JP7384645B2 - How to calculate the strength at the joint between a column and a flat beam - Google Patents
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特許法第３０条第２項適用 ▲１▼発行日：令和１年７月２０日 刊行物：２０１９年度大会（北陸）学術講演梗概集 建築デザイン発表梗概集、第１１５～１１６頁、一般財団法人日本建築学会 ▲２▼発行日：令和１年７月２０日 刊行物：２０１９年度大会（北陸）学術講演梗概集 建築デザイン発表梗概集、第１１７～１１８頁、一般財団法人日本建築学会 ▲３▼発行日：令和１年９月１日 刊行物：奥村組技術年報Ｎｏ．４５、第７７～８４頁、株式会社奥村組技術研究所Application of
本発明は、柱と扁平梁との接合部における耐力を算出する方法に関する。 The present invention relates to a method for calculating proof strength at a joint between a column and a flat beam.
鉄筋コンクリート造ラーメン架構の建物において、柱幅より広い幅を有する扁平梁を用いる扁平梁工法が提案されている。この扁平梁工法は、梁せいを小さく抑えて、梁下に開放的な空間を構築することができるので、建物の全体高さを低くしつつ十分な室内高さを確保することが可能となる。しかし、扁平梁工法においては、梁せいが小さいため、柱と扁平梁との接合部において支持可能な曲げモーメントが小さくなる。特に梁端部において柱幅から跳ね出す部分は、柱と接合されないため剛性が低く、曲げ変形が生じやすいので、結果として梁全体で支持可能な曲げモーメントも通常の断面計算に基いた結果よりも小さくなる。 A flat beam construction method using flat beams having a width wider than the column width has been proposed for buildings with reinforced concrete rigid-frame frames. This flat beam construction method can keep the beam height small and create an open space under the beam, making it possible to lower the overall height of the building while ensuring sufficient interior height. . However, in the flat beam construction method, since the beam height is small, the bending moment that can be supported at the joint between the column and the flat beam is small. Particularly at the end of the beam, the part that protrudes from the column width has low rigidity because it is not connected to the column and is prone to bending deformation.As a result, the bending moment that can be supported by the entire beam is also lower than the result based on normal cross-sectional calculations. becomes smaller.
そこで、例えば、特許文献１には、梁幅と柱幅との差に基づき扁平梁の曲げ終局強度を算出することが記載されている。また、特許文献２には、扁平梁の柱幅の外側に配置された引張主筋（梁主筋）の材料強度又は主筋量を低減して、柱幅の外側に位置する扁平梁の曲げ耐力を柱幅内の部位よりも低下させて扁平梁の設計を行うことが記載されている。
Therefore, for example,
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術においては、柱の外側に張り出した跳ね出し部を十分に柱と扁平梁との接合部に一体化しておらず、そのため、跳ね出し部の強度が劣るものとしているが、柱幅と梁幅の差を元に曲げ耐力を低減しており、柱が梁の中央にある場合と幅方向の一方に寄っている場合の違いを考慮していない。
However, in the technique disclosed in
また、上記特許文献２に開示された技術においては、意図的に跳ね出し部（扁平梁の柱幅の外側に位置する部分）に配置される梁主筋の材料強度又は主筋量が低減されており、意図的に跳ね出し部の強度を劣らせているが、跳ね出し部の曲げ終局強度のみを考慮するものであり、せん断耐力等については考慮されていない。
Furthermore, in the technique disclosed in
このような方法で跳ね出し部の強度を劣らせることは、計算方法が現実の条件と合致しておらず、十分な評価ができていないものと考えられる。 It is considered that the calculation method used to reduce the strength of the projecting portion in this way does not match the actual conditions, and that sufficient evaluation has not been possible.
本発明は、以上の点に鑑み、扁平梁に対する柱の位置関係を考慮して、柱と扁平梁との接合部における耐力の算出方法を提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a method for calculating the proof stress at a joint between a column and a flat beam, taking into consideration the positional relationship of the column with respect to the flat beam.
本発明は、柱と前記柱の柱幅より広い梁幅を有する扁平梁との接合部構造における耐力を算出する方法であって、前記柱の柱幅外に配置された前記扁平梁内に配置されている梁主筋が負担する応力が前記柱の柱幅内に配置された前記扁平梁内に配置されている梁主筋が負担する応力より小さくなる影響を考慮し、前記扁平梁の長期許容曲げモーメント又は短期許容曲げモーメント
ｇ
Ｍ
ａ
（Ｎ・ｍｍ）を、次式（１）によって算出することを特徴とする。
ｇ
Ｍ
ａ
＝ξ・ａ
ｔ
・ｇｆ
ｔ
・ｊ ・・・ （１）
ただし、ａ
ｔ
は前記扁平梁の引張鉄筋断面積（ｍｍ
２
）、
ｇ
ｆ
ｔ
は前記扁平梁の梁主筋の長期又は短期の許容応力度（Ｎ／ｍｍ
２
）、ｊは前記扁平梁の応力中心距離（ｍｍ）、低減係数ξは、柱・梁幅比αに応じた低減係数であって、１以上２未満である場合は１－０．１５（α－１）、柱・梁幅比αが２以上３以下である場合は０．８５－０．１（α－２）である。
The present invention provides a method for calculating the yield strength in a joint structure between a column and a flat beam having a beam width wider than the column width of the column, the method comprising: Considering the effect that the stress borne by the beam main reinforcement placed in the column is smaller than the stress borne by the beam main reinforcement placed in the flat beam placed within the column width of the column,Long-term allowable bending moment or short-term allowable bending moment of the flat beam
g
M
a
(N・mm) by the following formula (1)It is characterized by calculating.
