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JP6568388B2 - Design method of reinforced concrete structure and reinforced concrete structure - Google Patents

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JP6568388B2 JP2015084513A JP2015084513A JP6568388B2 JP 6568388 B2 JP6568388 B2 JP 6568388B2 JP 2015084513 A JP2015084513 A JP 2015084513A JP 2015084513 A JP2015084513 A JP 2015084513A JP 6568388 B2 JP6568388 B2 JP 6568388B2
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Description

本発明は、柱と梁との柱梁接合部を備え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 joint between a column and a beam, and a reinforced concrete structure designed by the design method.

建物の設計では、極めて希に発生する最大級の地震等の荷重に対して、建物の倒壊や層崩壊を防ぐため、1階の柱脚部及び2階以上の梁端部で曲げ降伏することを許容する設計法、つまり、降伏ヒンジを発生させる設計方法が採用されている。
従来の1階の柱脚部の設計方法では、曲げモーメントが付け根部で最大となることから、1階の柱脚部の主筋の本数は、付け根部の曲げモーメントの大きさに基づいて算定される。
When designing buildings, bend and yield at the column bases on the first floor and beam ends on the second and higher floors in order to prevent the collapse of the buildings and the collapse of the layers in response to extremely rare earthquakes. In other words, a design method that allows the generation of a yield hinge is adopted.
In the conventional design method of the column base on the first floor, the bending moment is maximized at the base, so the number of main bars of the column base on the first floor is calculated based on the magnitude of the bending moment at the base. The

即ち、従来では、鉄筋コンクリート造を設計するため、設計用曲げモーメントに基づいて、柱の曲げに対する断面算定が行われる。断面算定は、曲げモーメント、その他の関係から、鉄筋断面積として求められる(非特許文献1)。
非特許文献1における鉄筋断面積とは、複数の柱用の主筋の断面積の合計値である。複数の柱用の主筋の断面積の合計は鉄筋量として、柱用の主筋の本数として換算される。
一般的な鉄筋コンクリート造では、設計用曲げモーメントが柱脚や柱頭の柱の付け根部で最大となることから、柱用の主筋の径や本数は、付け根部の設計用曲げモーメントの大きさに基づいて算出される。
That is, conventionally, in order to design a reinforced concrete structure, the cross-section calculation for the column bending is performed based on the design bending moment. The cross-sectional calculation is obtained as a reinforcing bar cross-sectional area from the bending moment and other relationships (Non-Patent Document 1).
The reinforcing bar cross-sectional area in Non-Patent Document 1 is the total value of the cross-sectional areas of the main bars for a plurality of columns. The sum of the cross-sectional areas of the main bars for a plurality of columns is converted as the number of reinforcing bars for the number of main bars for the columns.
In a typical reinforced concrete structure, the design bending moment is maximized at the base of the column base or the top of the column, so the diameter and number of main bars for the column are based on the magnitude of the design bending moment at the base. Is calculated.

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)第16頁Reinforced concrete structure calculation criteria and explanation (The Architectural Institute of Japan, February 20, 2010, 8th edition, first print), page 16

非特許文献1で示される通り、鉄筋断面積は、設計用曲げモーメントに基づいて算出されるものであり、一般的には、柱の付け根部が降伏ヒンジとなるように設定される。この付け根部の設計用曲げモーメントの大きさに基づいて、柱用の主筋の径の大きさや本数が算出される。
そのため、柱用の主筋の径の大きさや本数は、付け根部の曲げモーメントが大きいと、1本あたりの柱用の主筋の強度が同一であれば、多くの柱用の主筋が必要とされたり、径の大きな主筋が必要とされたりする。
しかし、柱用の主筋の本数が多く配置できない場合には、柱幅を大きくして配置できるようにするか、主筋量を減らすために柱せいを大きくして柱あるいは柱脚や柱頭等の柱梁接合部の断面積を大きくしなければならない。柱梁接合部の断面積を大きくすると、柱や梁全体の断面積も大きくなり、居住空間が狭くなる。
As shown in Non-Patent Document 1, the reinforcing bar cross-sectional area is calculated based on the design bending moment, and is generally set so that the base of the column becomes a yield hinge. Based on the magnitude of the design bending moment at the base, the size and number of the main bars for the column are calculated.
Therefore, as for the size and number of the main bars for the column, if the bending moment at the base is large, if the strength of the main bars for each column is the same, many main bars for the column may be required. Or a major bar with a large diameter is required.
However, if the number of main bars for the column cannot be increased, either the column width can be increased or the column can be increased to reduce the amount of the main bar, and the column or the column base such as the column base or head The cross-sectional area of the beam joint must be increased. If the cross-sectional area of the beam-column joint is increased, the cross-sectional area of the column and the entire beam also increases, and the living space is reduced.

本発明の目的は、居住空間を広くすることができ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 method for designing a reinforced concrete structure and a reinforced concrete structure capable of widening a living space.

本発明の鉄筋コンクリート造の設計方法は、梁と接合される複数の柱用の主筋を備え、前記柱用の主筋は、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、前記柱用の主筋のうち前記梁と接合される柱脚部及び柱頭部の少なくとも一方の柱梁接合部と、前記柱梁接合部から柱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鉄筋コンクリート造を設計する方法であって、降伏ヒンジを計画する柱の位置を前記柱梁接合部の付け根部から離れた位置であって前記高強度部分と前記普通強度部分との境界部に設定し、前記普通強度部分を挟んで前記柱梁接合部及び前記高強度領域とは反対側の柱中央側領域に前記高強度部分を配置したことを特徴とする。 The method for designing a reinforced concrete structure of the present invention includes a plurality of column main bars to be joined to a beam, and the column main bars include a normal strength portion and a high strength portion having a strength higher than that of the normal strength portion. The high-strength portion includes at least one of a column leg portion and a column head portion that are joined to the beam among the main reinforcing bars for the column, and a column length direction from the column beam joint portion; The normal strength portion is a method of designing a reinforced concrete structure located on the opposite side of the column beam joint with the high strength region interposed therebetween, and a column for planning a yield hinge. Is set at a boundary between the high-strength portion and the normal-strength portion at a position away from the base of the column-beam joint, and the column-beam joint and the high-strength are sandwiched between the normal-strength portions. The high strength is applied to the central region of the column opposite to the strength region. Characterized in that a portion.

