JPH0617556A - コンクリート柱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】柱自体に、中程度の地震に対する制振機能を持
たせると共に、大地震に対する制振効果を向上させたコ
ンクリート柱を目的としている。 【構成】隅柱１における主筋の配筋は、コンクリート９
の中央部に埋設される４本の芯鉄筋４として極軟鋼若し
くは低降伏点鋼が使用され、また、その外周に配設され
る主筋に対しては、隅部に位置する主筋５に普通鋼若し
くは高強度鋼が使用され、その他の主筋６に極軟鋼若し
くは低降伏点鋼が使用されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄筋コンクリート構造
物での鉄筋コンクリート柱や鉄骨鉄筋コンクリート構造
物での鉄骨鉄筋コンクリート柱に係り、特に，地震に対
する振動エネルギー吸収能が大きいコンクリート柱に関
する。

【０００２】

【従来の技術】鉄筋コンクリート柱や鉄骨鉄筋コンクリ
ート柱において、軸方向力や曲げモーメントを負担する
ために，コンクリート内に配筋される主筋や主鉄筋に
は、従来、普通鋼，若しくは高強度鋼のいずれか一方の
鋼種が使用され、降伏点強度の異なる鉄筋や鉄骨を混ぜ
て配筋されることはなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように普通鋼若しくは高強度鋼からなる主筋や主鉄骨だ
けを配筋した場合、普通鋼や高強度鋼が弾性域で変形す
るような中程度の地震に対しては、コンクリート内に配
筋されている主筋や主鉄骨によって振動エネルギーが消
費されることなく、制振効果がない。

【０００４】このように、従来のコンクリート柱には、
それ自体、柱を構成するコンクリートにひび割れを生じ
させる中程度の地震を低減することができないので、別
に制振装置を建物に設置して、柱に入力された振動を低
減するような対処が必要となる。本発明は、上記のよう
な問題点に着目してなされたもので、柱自体に、中程度
の地震に対する制振機能を持たせると共に、大地震に対
する制振効果を向上させたコンクリート柱を目的として
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のコンクリート柱は、普通鋼や高強度鋼から
なる複数の主筋や主鉄骨が、軸方向に沿って埋設されて
いる鉄筋コンクリート柱や鉄骨鉄筋コンクリート柱であ
るコンクリート柱において、上記複数の主筋や主鉄骨の
一部として、極軟鋼や低降伏点鋼からなる主筋や主鉄骨
を配筋したことを特徴としている。

【０００６】

【作用】普通鋼や高強度鋼が弾性域で変形し、極軟鋼や
低降伏点鋼が塑性域まで変形するような振動である中程
度の地震に対しては、極軟鋼及び低降伏点鋼からなる主
筋や主鉄骨が、弾塑性応答となり、地震によって柱に入
力された振動エネルギーを、履歴エネルギーとして消費
し、もって、柱及び建物に発生した振動を早めに減衰さ
せる。

【０００７】また、普通鋼や高強度鋼も塑性域まで変形
するような大地震に対しては、先に極軟鋼及び低降伏点
鋼からなる主筋や主鉄筋が降伏し塑性変形して該振動エ
ネルギーを吸収し、更に、同振動エネルギーを普通鋼や
高強度鋼からなる主筋や主鉄筋が履歴エネルギーとして
消費するので、従来のコンクリート柱に比べて振動エネ
ルギー吸収能が大きくなり、柱及び建物の著しい塑性化
を防ぐ。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず構成を説明すると、鉄筋コンクリート構造の建物に
おける平面図において、図３に示すように鉄筋コンクリ
ートからなるコンクリート柱１，２，３が配設され、そ
の柱のうち４本の隅柱１，及び二本の内柱２に本発明に
基づく鉄筋コンクリート柱が採用されている。

【０００９】上記隅柱１における主筋の配筋は、図１に
示すように、コンクリート９の中央部に埋設される４本
の芯鉄筋４として極軟鋼若しくは低降伏点鋼が使用さ
れ、また、その外周に配設される主筋に対しては、隅部
に位置する主筋５に普通鋼若しくは高強度鋼が使用さ
れ、その他の主筋６に極軟鋼若しくは低降伏点鋼が使用
されている。