g
M
a
=ξ・a
t
・gf
t
・j... (1)
However, a
t
is the cross-sectional area of the tensile reinforcement of the flat beam (mm
2
),
g
f
t
is the long-term or short-term allowable stress of the main beam reinforcement of the flat beam (N/mm
2
), j is the stress center distance (mm) of the flat beam, and the reduction coefficient ξ is a reduction coefficient according to the column-to-beam width ratio α, and when it is 1 or more and less than 2, it is 1-0.15 (α -1), and 0.85-0.1 (α-2) when the column/beam width ratio α is 2 or more and 3 or less.
本発明によれば、発明者が実験した結果から、接合部と跳ね出し部とを十分に一体化した状態における柱と扁平梁との接合部における耐力を安全側に適切に算出することが可能となる。 According to the present invention, based on the results of experiments conducted by the inventor, it is possible to appropriately calculate on the safe side the proof stress at the joint between a column and a flat beam in a state where the joint and the protruding part are sufficiently integrated. becomes.
本発明において、前記柱と前記扁平梁との接合部を含む前記柱の柱せいの内側において、前記扁平梁内に、前記扁平梁内に配置されている複数の梁主筋を取り囲むように複数の第１の補強筋が設けられており、各前記第１の補強筋は２個に分割されてそれぞれコの字状からなり、前記柱の柱幅の内側において、前記コの字の両端部が前記柱幅の方向に重複して前記梁主筋に固定されていることが好ましい。 In the present invention, on the inner side of the column of the column including the joint between the column and the flat beam, a plurality of beam main reinforcements are provided in the flat beam so as to surround a plurality of beam main reinforcements arranged in the flat beam. A first reinforcing bar is provided, and each of the first reinforcing bars is divided into two and each has a U-shape, and both ends of the U-shape are located inside the column width of the column. It is preferable that the beam reinforcement be fixed to the beam main reinforcement so as to overlap in the width direction of the column.
この場合、第１の補強筋によって接合部及び扁平梁の柱の柱せいの内側部分である跳ね出し部内における梁主筋が拘束されているので、これらの部分におけるせん断力とねじれによる変形を抑制することが可能となる。これにより、特にねじれによる変形を抑制することが可能となる共に、効果的にせん断力による変形を抑制することが可能となる。 In this case, since the first reinforcing bars restrain the main beam reinforcements in the joints and the protruding parts, which are the inner parts of the columns of the flat beams, deformation due to shear force and torsion in these parts is suppressed. becomes possible. This makes it possible to particularly suppress deformation due to torsion, and also effectively suppress deformation due to shear force.
また、本発明において、前記柱せいより外側において、前記扁平梁内に複数の第２の補強筋が配置されており、前記第２の補強筋は、前記扁平梁内に配置されている複数の梁主筋の外周を囲繞する囲繞筋と、前記囲繞筋の途中において前記柱の延在する方向に連結する複数の連結筋とから構成されていることが好ましい。 Further, in the present invention, a plurality of second reinforcing bars are arranged inside the flat beam on the outside of the column, and the second reinforcing bars are arranged in the plurality of reinforcing bars arranged inside the flat beam. It is preferable that the beam main reinforcement is composed of a surrounding reinforcement that surrounds the outer periphery of the main beam reinforcement, and a plurality of connecting reinforcements that are connected in the direction in which the column extends in the middle of the surrounding reinforcement.
この場合、第２の補強筋は中子筋によって途中が連結されているので、扁平梁の第２の補強筋を内設した部分におけるせん断力による変形を効果的に抑制することが可能となる。 In this case, since the second reinforcing bars are connected in the middle by the core reinforcing bars, it is possible to effectively suppress deformation due to shear force in the part of the flat beam where the second reinforcing bars are installed. .
