）に貫通させる構成は、図１、図２に示した第１実施形態に係る柱梁の接合部材１０に適用してもよい。このような構成によっても、接合部材１０のひび割れを抑制することができる。

［第３実施形態］
（構成）
図５に示すように、第３実施形態に係る柱梁の接合部構造は、鉄筋コンクリート製の柱８０と鉄筋コンクリート製の梁３０とを接合する接合部（仕口部）８０Ａに適用される。

柱８０及び梁３０はそれぞれプレキャストコンクリートで形成され、柱８０は梁３０の梁部材３０Ａ、３０Ｂが接合される接合部８０Ａと、接合部８０Ａの上下に一体的に形成された柱部８０Ｂとで構成されている。

接合部８０Ａの上下方向（鉛直方向）の中央部には、プレストレスが与えられたＰＣ鋼棒４０が埋設されている。ＰＣ鋼棒４０は接合部材１０を左右方向（略水平方向）に貫通し、両端部が接合部８０Ａの側面から突出して、定着板４２に固定されている。これにより、接合部８０Ａに左右からプレストレスが与えられる。

その他の構成は第１実施形態に係る柱梁の接合部構造と等しく、説明は省略する。

（作用・効果）
第３実施形態に係る柱梁の接合部構造によると、接合部８０ＡのコンクリートＣが、ＰＣ鋼棒４０によりプレストレスが与えられて圧縮されている。このため、図５に示すように、例えば梁３０に曲げモーメントＭが作用して梁主筋３２が引張力Ｎを受けた際、コンクリートＣは梁主筋３２との付着力により引張力を受けるが、ひび割れが発生しにくい。例えば、接合部８０Ａの対角線Ｋに沿って接合部８０Ａの中央部に発生するひび割れＣＲ１や、接合部材１０の角部に発生するひび割れＣＲ２を抑制できる。

なお、本実施形態においては柱８０がプレキャストコンクリートで形成されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば柱８０を現場打ちコンクリートで形成し、この柱８０にプレキャストコンクリート製の梁部材３０Ａ、３０Ｂを接合してもよい。この場合、ＰＣ鋼棒４０は、コンクリート製の柱８０を左右方向に貫通する図示しないシース管に通され、その後緊張力が与えられてグラウト材でシース管内に固定される。

このように、第１、第２実施形態に係る下柱部材２０Ａ、上柱部材２０Ｂ（図１等参照）、第１実施形態に係る梁部材３０Ａ、３０Ｂ（図１等参照）、第２実施形態に係る梁部材６０Ａ、６０Ｂ（図３等参照）等は適宜現場打ちコンクリートで形成することができる。

また、本実施形態においては、プレストレスが与えられたＰＣ鋼棒４０は、接合部８０Ａの上下方向の中央部に設けられているが、本発明の実施形態はこれに限らず、梁主筋３２の内側であればどの部分に埋設してもよい。例えば接合部８０Ａの上下方向の中央部だけではなく、該中央部と梁主筋３２との間にも埋設できる。このようにすれば接合部８０Ａに作用する圧縮力が大きくなるので、ひび割れＣＲ１、ＣＲ２を抑制する効果を高めることができる。

１０接合部材（接合部）
２０、８０柱（鉄筋コンクリート製柱）
２２柱主筋
３０、６０梁（鉄筋コンクリート製梁）
３２梁主筋
７０Ａ、８０Ａ接合部

Claims

コンクリート製柱の柱主筋とコンクリート製梁の梁主筋とが配筋された接合部と、
前記接合部の外側から前記接合部へプレストレスを与える鋼製部材と、
を有する柱梁の接合部構造。
前記接合部は、前記コンクリート製柱及び前記コンクリート製梁が接合されるプレキャストコンクリート製の接合部材とされた、請求項１に記載の柱梁の接合部構造。
前記コンクリート製柱、前記コンクリート製梁はプレキャストコンクリート製とされた、請求項２に記載の柱梁の接合部構造。