【００１０】また、内柱２における主筋の配筋は、図２
に示すように、コンクリート９の中央部に埋設される４
本の芯鉄筋４として極軟鋼若しくは低降伏点鋼が使用さ
れ、その外周に配設される１６本の主筋５，６として、
普通鋼若しくは高強度鋼が使用されている。なお、他の
鉄筋コンクリート柱３については、従来通り，普通鋼若
しくは高強度鋼からなる主筋が配設されて構成されてい
る。

【００１１】このように、内柱２及び隅柱１の各柱に対
して、普通鋼若しくは高強度鋼からなる主筋５，７と、
その主筋よりも降伏点の低い，極軟鋼若しくは低降伏点
鋼からなる主筋４，６とを混ぜて配筋することで、普通
鋼や高強度鋼からなる主筋５，７が弾性域で変形し、且
つ、極軟鋼や低降伏点鋼からなる主筋４，６が塑性域ま
で変形するような、従来の鉄筋コンクリート柱では制振
効果が薄いような、中程度の地震に対して、上記隅柱１
や内柱２では、芯鉄筋４等を構成する極軟鋼若しくは低
降伏点鋼からなる主筋４，６が弾塑性応答して、柱に入
力される振動を履歴エネルギーとして消費し、建物に入
力された振動エネルギーを減衰させる。

【００１２】また、普通鋼若しくは高強度鋼からなる主
筋５，７が塑性域で変形するような大きな地震に対して
は、先に、極軟鋼若しくは低降伏点鋼からなる主筋４，
６が降伏し塑性変形してその振動エネルギーを吸収する
と共に、普通鋼若しくは高強度鋼からなる主筋５，７も
弾塑性応答して、その柱に入力された振動エネルギーを
履歴エネルギーとして消費し振動を減衰するので、従来
のような主筋が普通鋼若しくは高強度鋼だけからなる鉄
筋コンクリート柱よりも振動エネルギー吸収能が大き
く、従来に比べて柱及び建物の著しい塑性化を防ぐ。

【００１３】実際に、従来の鉄筋コンクリート柱と、本
発明に基づく鉄筋コンクリート柱における履歴ループを
求めてみると、柱の芯鉄筋及びその外周の主筋に普通鋼
若しくは高強度鋼だけを使用した，従来の鉄筋コンクリ
ート柱における、力−変形曲線の履歴ループは、図４に
示すような復元曲線を描き、中程度の地震力Ｆに対して
は、主筋が弾性域で変形して主筋によって振動エネルギ
ーが消費できずに、図４中，Ｂで示されるように、コン
クリートが塑性限界を越えてひび割れすることで該振動
エネルギーを吸収することが分かる。

【００１４】それに対して、芯鉄筋４に極軟鋼若しくは
低降伏点鋼を使用し、その外周の主筋の全部若しくは一
部に，普通鋼若しくは高強度鋼を使用した本発明に基づ
く鉄筋コンクリート柱における、力−変形曲線の履歴ル
ープは、図５に示すような復元曲線を描き、中程度の地
震力Ｆに対して、極軟鋼若しくは低降伏点鋼からなる主
筋が、塑性域まで変形してその履歴エネルギーとして振
動エネルギーを消費して振動を減衰させることが分か
る。

【００１５】さらに、大地震に対して、本発明に基づく
コンクリート柱では、極軟鋼若しくは低降伏点鋼からな
る主筋が先に降伏し、その後に普通鋼もしは高強度鋼か
らなる主筋が降伏するので、履歴ループの面積が従来よ
りも大きくなって、振動エネルギー吸収能が向上し、よ
って、中程度の地震から大地震までの振動エネルギーを
鉄筋コンクリート柱で消費できるようになる。

【００１６】なお、上記実施例において、隅柱１のほう
が、内柱２に比べて，極軟鋼及び低降伏点鋼からなる主
筋４，６を普通鋼及び高強度鋼からなる主筋５よりも多
くなるように配筋しているのは、内柱２に比べて隅柱１
の方が、軸変形が少なく曲げ変形が大きいので、内柱２
よりも極軟鋼及び低降伏点鋼からなる主筋４，５を増や
して振動エネルギー吸収能を大きくして、建物全体にお
ける柱の振動エネルギー吸収効率を良くするためであ
る。