まず、本発明の実施形態に係る耐力算出方法が適用される第１の柱梁接合部構造１００について図１から図４を参照して説明する。
First, a first column-beam
柱梁接合部構造１００は、一体構築された鉄筋コンクリート造（ＲＣ）の柱１０と扁平梁２０とが十字状に交差して接合されてなる接合部４０を含む構造である。例えば、柱１０は建物の内部に位置する中柱である。
The column-
扁平梁２０は、梁せいＤｇ（不図示）に対して梁幅Ｂｇが幅広な扁平梁であり、梁幅Ｂｇは柱幅Ｂｃより幅広となっている。柱幅Ｂｃに対する梁幅Ｂｇの比率（柱・梁幅比）は、３以下であることが好ましい。接合部４０から扁平梁２０の梁幅方向に柱１０の側面から外側に張り出した扁平梁２０の部分が跳ね出し部４１となっている。跳ね出し部４１の柱１０の側面から張り出した部分の寸法は、柱幅Ｂｃ及び柱せいＤｃ以下、かつ扁平梁２０の梁せいＤｇの２倍以下であることが好ましい。
The
ここでは、柱１０の軸心Ｏｃと扁平梁２０の軸心Ｏｇが交差する場合、すなわち扁平梁２０に対して柱１０が偏心しないで接合されている場合について説明するが、偏心があっても、すなわち扁平梁２０に対して柱１０が片寄せされて接合されていてもよい。この場合、上記比率（柱・梁幅比）を計算する際の梁幅Ｂgは、跳ね出し部４１の幅のうち大きい方の幅の２倍と柱１０の幅の和として算定する。
Here, we will explain the case where the axis Oc of the
以下、扁平梁２０の軸心Ｏｇが延在する方向をＸ軸方向とし、柱１０の軸心Ｏｃが延在する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸及びＺ軸と直交する方向をＹ軸方向として説明する。
Hereinafter, the direction in which the axis Og of the
柱１０には、Ｚ軸方向に延在する複数の柱主筋１１、及びこれら柱主筋１１の外周を囲繞し、Ｚ軸方向に間隔を隔てて配置された複数のフープ筋１２が内設されている。
The
扁平梁２０には、Ｘ軸方向に延在する複数の梁主筋２１が配置されている。梁主筋２１は、Ｙ軸方向に等間隔に配置されていてもよいが、柱せい外と比較して柱せい内において間隔が狭くなるように配置されていることが好ましい。
A plurality of beam
さらに、扁平梁２０のうち柱せい内の部分、すなわち、柱１０と扁平梁２０との接合部４０及び跳ね出し部４１からなる部分において、複数の梁主筋２１を取り囲むように、複数のねじり補強筋２２がＸ軸方向に間隔を隔てて配置されている。ねじり補強筋２２は、本発明の第１の補強筋に相当する。
Further, in a portion of the
各ねじり補強筋２２は、２個に分割されてそれぞれコの字状からなり、具体的には、基部２２ａと基部２２ａの両端からそれぞれ延びる２本の足部２２ｂとから構成されている。そして、基部２２ａが跳ね出し部４１の端部内に配置されている梁主筋２１の端面側の外側に接触して位置し、各足部２２ｂがＹ軸方向に間隔を隔てて配置されている梁主筋２１の上端筋の上側と下端筋の下側に接触して位置している。そして、各足部２２ｂの基部２２ａと接続されていない側の端部が、柱幅内にて重複した部分を有するように梁主筋２１に直接的又は間接的に固定されている。
Each
このように構成された各ねじり補強筋２２によって、接合部４０及び跳ね出し部４１内における梁主筋２１が拘束されており、接合部４０及び跳ね出し部４１におけるせん断力とねじれによる変形を抑制することが可能となる。
Each of the
これにより、特にねじれによる変形を抑制することが可能となる共に、効果的にせん断力による変形を抑制することが可能となる。さらに、跳ね出し部４１に生じる曲げモーメントは、ねじり補強筋２３によってねじり抵抗力として柱１０に伝達される。なお、ねじり補強筋２２は、柱１０と扁平梁２０との接合部４０におけるせん断力とねじれによる変形を所望量以下に抑制することが可能となる量を配筋すればよい。
This makes it possible to particularly suppress deformation due to torsion, and also effectively suppress deformation due to shear force. Furthermore, the bending moment generated in the protruding
さらに、扁平梁２０のうち柱せいの外側である範囲、すなわち柱１０の前後面よりＸ軸方向の外側の両部分には、Ｘ軸方向に間隔を隔てて複数のせん断補強筋２３が配筋されている。せん断補強筋２３は、本発明の第２の補強筋に相当する。なお、せん断補強筋２３は、扁平梁２０の柱せいの外側のＸ軸正負両方向全体に亘って配置されている。
Furthermore, a plurality of
せん断補強筋２３は、複数の梁主筋２１の外周を囲繞するあばら筋２４と、１本のあばら筋２４の途中において柱１０の延在する方向、すなわちＺ軸方向に連結する複数の中子筋２５とから構成されている。あばら筋２４は本発明の囲繞筋に相当し、中子筋２５は本発明の連結筋に相当する。
The
中子筋２５は、Ｙ方向に間隔を開けて複数本配置されている。中子筋２５は、Ｙ方向に等間隔に配置されていてもよいが、柱幅外と比較して柱幅内において間隔が狭くなるように配置されていることが好ましい。
A plurality of core bars 25 are arranged at intervals in the Y direction. Although the
このように構成されたせん断補強筋２３は、複数の梁主筋２１の柱幅外における部分を拘束している。せん断補強筋２３は中子筋２５によって途中が連結されているので、扁平梁２０のせん断補強筋２３を内設した部分におけるせん断力による変形を効果的に抑制することが可能となる。