以上の構成の本発明では、高強度部分は、柱梁接合部を含む高強度領域に配置され、普通強度部分は、高強度領域に隣接した普通強度領域に配置される。そのため、大きな力が鉄筋コンクリート造に生じた際に、柱梁接合部の端の付け根部ではなく、高強度部分と普通強度部分との境界部に変形が集中する。そこで、本発明では、降伏ヒンジの位置を普通強度部分と高強度部分との境界部に設定した。
降伏ヒンジの位置を柱の柱梁接合部の付け根部ではなく、この付け根部から離れた境界部とすることで、設計用曲げモーメントが付け根部より小さくなるため、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。
しかも、前記普通強度部分を挟んで前記柱梁接合部及び前記高強度領域とは反対側の柱中央側領域に高強度部分を配置した構成である。
この構成では、地震等の大きな荷重が鉄筋コンクリート造に生じた際に、高強度部分と普通強度部分との境界部に破壊が集中してひび割れ等の破壊が柱中央側に向けて拡散しようとするが、高強度部分は、接合部側領域だけでなく、柱中央側領域にも配置されるので、柱中央側に向けての破壊の拡散が抑制される。
In the present invention having the above-described configuration, the high-strength portion is disposed in the high-strength region including the column beam joint, and the normal-strength portion is disposed in the normal-strength region adjacent to the high-strength region. Therefore, when a large force is generated in the reinforced concrete structure, the deformation concentrates on the boundary portion between the high-strength portion and the normal strength portion, not on the base portion at the end of the beam-column joint. Therefore, in the present invention, the position of the yield hinge is set at the boundary between the normal strength portion and the high strength portion.
By setting the position of the yield hinge not at the base of the beam-column joint of the column but at the boundary away from the base, the design bending moment becomes smaller than that at the base, so the amount of reinforcing bars can be reduced.
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.
And it is the structure which has arrange | positioned the high intensity | strength part in the column center side area | region on the opposite side to the said column beam junction part and the said high intensity | strength area | region on both sides of the said normal intensity | strength part.
In this configuration, when a large load such as an earthquake occurs in a reinforced concrete structure, the fracture concentrates at the boundary between the high-strength part and the normal-strength part, and the fracture such as cracks tends to spread toward the center of the column. However, since the high-strength portion is disposed not only in the joint portion side region but also in the column center side region, diffusion of destruction toward the column center side is suppressed.

鉄筋コンクリート造の設計方法において、前記柱用の主筋の本数を、前記降伏ヒンジの位置の設計用曲げモーメントに基づいて、前記普通強度部分の強度で算定する構成が好ましい。
この構成では、柱用の主筋の鉄筋量を本数として求める。そして、設計用曲げモーメントは、柱梁接合部の付け根部で最も大きく、柱梁接合部から離れるに従って大きさは小さくなるため、降伏ヒンジを、付け根部ではなく、付け根部から離れた境界部とすることで、設計用曲げモーメントのモーメント値が小さくなり、その分、柱用の主筋の本数が少ない。
従って、柱用の主筋の本数を設計用曲げモーメントから算出するので、柱用の主筋の鉄筋量を容易に算出することができる。
In the reinforced concrete design method, it is preferable that the number of the main bars for the column is calculated by the strength of the normal strength portion based on the design bending moment at the position of the yield hinge.
In this configuration, the number of reinforcing bars of the main bars for the column is obtained as the number. The design bending moment is the largest at the base of the beam-to-column joint, and the magnitude decreases as the distance from the beam-to-column joint increases, so the yield hinge is not the base but the boundary from the base. By doing so, the moment value of the design bending moment is reduced, and the number of main bars for the column is reduced accordingly.
Therefore, since the number of column main bars is calculated from the design bending moment, the amount of reinforcing bars of the column main bars can be easily calculated.

鉄筋コンクリート造の設計方法において、前記柱梁接合部の付け根部の鉄筋の応力は前記高強度部分の規格降伏点以下である構成が好ましい。
この構成では、主筋の柱梁接合部の付け根部の応力が高強度部分の規格降伏点以下であるため、設定した降伏ヒンジ位置より先に柱梁接合部の付け根部が降伏しない。そのため、鉄筋コンクリート造自体の規準を満たすことができる。
In the design method of a reinforced concrete structure, it is preferable that a stress of a reinforcing bar at a base portion of the column beam joint is equal to or lower than a standard yield point of the high strength portion.
In this configuration, since the stress at the base portion of the beam-column joint portion of the main bar is equal to or less than the standard yield point of the high-strength portion, the root portion of the beam-column joint portion does not yield before the set yield hinge position. Therefore, the standard of reinforced concrete construction itself can be satisfied.

鉄筋コンクリート造の設計方法において、前記高強度部分と前記普通強度部分とを継手で互いに連結した構成が好ましい。
この構成では、高強度部分と普通強度部分とが継手を介して一体となるので、1本の柱用の主筋が短くても、大きな強度を得ることができる。
In the reinforced concrete design method, a configuration in which the high-strength portion and the normal-strength portion are connected to each other by a joint is preferable.
In this configuration, the high-strength portion and the normal-strength portion are integrated with each other through the joint, so that a large strength can be obtained even if one column main bar is short.

鉄筋コンクリート造の設計方法において、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、前記柱用の主筋は、前記普通強度部分と同じ強度の1本の普通鉄筋の少なくとも一部を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本の普通鉄筋を焼入れして高強度部分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 reinforced concrete design method, 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, It is preferable that the main reinforcing bar for the column is hardened at least a part of one normal reinforcing bar having the same strength as that of the normal strength portion to form the high strength portion.
In this configuration, since a high strength portion is formed by quenching a single reinforcing bar whose yield point or 0.2% proof stress is defined in JIS G3112, the thickness of the high strength portion arranged at the column beam joint is increased. It doesn't need to be thick. 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.