【００１７】このように、建物に配設される柱位置によ
って、極軟鋼及び低降伏点鋼からなる主筋４，６と、普
通鋼若しくは高強度鋼からなる主筋５，７との配筋を違
えて、柱における振動エネルギー吸収効率がよくなるよ
うに建物に合わせて配筋するとよい。また、上記実施例
においては、芯鉄筋４に極軟鋼若しくは低降伏点鋼から
なる主筋を使用し、その外周に配設される主筋に普通鋼
若しくは高強度鋼を使用しているが、逆にして、芯鉄筋
４に普通鋼若しくは高強度鋼からなる主筋を使用し、そ
の外周に配設される主筋に極軟鋼及び低降伏点鋼を使用
する等しても勿論構わない。

【００１８】さらに、上記実施例では、鉄筋コンクリー
ト構造物の鉄筋コンクリート柱で説明しているが、鉄骨
鉄筋コンクリート構造物の鉄骨鉄筋コンクリート柱のコ
ンクリート内に埋設される、主鉄骨と主鉄筋に対して
も、図６に示すように、主鉄骨８に極軟鋼及び低降伏点
鋼を使用し、その外周を囲う主鉄筋５，７に普通鋼若し
くは高強度鋼を使用してコンクリート柱を構築してもよ
い。なお、図６（ａ）は隅柱１の例で上記実施例と同様
に、外周に配筋される主筋のうち，隅部の主筋５以外の
主筋６として極軟鋼及び低降伏点鋼を使用している。

【００１９】この場合にも、前記実施例と同様に、普通
鋼若しくは高強度鋼からなる主筋５，７が弾性域で変形
し、極軟鋼若しくは低降伏点鋼からなる主鉄骨８及び主
筋６が塑性域で変形するような中程度の振動に対して
は、普通鋼若しくは高強度鋼からなる主筋５，７は振動
エネルギーを吸収しないが、主鉄骨８及び極軟鋼若しく
は低降伏点鋼からなる主筋６が、塑性域で変形し履歴エ
ネルギーとして振動エネルギーを消費して、上記入力さ
れた中程度の振動を減衰する。

【００２０】また、普通鋼若しくは高強度鋼からなる主
筋５，７も塑性域で変形するような大地震に対しては、
先に、極軟鋼若しくは低降伏点鋼からなる主鉄骨８及び
主筋６が降伏し塑性変形してその振動エネルギーを吸収
すると共に、普通鋼若しくは高強度鋼からなる主筋５，
７が塑性域まで変形してその振動エネルギーを履歴エネ
ルギーとして消費して振動を減衰するので、従来のよう
に主筋が普通鋼若しくは高強度鋼だけからなる鉄筋コン
クリートよりも履歴ループ，即ち振動エネルギー吸収能
が大きく、柱及び建物の著しい塑性化を防ぐ。

【００２１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のコン
クリート柱は、従来のコンクリート柱では制振しない中
程度の地震に対しても制振効果を備えると共に、大地震
に対する振動エネルギー吸収能が従来よりも大きくなっ
て、制振効果が向上し、従来であれば発生していた柱や
建物の著しい塑性化が防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の隅柱の配筋を示す断面図
である。

【図２】本発明に係る実施例の内柱の配筋を示す断面図
である。

【図３】本発明に係る実施例の建物を示す平面図であ
る。

【図４】従来の鉄筋コンクリート柱における，力−変形
曲線を示す図である。

【図５】本発明に係る実施例の鉄筋コンクリート柱にお
ける，力−変形曲線を示す図である。

【図６】本発明に係る実施例の鉄骨鉄筋コンクリート柱
における配筋を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 隅柱 ２ 内柱 ４ 芯鉄筋（主筋） ５，６，７ 主筋 ８ 主鉄骨

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 普通鋼や高強度鋼からなる複数の主筋や
   主鉄骨が、軸方向に沿って埋設されている鉄筋コンクリ
   ート柱や鉄骨鉄筋コンクリート柱であるコンクリート柱
   において、上記複数の主筋や主鉄骨の一部として、極軟
   鋼や低降伏点鋼からなる主筋や主鉄骨を配筋したことを
   特徴とするコンクリート柱。