The
なお、扁平梁２０におけるせん断補強筋２３の配筋量は、通常の梁のせん断補強筋と同程度であってよく、扁平梁２０の断面積に対する最低配筋量以上、かつ、所望の許容せん断応力から求めた最小補強筋量以上とすればよい。
The amount of
次に、本発明の実施形態に係る耐力算出方法が適用される第２の柱梁接合部構造２００について図５から図８、図２及び図３を参照して説明する。ただし、前述した第１の柱梁接合部構造１００と同じ構成に関しては説明を省略する。
Next, a second column-beam
柱梁接合部構造２００は、一体構築された鉄筋コンクリート造（ＲＣ）の柱１０と扁平梁２０とがトの字状に接合されてなる接合部４０を含む構造である。例えば、柱１０は建物の側周部に位置する側柱である。
The beam-column
扁平梁２０内に配置されている梁主筋２１は、扁平梁２０の柱１０の外側面と面一となる外側面側の端部、すなわち扁平梁２０の背面の端部に定着部２１ａを備えている。
The
そして、扁平梁２０のうち柱せい内の部分、すなわち、柱１０と扁平梁２０との接合部４０及び跳ね出し部４１からなる部分において、複数の梁主筋２１を取り囲むように、２個に分割されてそれぞれコの字状からなる複数のねじり補強筋２２がＸ軸方向に間隔を隔てて配置されている。
Then, the
このように構成された各ねじり補強筋２２によって、接合部４０及び跳ね出し部４１内における梁主筋２１が拘束されており、接合部４０及び跳ね出し部４１におけるせん断力とねじれによる変形を抑制することが可能となる。
Each of the
さらに、扁平梁２０のうち柱せいの外側である範囲、すなわち柱１０の前後面よりＸ軸方向外側の部分には、Ｘ軸方向に間隔を隔てて複数のせん断補強筋２３が配筋されている。
Furthermore, a plurality of
また、扁平梁２０の跳ね出し部４１には、コの字状の背面補強筋（小口部ひび割れ補強筋）２６が梁幅方向（Ｙ軸方向）に間隔を開けて、梁主筋２１の間に配置されている。背面補強筋２６は、柱幅より外側の扁平梁２０の端面である背面部に配置されている。このような背面補強筋２６の存在によって、扁平梁２０の背面部におけるひび割れの発生を抑制することが可能となる。
In addition, in the protruding
背面補強筋２６は、コの字状であり、具体的には、基部２６ａと基部２６ａの両端からそれぞれ延びる２本の足部２６ｂとから構成されている。そして、基部２６ａが跳ね出し部４１の最も背面に近く部分に配置されている梁主筋２１の端面側の外側に接触して位置し、各足部２６ｂがＸ軸方向に間隔を隔てて配置されているねじり補強筋２２と交差する部分においてねじり補強筋２２の上下の足部の内側にそれぞれ接触して固定されている。上側の足部２６ｂは梁主筋２１の上端筋の上面位置と、下側の足部２６ｂは梁主筋２１の下端筋の下面とそれぞれ略同一の高さに配置されている。そして、各足部２６ｂの基部２６ａと接続されていない側の端部は、特に他の鉄筋と固定されていない。
The
背面補強筋２６は、扁平梁２０の背面から内部に向って挿入されて配筋され、扁平梁２０の内部に定着される。背面補強筋２６は、鉄筋としてのかぶり厚さを確保し、かつ、なるべく背面側に配置されることが望ましい。
The back
ただし、背面補強筋２６は、せん断力とねじりに抵抗するために必要な鉄筋量を配置することが好ましいが、接合部４０の耐力算出には考慮に入れない。
However, although it is preferable to arrange the amount of reinforcing bars necessary for resisting shear force and torsion, the
次に、本発明の実施形態に係る耐力算出方法が適用される第３の柱梁接合部構造３００について図９から図１１及び図２から図４を参照して説明する。ただし、前述した第１及び第２の柱梁接合部構造１００，２００と同じ構成に関しては説明を省略する。
Next, a third column-beam joint structure 300 to which the yield strength calculation method according to the embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 9 to 11 and FIGS. 2 to 4. However, the description of the same configuration as the first and second beam-column
柱梁接合部構造３００は、一体構築された鉄筋コンクリート造（ＲＣ）の柱１０と扁平梁２０とが接合され、さらに柱１０及び扁平梁２０と直交する直交梁３０とが接合されてなる接合部４０を含む構造である。例えば、柱１０は建物の側周部に位置する側柱である。柱１０、扁平梁２０及び直交梁３０のそれぞれの一の外側面が面一となるように接続されている。跳ね出し部４１の柱１０側の柱１０の柱幅の外側は、扁平梁２０と直交梁３０との梁の接合部４２となっている。
The column-beam joint structure 300 is a joint formed by joining an integrally constructed reinforced concrete (RC)
扁平梁２０内に配置されている梁主筋２１は、扁平梁２０の柱１０の外側面と面一となる外側面側の端部、すなわち扁平梁２０の背面の端部に定着部２１ａを備えている。梁の接合部４２の外側面側の端部、すなわち梁の接合部４２の背面側の端部に定着部２１ａが位置している。
The