鉄筋コンクリート造の設計方法において、前記柱中央側領域に配置された高強度部分を部分的に形成した構成が好ましい。
この構成では、柱中央側領域を部分的に高強度部分としたので、鉄筋を全て高強度部分にする場合に比べて、製造コストを低いものにできる。
In the design method of reinforced concrete structure, the structure which formed in part the high intensity | strength part arrange | positioned in the said column center side area | region is preferable.
In this configuration, since the column central region is partially made a high strength portion, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where all the reinforcing bars are made 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。
この構成では、前述と同様の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.
With this configuration, the same effects as described above can be obtained.

本発明の第1実施形態にかかる鉄筋コンクリート造の概略図。Schematic of the reinforced concrete structure concerning 1st Embodiment of this invention. 1階部分の鉄筋構造を示す概略正面図。The schematic front view which shows the reinforcing bar structure of the 1st floor part. (A)は柱の概略断面図、(B)は柱用の主筋の位置と設計用曲げモーメントとの関係を示すモーメント分布図、(C)は主筋の概略正面図。(A) is a schematic cross-sectional view of a column, (B) is a moment distribution diagram showing the relationship between the position of the column main bar and the design bending moment, and (C) is a schematic front view of the main bar. 本発明の第2実施形態にかかる鉄筋コンクリート造を示すもので、(A)は柱用の主筋の位置と設計用曲げモーメントとの関係を示すモーメント分布図、(B)は主筋の概略正面図。The reinforced concrete structure concerning 2nd Embodiment of this invention is shown, (A) is a moment distribution diagram which shows the relationship between the position of the main reinforcement for pillars, and the bending moment for design, (B) is a schematic front view of the main reinforcement. 本発明の第3実施形態にかかる鉄筋コンクリート造の1階部分の鉄筋構造を示す概略正面図。The schematic front view which shows the reinforcing bar structure of the 1st floor part of the reinforced concrete structure concerning 3rd Embodiment of this invention. (A)は柱の概略断面図、(B)は柱用の主筋の位置と設計用曲げモーメントとの関係を示すモーメント分布図、(C)は主筋の概略正面図。(A) is a schematic cross-sectional view of a column, (B) is a moment distribution diagram showing the relationship between the position of the column main bar and the design bending moment, and (C) is a schematic front view of the main bar. 本発明の変形例にかかる鉄筋コンクリート造の概略図。Schematic of the reinforced concrete structure concerning the modification of this invention. 本発明の異なる変形例にかかる鉄筋コンクリート造の概略図。Schematic of the reinforced concrete structure concerning the different modification of this invention. 本発明のさらに異なる変形例にかかる鉄筋コンクリート造の概略図。Schematic of the reinforced concrete structure concerning the further different modification of this invention. 本発明のさらに異なる変形例を示すもので、図3に相当する図。The figure which shows the further different modification of this invention, and is equivalent to FIG. 本発明のさらに異なる変形例を示すもので、図3に相当する図。The figure which shows the further different modification of this invention, and is equivalent to FIG.

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態の説明において、同一構成要素は同一符号を付して説明を省略する。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態を図面の図1から図3に基づいて説明する。
図1には第1実施形態の鉄筋コンクリート造の概略構成が示されている。
図1では、極めて希に発生する最大級の地震等の荷重が建物にかかった場合が実線で示されており、荷重がかかっていない場合が想像線で示されている。
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。本実施形態の建物は、フラット屋根を有する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, in description of each embodiment, the same component is attached | subjected with the same code | symbol and description is abbreviate | omitted.
[First Embodiment]
1st Embodiment of this invention is described based on FIGS. 1-3 of drawing.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a reinforced concrete structure according to the first embodiment.
In FIG. 1, the case where a load such as the largest class earthquake that occurs extremely rarely is applied to the building is indicated by a solid line, and the case where no load is applied is indicated by an imaginary line.
In FIG. 1, the building is a multi-storey reinforced concrete structure including a plurality of beams 2 and a plurality of columns 3 joined to the beams 2, and a concrete body 100 is placed on the reinforced structure 1. The building of this embodiment has a flat roof.

梁2、柱3及び基礎10Cは、柱梁接合部10で接合されている。柱梁接合部10は、各階の上下に位置するものであり、1階の下部にある柱梁接合部10が柱脚部10Aであり、最上階にある柱梁接合部10が柱頭部10Bである。建物1階の部分の柱脚部10Aは基礎10Cと接合されている。
第1実施形態では、建物に大きな荷重がかかった場合、梁2と柱梁接合部10との接合箇所がそれぞれ降伏ヒンジHとなり、柱3と建物1階部分の柱脚部10Aとの接合箇所が降伏ヒンジQとなる。これらの降伏ヒンジH,Qにより、建物自体の崩壊が阻止される。
The beam 2, the column 3, and the foundation 10 </ b> C are joined by a column beam joint 10. The column beam joints 10 are located above and below each floor. The column beam joints 10 at the bottom of the first floor are column bases 10A, and the column beam joints 10 on the top floor are column heads 10B. is there. The column base 10A on the first floor of the building is joined to the foundation 10C.
In the first embodiment, when a large load is applied to the building, the joint portion between the beam 2 and the column beam joint 10 becomes the yield hinge H, and the joint between the column 3 and the column base 10A of the first floor portion of the building. Is the yield hinge Q. These yield hinges H and Q prevent the building itself from collapsing.