そして、直交梁３０には、接合部４０及び梁の接合部４２を貫通してＹ軸方向に延在する複数の梁主筋３１、及び接合部４０内以外においてこれら梁主筋３１の外周を囲繞し、Ｙ軸方向に間隔を隔てて配置された複数のフープ筋３２が内設されている。
The
例えば扁平梁２０と直交梁３０の上端面が一致する場合、接合部４０及び梁の接合部４２において、扁平梁２０の上端の梁主筋２１か直交梁３０の上端の梁主筋３１の何れかが上方に配置されることになる。扁平梁２０は梁せいＤｇが低いため、上下の梁主筋２１の距離である有効梁せいを大きく確保するために上端の梁主筋２１を直交梁３０の上端の梁主筋３１よりも上方に配置することが好ましい。
For example, when the upper end surfaces of the
この場合、扁平梁２０の上端の梁主筋２１が鉄筋によって拘束されないと、梁の接合部４２におけるせん断力やねじれに対する耐力が低下する。そこで、梁の接合部４２内には、コの字状のかんざし筋３３が直交梁３０の梁幅方向（Ｘ軸方向）に間隔を開けて、梁主筋３１の間に配置されている。かんざし筋３３は、梁の接続部４２の上面側から梁主筋２１と直交する方向（Ｚ軸方向）に下方に向って延びるように配置されている。
In this case, if the
かんざし筋３３は、梁の接続部４２内の扁平梁２０の梁主筋２１の定着部２１ａの直前まで配置されている。例えば、定着部２１ａが機械式の場合、かんざし筋３３は定着板のスリーブ部の直前まで延びている。また、定着部２１ａが定着板を鉄筋の先端に直接接合する構成の場合、かんざし筋３３は定着板の直前まで延びている。
The hairpin bars 33 are arranged up to just before the fixing
かんざし筋３３は、コの字状であり、具体的には、基部３３ａと基部３３ａの両端からそれぞれ延びる２本の足部３３ｂとから構成されている。そして、基部３３ａが梁の接合部４２内における上端の梁主筋２１の上面に接触して位置し、各足部３３ｂが上下方向（Ｚ軸方向）に間隔を隔てて配置されている梁主筋３１の外側に接触して位置している。これにより、かんざし筋３３は、梁の接合部４２内における梁主筋２１をコの字状に取り囲んでいる。なお、各足部３３ｂの基部３３ａと接続されていない側の端部は、特に他の鉄筋と固定されていないともよい。
The
かんざし筋３３は、梁の接合部４２の上面側から内部に向って挿入されて配筋され、直交梁３０の内部に定着される。かんざし筋３３は、せん断力とねじりに抵抗するために必要な鉄筋量を配置することが好ましいが、扁平梁２０の耐力算出には考慮しないことが好ましい。
The
このように構成されたかんざし筋３３によって、梁の接合部４２内における扁平梁２０の梁主筋２１を拘束することが可能となるので、この部分におけるせん断力によるねじれや梁の接合部４２の上面にひび割れが発生することを抑制することができる。
The
なお、梁の接合部４２内の背面側の端部には直交梁３０内のフープ筋３２が存在しているので、これにより、背面補強筋２６を用いることなく、梁の接合部４２の背面にひび割れが生じることが抑制される。
In addition, since the
なお、上述した柱梁接続部構造１００，２００，３００又はこれらを含む構造体は、現場打ちコンクリートからなるものであっても、ハーフプレキャストコンクリートからなるものであってもよい。
Note that the above-described column-
また、本発明の耐力算出方法は、上述した柱梁接合部構造１００，２００，３００の構造を有するものに限定的に適用されるものではなく、接合部４０と跳ね出し部４１とを十分に一体化した状態における柱１０と扁平梁３０との任意の接合部構造に適用することができる。
Furthermore, the strength calculation method of the present invention is not limited to those having the above-mentioned column-beam
以下、本発明の実施形態に係る柱と扁平梁との接合部における耐力の算出方法について説明する。この算出方法は、発明者が上述した柱梁接合部構造１００，２００，３００を有する多数の試験体に対して耐力試験などを行うことによって導き出したものである。
Hereinafter, a method of calculating proof strength at a joint between a column and a flat beam according to an embodiment of the present invention will be described. This calculation method was derived by the inventors by conducting strength tests and the like on a large number of test specimens having the above-mentioned beam-column
なお、試験体として、柱幅Ｂｃに対する梁幅Ｂｇの比率である柱・梁幅比α（＝Ｂｇ／Ｂｃ）は、１．５，２．０，３．０としたものを用いた。よって、本算出方法は、柱・梁幅比αが３以下のものに適用可能である。 The test specimens used had column-to-beam width ratio α (=Bg/Bc), which is the ratio of beam width Bg to column width Bc, of 1.5, 2.0, and 3.0. Therefore, this calculation method is applicable to those where the column/beam width ratio α is 3 or less.
また、試験体として、跳ね出し部４１の柱１０の側面から張り出した部分の寸法は、柱幅Ｂｃ及び柱せいＤｃ以下、かつ扁平梁２０の梁せいＤｇの２倍以下であるものを用いた。よって、本算出方法は、このような構成のものに適用可能である。なお、本算出方法は、柱１０と扁平梁２０とが偏心して接合されているものにも適用可能である。そして、建物の最上層を扁平梁２０を用いて構築する場合、原則として鉛直スタブを設けるものとする。
In addition, the test specimen used was one in which the dimensions of the portion of the protruding
第１の算出方法として、柱１０外に配置された扁平梁２０の梁主筋２１が負担する応力が柱１０の柱幅内に配置された扁平梁２０の梁主筋２１が負担する応力より小さくなる影響を考慮し、扁平梁２０の許容曲げモーメントｇＭａを柱・梁幅比αに応じ低減して算出する。具体的には、長期許容曲げモーメント又は短期許容曲げモーメントｇＭａ（Ｎ・ｍｍ）は、次式（１）によって算出する。
ｇＭａ＝ξ・ａｔ・ｇｆｔ・ｊ ・・・ （１）
As a first calculation method, the stress borne by the
g M a = ξ・a t・g f t・j ... (1)
ここで、ξは柱・梁幅比αに応じた低減係数、ａｔは扁平梁２０の引張鉄筋断面積（ｍｍ２）、ｇｆｔは扁平梁２０の梁主筋２１の長期又は短期の許容応力度（Ｎ／ｍｍ２）、ｊは扁平梁２０の応力中心距離（ｍｍ）である。そして、低減係数ξは、図１２に示したグラフのように１．００から０．７５へと柱・梁幅比αに応じて低減させる。
Here, ξ is a reduction coefficient according to the column-to-beam width ratio α, a t is the cross-sectional area of the tensile reinforcement of the flat beam 20 (mm 2 ), and g f t is the long-term or short-term tolerance of the
なお、低減係数ξは、柱１０内における梁主筋２１の平均歪みに対する全ての梁主筋２１の平均歪みの比について、各試験体の接合部４０の扁平梁２０を柱１０に対して１／１００、１／２００、１／４００の変形角に変形させた際における、柱１０内における値の比の平均として算出した。
Note that the reduction coefficient ξ is 1/100 of the
第２の算出方法として、柱１０外に配置された扁平梁２０の梁主筋２１が負担する応力が、柱１０の柱幅内に配置された扁平梁２０の梁主筋２１が負担する応力より小さくなる影響を考慮し、扁平梁２０の終局曲げモーメントｇＭyを柱・梁幅比αに応じ低減して算出する。具体的には、終局曲げモーメントｇＭy（Ｎ・ｍｍ）は、次式（２）によって算出する。なお、式（２）は、一般財団法人建築行政情報センター及び一般財団法人日本建築防災協会編集の「２０１５年度 建築物の構造関係技術基準解説書」の６５１頁から６５２頁の記載に基いている。
ｇＭy＝β・０．９・ａｔ・ｇσｙ・ｄ ・・・ （２）
As a second calculation method, the stress borne by the
g M y = β・0.9・a t・g σ y・d ... (2)
ここで、βは柱・梁幅比αに応じた低減係数、ａｔは扁平梁２０の引張鉄筋断面積（ｍｍ２）、ｇσｙは扁平梁２０の梁主筋２１の降伏強度（Ｎ／ｍｍ２）、ｄは扁平梁２０の有効せい（ｍｍ）である。そして、低減係数βは、図１３に示したグラフのように１．００から０．８５へと柱・梁幅比αに応じて低減させる。
Here, β is the reduction coefficient according to the column-to-beam width ratio α, a t is the cross-sectional area of the tensile reinforcement of the flat beam 20 (mm 2 ), and g σ y is the yield strength of the
なお、柱・梁幅比αが２．０の試験体を実験したところ、柱１０外に配置された梁主筋２１を含め、全ての梁主筋２１が耐力に寄与することが確認できたため、柱・梁幅比αが２．０における低減係数βは１．００とした。一方、柱・梁幅比αが３．０の試験体を実験したところ、柱１０外に配置された梁主筋２１の負担応力が減少することが確認されたため、試験結果が安全側となる値として、低減係数βを０．８５とした。
In addition, when we conducted an experiment on a test specimen with a column-to-beam width ratio α of 2.0, it was confirmed that all the beam
第３の算出方法として、柱１０外に配置された扁平梁２０の梁主筋２１が負担する応力が、柱１０の柱幅内に配置された扁平梁２０の梁主筋２１が負担する応力より小さくなる影響を考慮し、接合部４０のせん断終局強度Ｖｊｕを柱・梁幅比αに応じ低減して算出する。具体的には、接合部４０のせん断終局強度Ｖｊｕ（Ｎ）は、次式（３）によって算出する。なお、式（３）は、靭性保証指針式を元に、式中の柱幅と梁幅を読み替えた式である。
Ｖｊｕ＝γ・κ・φ・Ｆｊ・ｂｊ・Ｄｊ ・・・ （３）
As a third calculation method, the stress borne by the