図2には、1階部分の鉄筋構造の概略構成が示されている。
図2に示される通り、梁2は、水平方向に延びて配筋された複数の梁用の鉄筋材21と、鉄筋材21の軸方向と交差する平面内において鉄筋材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。
基礎10Cは、水平方向に延びて配筋された複数の梁用の鉄筋材21と、鉄筋材21の軸方向と交差する平面内において鉄筋材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。
本実施形態では、鉄筋材21及びせん断補強筋22は普通鉄筋である。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the reinforcing bar structure of the first floor portion.
As shown in FIG. 2, the beam 2 surrounds the reinforcing bars 21 in a plane intersecting the axial direction of the reinforcing bars 21, and the reinforcing bars 21 for a plurality of beams extending in the horizontal direction and equally spaced. And a plurality of beam reinforcing bars 22 for reinforcing the shear strength of the beam 2.
The foundation 10 </ b> C extends in the horizontal direction and has a plurality of reinforcing bars 21 for the beams, and the reinforcing bars 21 are arranged at equal intervals so as to surround the reinforcing bars 21 in a plane intersecting the axial direction of the reinforcing bars 21. And a plurality of beam reinforcing bars 22 for reinforcing the shear strength.
In the present embodiment, the reinforcing bar material 21 and the shear reinforcing bar 22 are ordinary reinforcing bars.

柱3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主筋31と、柱用の主筋31の軸方向と交差する平面内において柱用の主筋31を囲んで等間隔に柱用の主筋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。
柱用の主筋31は、柱脚部10Aを含む領域において基礎10Cに下端が連結される高強度部分311と、高強度部分311に連結される普通強度部分312と、普通強度部分312と高強度部分311とを連結する継手4と、を備えている。
The column 3 extends in the vertical direction and has a plurality of column main bars 31 arranged at predetermined intervals, and surrounds the column main bars 31 in a plane that intersects the axial direction of the column main bars 31. And a plurality of column shear reinforcement bars 32 that are arranged in the extending direction of the column main bars 31 and reinforce the shear strength of the columns 3.
The column main reinforcement 31 includes a high-strength portion 311 whose lower end is connected to the base 10C in a region including the column base portion 10A, a normal-strength portion 312 connected to the high-strength portion 311, a normal-strength portion 312 and a high-strength portion. And a joint 4 connecting the portion 311.

高強度部分311は、柱脚部10Aと、柱脚部10Aから柱長さ方向に沿った高強度領域310Aとに配置されている。
せん断補強筋32は、普通鉄筋の降伏点又は0.2%耐力(345MPa(N/mm))よりも大きい降伏点又は0.2%耐力(1275MPa(N/mm))を有するウルボン1275(高周波熱錬(株)の商品名)を用いることが好ましい。なお、本実施形態では、ウルボン1275に代えて普通鉄筋と同じ降伏点又は0.2%耐力を有するせん断補強筋を用いてもよい。
The high-strength portion 311 is disposed in the column base 10A and the high-strength region 310A along the column length direction from the column base 10A.
The shear reinforcing bar 32 has a yield point or 0.2% yield strength (1275 MPa (N / mm 2 )) greater than the yield point or 0.2% yield strength (345 MPa (N / mm 2 )) of ordinary reinforcing bars. It is preferable to use (trade name of high-frequency thermal smelting). In this embodiment, instead of the Urbon 1275, the same yield point as that of the normal reinforcing bar or a shear reinforcing bar having a 0.2% proof stress may be used.

降伏ヒンジQは柱脚部10Aの付け根部Rから離れた位置であって高強度部分311と普通強度部分312との境界部に設定されている。
普通強度部分312は、高強度領域310Aを挟んで柱脚部10Aとは反対側に位置する普通強度領域310Bに配置されている。
第1実施形態において、高強度部分311は、1本の高強度鉄筋から構成されている。普通強度部分312は、複数本の普通強度鉄筋から構成されている。高強度部分311の上端と下端が連結される普通強度部分312は、その上端が2階部分の柱梁接合部10に達している。
The yield hinge Q is set at the boundary between the high strength portion 311 and the normal strength portion 312 at a position away from the base portion R of the column base portion 10A.
The normal strength portion 312 is disposed in a normal strength region 310B located on the opposite side of the column base 10A across the high strength region 310A.
In the first embodiment, the high-strength portion 311 is composed of one high-strength reinforcing bar. The normal strength portion 312 is composed of a plurality of normal strength reinforcing bars. The normal strength portion 312 where the upper end and the lower end of the high strength portion 311 are connected has the upper end reaching the column beam joint 10 at the second floor portion.

普通強度部分312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311は、普通強度部分312より高強度である。
例えば、高強度部分311の降伏点又は0.2%耐力は、490MPa(N/mm)以上1000MPa(N/mm)以下である。普通強度部分312の降伏点又は0.2%耐力は、295MPa(N/mm)以上390MPa(N/mm)以下である。
高強度部分311は、普通強度部分312と同じ強度の1本の普通鉄筋(SD345)を焼入れして製造される。
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。
The normal strength portion 312 has a yield point or 0.2% yield strength defined by JISG3112. The high strength portion 311 has a higher strength than the normal strength portion 312.
For example, the yield point or 0.2% proof stress of the high strength portions 311 is less 490MPa (N / mm 2) or more 1000MPa (N / mm 2). The yield point or 0.2% yield strength of the normal strength portion 312 is 295 MPa (N / mm 2 ) or more and 390 MPa (N / mm 2 ) or less.
The high-strength portion 311 is manufactured by quenching one ordinary reinforcing bar (SD345) having the same strength as the normal-strength portion 312.
The joint 4 may be a mechanical joint or another joint. Alternatively, the end portions may be overlapped and connected with a wire or the like. Furthermore, the structure which abuts end parts and joins by welding etc. may be sufficient.