V ju = γ・κ・φ・F j・b j・D j ... (3)
ここで、γは柱・梁幅比αに応じた低減係数、κは形状係数、φは直交梁３０の有無による補正係数、Ｆｊは直交梁３０の有無による補正係数（Ｎ／ｍｍ２）、扁平梁２０の梁主筋２１の降伏強度（Ｎ／ｍｍ２）、Ｄｊは梁主筋２０の定着長さ又は柱せいＤｃ（ｍｍ）である。ｂｊは、接合部４０の有効幅（ｍｍ）であり、式（４）、（５）によって算出する。
ｂｊ＝Ｂｃ＋ｂａ１＋ｂａ２ ・・・ （４）
ｂａｉ＝ｍｉｎ（ｂｉ／２，Ｄｃ／４） ・・・ （５）
Here, γ is a reduction coefficient according to the column-to-beam width ratio α, κ is a shape coefficient, φ is a correction coefficient depending on the presence or absence of the
b j =B c +b a1 +b a2 ... (4)
b ai = min (b i /2, D c /4) ... (5)
ここで、ｂｉは、柱１０の端面から扁平梁３０の端面までのＹ軸方向におけるそれぞれの距離（ｍｍ）である。扁平梁３０に対して偏心しないで柱１０が接続されている場合、ｂ１＝ｂ２＝（Ｂｇ－Ｂｃ）／２となる。Ｄｃは上述した柱せい（ｍｍ）である。
Here, b i is each distance (mm) in the Y-axis direction from the end face of the
そして、低減係数γは、図１４に示したグラフのように１．００から０．９０へと柱・梁幅比αに応じて低減させる。 Then, the reduction coefficient γ is reduced from 1.00 to 0.90 in accordance with the column-to-beam width ratio α, as shown in the graph shown in FIG.
形状係数κは、柱梁接合部構造１００のように柱１０と扁平梁２０とが十字状に接合されている場合は１．０であり、柱梁接合部構造２００のように柱１０と扁平梁２０とがト字に接合されている場合は０．７である。補正係数φは、柱梁接合部構造３００のように柱１０の柱幅両方向外側に直交梁３０が接合されている場合は１．０であり、それ以外に場合は０．８５である。
The shape factor κ is 1.0 when the
そして、Ｆｊは以下の式（６）によって求めることができる。
Ｆｊ＝０．８・Ｆｃ
０．７ ・・・ （６）
Then, F j can be determined by the following equation (6).
F j =0.8・F c 0.7 ... (6)
なお、柱・梁幅比αが２．０又は３．０の試験体を実験し、試験結果が安全側となる値として、低減係数γを０．９０とした。柱・梁幅比αが１．０場合は低減する必要がないので、低減係数γを１．００とした。 In addition, experiments were conducted using test specimens with a column-to-beam width ratio α of 2.0 or 3.0, and the reduction coefficient γ was set to 0.90 as a value at which the test result was on the safe side. If the column/beam width ratio α is 1.0, there is no need to reduce it, so the reduction coefficient γ was set to 1.00.
上記の式（１）～（３）を用いて、扁平梁２０及び柱１０と扁平梁２０との接合部４０の支持可能な曲げモーメントやせん断耐力を求める。式（１）は、扁平梁１０の支持可能な曲げモーメントを求める式であり、許容応力を設計する際に用いる。式（２）、（３）は、終局耐力を算定する式である。式（２）は扁平梁２０の終局曲げモーメントを、式（３）は扁平梁２０と柱１０との接合部４０のせん断終局強度をそれぞれ算定する際に用いる。
Using the above equations (1) to (3), the supportable bending moment and shear strength of the
実際的な計算方法としては、式（１）によって扁平梁２０が長期及び短期の許容曲げモーメントを支持可能であることを確認したうえで、式（２）、（３）によって柱１０と扁平梁２０との接合部４０の耐力を求めて、この耐力が終局時に発生する応力よりも大きいことを確認すればよい。そして、何れかを満たさない場合は、扁平梁２０などの断面寸法などを変更すればよい。
As a practical calculation method, after confirming that the
なお、本発明の耐力算出方法は、上述した３つの算出方法に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内であれば適宜変更することができる。 Note that the yield strength calculation method of the present invention is not limited to the three calculation methods described above, and can be modified as appropriate within the scope of the claims.