次に、第1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3では、柱3の概略断面が(A)に示され、設計用曲げモーメント分布が(B)に示され、柱用の主筋の概略正面図が(C)に示されている。
図3(A)に示される通り、柱3は、縦寸法bと横寸法Dとからなる断面矩形状であり、その外側の辺に沿って複数本の主筋31が配置されている。これらの主筋31の外周部分にはせん断補強筋32が配置されている。
図3(B)で示される設計用曲げモーメント分布は、図3(C)で示される柱3に対応する。設計用曲げモーメントの値は、一般的に、柱脚部10Aの付け根部Rが最も大きく、骨組解析で算定される柱脚側の発生曲げモーメントがMu(プラス)であり、柱脚部10Aの直上の柱梁接合部10の付け根部Rが最も小さく、柱頭側の発生曲げモーメントがMs(マイナス)となり、柱3の長さ方向の途中で0となる。なお、図3(B)で示される設計用曲げモーメントは、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。また、図3(B)では柱脚部10Aの付け根部Rで曲げ終局強度Myに達し降伏ヒンジが形成されているとする。曲げ終局強度Myに達した後は、外力が増加しても、これ以上曲げモーメントは上昇せず一定となる。従って、降伏ヒンジが形成された部分の発生曲げモーメントMuは頭打ちとなる。
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。
Next, a method for designing a reinforced concrete structure in the first embodiment will be described.
In FIG. 3, a schematic cross section of the column 3 is shown in (A), a design bending moment distribution is shown in (B), and a schematic front view of the main bars for the column is shown in (C).
As shown in FIG. 3A, the pillar 3 has a rectangular cross section having a vertical dimension b and a horizontal dimension D, and a plurality of main bars 31 are arranged along the outer side. Shear reinforcement bars 32 are arranged on the outer peripheral portions of these main bars 31.
The design bending moment distribution shown in FIG. 3 (B) corresponds to the column 3 shown in FIG. 3 (C). The value of the design bending moment is generally the largest at the base R of the column base 10A, the generated bending moment on the column base calculated by the frame analysis is Mu (plus), and the column base 10A The root portion R of the column beam joint 10 directly above is the smallest, the generated bending moment on the column head side becomes Ms (minus), and becomes 0 in the middle of the length direction of the column 3. Note that the design bending moment shown in FIG. 3B is obtained by adding an external force moment to the moment of a constant (self-weight) load. In FIG. 3B, it is assumed that the ultimate bending strength My is reached at the base portion R of the column base portion 10A and a yield hinge is formed. After reaching the ultimate bending strength My, even if the external force increases, the bending moment does not increase any more and becomes constant. Therefore, the generated bending moment Mu at the portion where the yield hinge is formed reaches a peak.
The design bending moment is obtained by a normal design method.

柱用の主筋31の鉄筋量の算定は、2007年版建築物の構造関係技術基準解説書(国土交通省住宅局建築指導課他監修平成19年8月10日第1版第1刷発行)第626頁から第627頁に準拠する。
柱の設計用曲げモーメントに基づいた曲げ終局強度の計算例について、説明する。
[共通事項]
柱3の断面形状は一辺の長さDが1000mmであり、他辺の長さbが1000mmの正方形である。柱3の断面積は、1000mm(1m)×1000mm(1m)=1mである。
コンクリート強度はF=36N/mmである。
軸力はN=3,600,000Nである。
Calculation of the amount of reinforcing bars for the main reinforcement 31 for pillars is the 2007 edition of the structural technical standards for buildings (supervised by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, Housing Bureau Building Guidance Division and others, August 10, 2007, first edition, first edition issued) Conforms to pages 626 to 627.
An example of calculating the ultimate bending strength based on the column design bending moment will be described.
[Common subject matter]
The cross-sectional shape of the pillar 3 is a square whose one side length D is 1000 mm and whose other side length b is 1000 mm. The cross-sectional area of the pillar 3 is 1000 mm (1 m) × 1000 mm (1 m) = 1 m 2 .
The concrete strength is F c = 36 N / mm 2 .
The axial force is N = 3,600,000N.

(A)普通強度鉄筋の場合(使用鉄筋:SD390)
主筋31として、全て普通強度鉄筋を使用した場合の曲げ終局強度Myを求める。
この断面の曲げ終局強度Myは、0≦N≦Nのとき、
My=0.5・a・σ・g・D
+0.5・N・D{1−(N/(b・D・F))} ……式(1)
は、柱主筋全断面積(=主筋の本数×主筋1本あたりの断面積)である。
呼び名がD32の主筋を14本(図では16本示されているが、曲げ抵抗に有効な主筋は片側7本ずつ)用いる場合を想定すると、
≒14×794=11,116mm
(A) In the case of normal strength reinforcing bars (reinforcing bars used: SD390)
As the main reinforcing bar 31, the ultimate bending strength My when all normal reinforcing bars are used is obtained.
The bending ultimate strength My of this cross section is 0 ≦ N ≦ N b .
My = 0.5 · a g · σ y · g 1 · D
+ 0.5 · N · D {1− (N / (b · D · F c ))} (1)
a g is a pillar main reinforcement total cross-sectional area (= cross-sectional area per one number × main reinforcement of the main reinforcement).
Assuming a case where 14 main bars having a nominal name D32 (16 in the figure are shown, but seven main bars effective for bending resistance) are used.
a g ≈14 × 794 = 11,116 mm 2

σは主筋降伏強度であり、本実施形態では、SD390の鉄筋を使用しているため、σ=390N/mmである。
は、引張筋重心と圧縮筋重心との距離の全せいに対する比であり、主筋の配列や本数により決定される。引張筋重心と圧縮筋重心との距離はg・Dであり、本実施形態では、g・Dは、686mmであり、gは0.686である。
=0.22・(1+g)・b・D・Fc=13,353,120(N)
そのため、0≦N≦Nの条件を満たすため、式(1)の前提が成立する。
式(1)に前述の数値を代入すると、
My=0.5×11,116×390×0.686×1,000
+0.5×3,600,000×1,000{1−(3,600,000/(1,000×1,000×36))}
=1,497(kN・m)+1,620(kN・m)=3,117(kN・m)
σ y is the main bar yield strength, and in this embodiment, SD 390 reinforcing bars are used, so σ y = 390 N / mm 2 .
g 1 is the ratio of the distance between the center of gravity of the tensile muscle and the center of gravity of the compression muscle to the total length, and is determined by the arrangement and number of main muscles. The distance between the center of gravity of the tensile muscle and the center of gravity of the compression muscle is g 1 · D. In this embodiment, g 1 · D is 686 mm 2 and g 1 is 0.686.
N b = 0.22 · (1 + g 1 ) · b · D · Fc = 13,353,120 (N)
Therefore, since the condition of 0 ≦ N ≦ Nb is satisfied, the premise of Expression (1) is established.
Substituting the above numerical values into equation (1),
My = 0.5 × 11,116 × 390 × 0.686 × 1,000
+ 0.5 × 3,600,000 × 1,000 {1- (3,600,000 / (1,000 × 1,000 × 36))}
= 1,497 (kN · m) + 1,620 (kN · m) = 3,117 (kN · m)

一方、柱梁接合部10の付け根部Rにおける柱の曲げ終局強度は、柱用の主筋31の配置が柱脚部10Aと変わらないため、柱脚部10Aと同様に3,117kN・mである。
柱頭側の発生曲げモーメントMsは、通常の骨組解析によって求められるものであり、本実施形態では、1,390kN・mである。柱頭側の発生曲げモーメントMsの値が曲げ終局強度の3,117kN・m以下であるため、柱頭側、つまり、柱脚部10Aの直上の柱梁接合部10では降伏ヒンジが発生しない。
On the other hand, the ultimate bending strength of the column at the base portion R of the column-beam joint 10 is 3,117 kN · m, similar to the column base 10A, because the arrangement of the column main bars 31 is not different from that of the column base 10A.
The generated bending moment Ms on the stigma side is obtained by a normal frame analysis, and is 1,390 kN · m in this embodiment. Since the value of the generated bending moment Ms on the stigma side is equal to or less than the bending ultimate strength of 3,117 kN · m, no yield hinge is generated on the stigma side, that is, the column beam joint 10 immediately above the column base 10A.

図3(B)(C)において、上下で隣合う梁2の間の互いに対向する垂直面間寸法Cや、柱脚部10Aの付け根部Rから主筋を部分的に高強度にして降伏ヒンジQの形成を想定する位置までの寸法Sは、設計者により曲げモーメント分布に基づいて適宜設定されている。
例えば、上下で隣合う梁2の間の互いに対向する垂直面間寸法Cを3000mmとし、柱脚部10Aの付け根部Rから降伏ヒンジQの形成を想定する位置までの寸法Sを500mmとすると、図3(B)の設計用モーメント図に基づいて、降伏ヒンジQの位置での発生曲げモーメントMが逆算して求められる。本実施形態では、発生曲げモーメントMは2,366kN・mである。
3 (B) and 3 (C), the vertical hinge C between the vertical beams 2 adjacent to each other at the top and bottom, and the main reinforcement partly from the base R of the column base portion 10A is made high strength to yield hinge Q. The dimension S up to the position where the formation of is assumed is appropriately set by the designer based on the bending moment distribution.
For example, when the vertical distance C between the adjacent beams 2 on the upper and lower sides is 3000 mm and the dimension S from the base R of the column base 10A to the position where the formation of the yield hinge Q is assumed is 500 mm, Based on the design moment diagram of FIG. 3 (B), the bending moment M Q generated at the position of the yield hinge Q is calculated by back calculation. In the present embodiment, generating the bending moment M Q is 2,366kN · m.

(B)高強度部分311を有する柱用の主筋31に置き換えた場合
主筋を、高強度部分を有する柱用の主筋に置き換えるだけで済むように、主筋に全て普通強度鉄筋を使用した場合の曲げモーメント分布と同じになるような高強度部分311と普通強度部分312との境界部における鉄筋本数を算定する。
主筋31を、呼び名がD32の鉄筋を6本(片側3本)と仮定すると、g・Dは、800mmであり、gは0.800である。
ここで、式(1)から、曲げ終局強度Myは、
My=2,366kN・m=0.5・a・σ・g・D
+0.5・N・D{1−(N/(b・D・F))}より、
は4,782mmである。
主筋31の本数=4,782mm/(16×16×π≒794mm)=6.02
つまり、高強度部分311を有する柱用の主筋31に置き換えた場合、主筋31の本数は概ね6本で降伏ヒンジQの位置での発生曲げモーメントと同等になる。
(B) When the main bar 31 is replaced with a main bar 31 having a high strength portion 311 Bending when all main strength bars are used for the main bar so that the main bar only needs to be replaced with a main bar for a column having a high strength portion The number of reinforcing bars at the boundary between the high-strength portion 311 and the normal strength portion 312 that is the same as the moment distribution is calculated.
Assuming that the main reinforcing bar 31 has six reinforcing bars with the name D32 (three on one side), g 1 · D is 800 mm 2 and g 1 is 0.800.
Here, from Equation (1), the ultimate bending strength My is
My = 2,366 kN · m = 0.5 · a g · σ y · g 1 · D
+ 0.5 · N · D {1- (N / (b · D · F c ))}
a g is 4,782mm 2.
Number of main bars 31 = 4,782 mm 2 / (16 × 16 × π≈794 mm 2 ) = 6.02
In other words, when the pillar main bar 31 having the high-strength portion 311 is replaced, the number of the main bars 31 is approximately six, which is equal to the generated bending moment at the position of the yield hinge Q.