１０…柱、 １１…柱主筋、 １２…フープ筋、 ２０…扁平梁、 ２１…梁主筋、 ２２…ねじり補強筋（第１の補強筋）、 ２３…せん断補強筋（第２の補強筋）、 ２４…あばら筋（囲繞筋）、 ２５…中子筋（連結筋）、 ２６…背面補強筋（第２の補強筋）、 ２６ａ…基部、 ２６ｂ…足部、 ３０…直交梁、 ３１…梁主筋、 ３２…フープ筋、 ３３…かんざし筋、 ４０…接合部、 ４１…跳ね出し部、 ４２…梁の接合部、 １００，２００，３００…柱梁接合部構造。
10...Column, 11...Column main reinforcement, 12...Hoop reinforcement, 20...Flat beam, 21...Beam main reinforcement, 22...Torsion reinforcement (first reinforcement), 23...Shear reinforcement (second reinforcement), 24... Stirrups (surrounding bars), 25... Core bars (connecting bars), 26... Back reinforcement bars (second reinforcing bars), 26a... Base, 26b... Foot, 30... Orthogonal beam, 31... Main beam reinforcement , 32... Hoop bar, 33... Hairpin bar, 40... Joint part, 41... Jumping part, 42... Beam joint part, 100, 200, 300... Column beam joint structure.
Claims (3)
前記柱の柱幅外に配置された前記扁平梁内に配置されている梁主筋が負担する応力が前記柱の柱幅内に配置された前記扁平梁内に配置されている梁主筋が負担する応力より小さくなる影響を考慮し、前記扁平梁の長期許容曲げモーメント又は短期許容曲げモーメント ｇ Ｍ ａ （Ｎ・ｍｍ）を、次式（１）によって算出することを特徴とする耐力算出方法。
ｇ Ｍ ａ ＝ξ・ａ ｔ ・ｇｆ ｔ ・ｊ ・・・ （１）
ただし、ａ ｔ は前記扁平梁の引張鉄筋断面積（ｍｍ ２ ）、 ｇ ｆ ｔ は前記扁平梁の梁主筋の長期又は短期の許容応力度（Ｎ／ｍｍ ２ ）、ｊは前記扁平梁の応力中心距離（ｍｍ）、低減係数ξは、柱・梁幅比αに応じた低減係数であって、１以上２未満である場合は１－０．１５（α－１）、柱・梁幅比αが２以上３以下である場合は０．８５－０．１（α－２）である。 A method for calculating proof strength in a joint structure between a column and a flat beam having a beam width wider than the column width of the column, the method comprising:
The stress borne by the beam main reinforcement placed in the flat beam placed outside the column width of the column is borne by the beam main reinforcement placed in the flat beam placed within the column width of the column. Considering the effect that is smaller than the stress,Long-term allowable bending moment or short-term allowable bending moment of the flat beam g M a (N・mm) by the following formula (1)A yield strength calculation method characterized by calculating.
g M a =ξ・a t ・gf t ・j... (1)
However, a t is the cross-sectional area of the tensile reinforcement of the flat beam (mm 2 ), g f t is the long-term or short-term allowable stress of the main beam reinforcement of the flat beam (N/mm 2 ), j is the stress center distance (mm) of the flat beam, and the reduction coefficient ξ is a reduction coefficient according to the column-to-beam width ratio α, and when it is 1 or more and less than 2, it is 1-0.15 (α -1), and 0.85-0.1 (α-2) when the column/beam width ratio α is 2 or more and 3 or less.
前記第２の補強筋は、前記扁平梁内に配置されている複数の梁主筋の外周を囲繞する囲繞筋と、前記囲繞筋の途中において前記柱の延在する方向に連結する複数の連結筋とから構成されていることを特徴とする請求項２に記載の耐力算出方法。 A plurality of second reinforcing bars are arranged inside the flat beam outside the column,
The second reinforcing bars include surrounding bars that surround the outer periphery of a plurality of beam main bars arranged in the flat beam, and a plurality of connecting bars that connect in the direction in which the column extends in the middle of the surrounding bars. 3. The yield strength calculation method according to claim 2, comprising:
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 平田延明、太田雄介、中岡章郎，幅広扁平梁柱接合部の張出部補強筋による構造性能への影響に関する実験的研究，日本建築学会大会学術講演梗概集(九州)，405,406，日本建築学会，2016年07月20日 |
| 足立将人、平田延明、中岡章郎、室重行、入江貴弘，幅広扁平梁架構の構造性能に関する実験的研究，日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿)，399,400，日本建築学会，2014年07月20日 |
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