即ち、降伏ヒンジQの位置での曲げモーメントが2,363kN・mに達したときに、降伏ヒンジQが形成される。全長に渡ってSD390の鉄筋を用いたときの降伏ヒンジQの形成位置は、柱脚部10Aの付け根部Rであるが、曲げモーメント分布は変わらないため、降伏ヒンジQの形成位置が異なるだけで、建物全体の挙動は、全長に渡ってSD390の鉄筋を用いたときと全く変わらないということになる。曲げモーメント分布が大きく異なってしまうと、他の柱や梁の曲げモーメント分布に影響を与えるが、曲げモーメント分布が変わらないように鉄筋の本数を設定することで、他の柱や梁の設計に影響を与えずに、高強度部分を有する柱用の主筋への置き換えだけで済ますことができる。
ここでは、鉄筋を6本としたときの曲げ終局強度を、ちょうど2,366kN・mとなるように設定した。しかし、実際の設計においては、降伏ヒンジの形成を想定する位置や、設定する鉄筋の本数等の設定条件によって曲げモーメント分布が変化するため、降伏ヒンジQの発生位置と鉄筋の本数を設定し直して骨組解析から再計算することになる。なお、地震が来る方向は不明であるため、1辺につき3本ずつ配置すると、鉄筋の本数は合計8本となる。
That is, the yield hinge Q is formed when the bending moment at the position of the yield hinge Q reaches 2,363 kN · m. The formation position of the yield hinge Q when the SD390 reinforcing bar is used over the entire length is the base R of the column base part 10A, but the bending moment distribution does not change, so only the formation position of the yield hinge Q is different. This means that the behavior of the entire building is completely the same as when the SD390 rebar is used over its entire length. If the bending moment distribution is significantly different, it will affect the bending moment distribution of other columns and beams, but by setting the number of reinforcing bars so that the bending moment distribution does not change, other columns and beams can be designed. It can be replaced with a main bar for a pillar having a high-strength portion without any influence.
Here, the ultimate bending strength when the number of reinforcing bars is 6 is set to be exactly 2366 kN · m. However, in actual design, the bending moment distribution changes depending on the setting conditions such as the position where the yield hinge is supposed to be formed and the number of reinforcing bars to be set. Therefore, the generation position of the yield hinge Q and the number of reinforcing bars are reset. Therefore, it will be recalculated from the frame analysis. Since the direction of the earthquake is unknown, if three are arranged per side, the total number of reinforcing bars is eight.

(C)柱脚部10Aの付け根部Rにおける確認
柱脚部10Aの付け根部Rから500mmの位置で降伏する前に、柱脚部10Aで降伏しないことを確認する必要がある。ここで、高強度部分311の強度を900N/mmとすると、次の値となる。
高強度部分311の強度を900N/mmとすると、次の値となる。
My=0.5・a・σ・g・D
+0.5・N・D{1−(N/(b・D・F))}
=0.5×6×794×900×0.800×1,000+0.5×3,600,000×1,000×{1−3,600,000/(1,000×1,000×36)}=1,715(kN・m)+1,620(kN・m)=3,335(kN・m)
つまり、高強度部分311の強度を900N/mmとした時の曲げ終局強度Myは、3,335kN・mであり、この数値は、柱脚部10Aの付け根部Rから500mmの位置で降伏するときの付け根部Rのモーメントより大きいので、柱脚部10Aで先に降伏しないことがわかる。
(C) Confirmation at the base R of the column base 10A Before yielding at a position 500 mm from the base R of the column base 10A, it is necessary to confirm that the column base 10A does not yield. Here, when the strength of the high-strength portion 311 is 900 N / mm 2 , the following values are obtained.
When the strength of the high-strength portion 311 is 900 N / mm 2 , the following values are obtained.
My = 0.5 · a g · σ y · g 1 · D
+ 0.5 · N · D {1- (N / (b · D · F c ))}
= 0.5 x 6 x 794 x 900 x 0.800 x 1,000 + 0.5 x 3,600,000 x 1,000 x {1-3,600,000 / (1,000 x 1,000 x 36)} = 1,715 (kN · m) + 1,620 (kN · m) = 3,335 (kN ・ m)
That is, the ultimate bending strength My when the strength of the high-strength portion 311 is 900 N / mm 2 is 3,335 kN · m, and this value is when yielding at a position 500 mm from the base R of the column base 10A. Since it is larger than the moment of the base portion R, it can be seen that the column base 10A does not yield first.

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)降伏ヒンジQを計画する柱3の位置を、柱梁接合部10である柱脚部10Aの付け根部Rから離れた位置であって、高強度部分311と普通強度部分312との境界部に設定した。そのため、大きな力が鉄筋コンクリート造に生じた際に、柱脚部10Aの付け根部Rではなく、高強度部分311と普通強度部分312との境界部に変形が集中する。そのため、鉄筋量が少なくてすみ、梁や柱梁接合部の断面積を大きくすることを要せず、居住空間を広いものにできる。
Therefore, in the first embodiment, the following effects can be achieved.
(1) The position of the column 3 where the yield hinge Q is planned is a position away from the base portion R of the column base 10A, which is the column beam joint 10, and the boundary between the high strength portion 311 and the normal strength portion 312. Set in the department. Therefore, when a large force is generated in the reinforced concrete structure, deformation concentrates on the boundary portion between the high strength portion 311 and the normal strength portion 312, not on the base portion R of the column base portion 10 </ b> A. Therefore, the amount of reinforcing bars can be reduced, and it is not necessary to increase the cross-sectional area of the beam or the column beam joint, and the living space can be widened.

(2)柱用の主筋31の本数を、降伏ヒンジQの位置の設計用曲げモーメントに基づいて、普通強度部分312の強度として算定したので、柱用の主筋31の鉄筋量を容易に算出することができる。 (2) Since the number of column main bars 31 is calculated as the strength of the normal strength portion 312 based on the design bending moment at the position of the yield hinge Q, the amount of reinforcing bars of the column main bars 31 is easily calculated. be able to.

(3)柱脚部10Aの付け根部Rの鉄筋の応力は高強度部分311の規格降伏点以下であるので、設定した降伏ヒンジQの位置より先に柱脚部10Aの付け根部Rが降伏しないから、鉄筋コンクリート造自体の規準を満たすことができる。 (3) Since the stress of the reinforcing bar at the base portion R of the column base portion 10A is equal to or less than the standard yield point of the high strength portion 311, the base portion R of the column base portion 10A does not yield before the set position of the yield hinge Q. Therefore, the standard of reinforced concrete itself can be satisfied.

(4)高強度部分311と普通強度部分312とは継手4で互いに連結した構成であるため、高強度部分311と普通強度部分312とが継手4を介して一体となるので、1本の柱用の主筋31が短くても、大きな強度を得ることができる。 (4) Since the high-strength portion 311 and the normal-strength portion 312 are connected to each other by the joint 4, the high-strength portion 311 and the normal-strength portion 312 are integrated with each other through the joint 4. Even if the main muscle 31 is short, a large strength can be obtained.

(5)降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定される1本の普通鉄筋を焼入れして高強度部分311を形成しているので、柱脚部10Aに配置される高強度部分311の太さを太くすることを要しない。この点からも、柱脚部10Aの断面積を大きくすることを要しない。 (5) Since the high strength portion 311 is formed by quenching one ordinary reinforcing bar whose yield point or 0.2% proof stress is defined by JIS G3112, the high strength portion 311 disposed on the column base portion 10A There is no need to increase the thickness. From this point, it is not necessary to increase the cross-sectional area of the column base 10A.

[第2実施形態]
本発明の第2実施形態を図4に基づいて説明する。
第2実施形態は、柱用の主筋51の構成が第1実施形態とは異なり、他の構成は第1実施形態と同じである。
図4(B)に示される通り、柱5は、複数の柱用の主筋51と、主筋51の延出方向に配筋されて柱5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。
柱用の主筋51は、柱脚部10Aを含む領域において基礎10Cに下端が連結される部分強度鉄筋51Aと、部分強度鉄筋51Aと図示しない継手を介して連結される普通強度鉄筋51Bとを有する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the pillar main reinforcement 51, and the other configurations are the same as those in the first embodiment.
As shown in FIG. 4B, the column 5 includes a plurality of column main reinforcing bars 51 and a plurality of column reinforcing bars arranged in the extending direction of the main bars 51 to reinforce the shear strength of the columns 5. 32.
The column main reinforcement 51 includes a partial strength reinforcing bar 51A whose lower end is connected to the foundation 10C in a region including the column base 10A, and a normal strength reinforcing bar 51B connected to the partial strength reinforcing bar 51A via a joint (not shown). .

部分強度鉄筋51Aは、柱脚部10Aと柱脚部10Aから柱長さ方向に沿った高強度領域310Aとに配置された高強度部分311と、高強度部分311に接続された普通強度部分312とから構成されている。
普通強度鉄筋51Bは、高強度領域310Aを挟んで柱脚部10Aとは反対側に位置する普通強度領域310Bに配置されている。
第2実施形態において、高強度部分311と普通強度部分312とは、1本の鉄筋から構成されている。高強度部分311は、普通強度部分312と同じ強度の1本の普通鉄筋(SD345)を部分的に焼入れして製造される。
The partial strength reinforcing bar 51A includes a high-strength portion 311 disposed in the column base portion 10A and a high-strength region 310A along the column length direction from the column base portion 10A, and a normal strength portion 312 connected to the high-strength portion 311. It consists of and.
The normal strength reinforcing bar 51B is disposed in the normal strength region 310B located on the opposite side of the column base 10A across the high strength region 310A.
In the second embodiment, the high-strength portion 311 and the normal-strength portion 312 are composed of a single reinforcing bar. The high-strength portion 311 is manufactured by partially quenching one ordinary reinforcing bar (SD345) having the same strength as that of the normal-strength portion 312.

第2実施形態における鉄筋コンクリート造を設計する方法は、第1実施形態と同じである。
図4(A)には、設計用曲げモーメント分布が示されている。図4(A)の設計用曲げモーメント分布は、図4(B)で示される主筋51の概略図に対応するものであり、図3(B)で示される第1実施形態の設計用曲げモーメント分布と同じである。
第2実施形態では、図4(A)の設計用曲げモーメント分布に基づいて、第1実施形態と同様の方法で、降伏ヒンジQを計画する柱3の位置を設定する。
第2実施形態では、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
The method for designing the reinforced concrete structure in the second embodiment is the same as in the first embodiment.
FIG. 4A shows a design bending moment distribution. The design bending moment distribution of FIG. 4 (A) corresponds to the schematic diagram of the main bar 51 shown in FIG. 4 (B), and the design bending moment of the first embodiment shown in FIG. 3 (B). Same as distribution.
In the second embodiment, based on the design bending moment distribution shown in FIG. 4A, the position of the pillar 3 where the yield hinge Q is planned is set by the same method as in the first embodiment.
In the second embodiment, the same effects as in the first embodiment can be achieved.

[第3実施形態]
本発明の第3実施形態を図5及び図6に基づいて説明する。
第3実施形態は、柱用の主筋61の構成が第1実施形態とは異なり、他の構成は第1実施形態と同じである。
図5に示される通り、柱6は、複数の柱用の主筋61と、主筋61の延出方向に配筋されて柱6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。
柱用の主筋61は、柱脚部10Aを含む領域において基礎10Cに下端が連結される高強度部分611と、高強度部分611に接続される普通強度部分312とを備えている。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The third embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the pillar main reinforcement 61, and the other configurations are the same as those in the first embodiment.
As shown in FIG. 5, the column 6 includes a plurality of column main bars 61, a plurality of column reinforcing bars 32 that are arranged in the extending direction of the main bar 61 and reinforce the shear strength of the columns 6, and Is provided.
The column main reinforcement 61 includes a high-strength portion 611 whose lower end is coupled to the foundation 10C in a region including the column base portion 10A, and a normal-strength portion 312 connected to the high-strength portion 611.

高強度部分611は、柱脚部10Aと、柱脚部10Aから柱長さ方向に沿った高強度領域310Aとにそれぞれ配置されている。
普通強度部分312は、普通強度鉄筋61Aに図示しない継手を介して連結される普通強度鉄筋を有する。
第3実施形態では、柱脚部10A及び高強度領域310Aに配置される普通強度鉄筋の鉄筋量が普通強度領域310Bに配置される普通強度鉄筋の鉄筋量より大きい。
The high-strength portions 611 are respectively disposed in the column base portion 10A and the high-strength regions 310A extending from the column base portion 10A along the column length direction.
The normal strength portion 312 has a normal strength reinforcing bar connected to the normal strength reinforcing bar 61A via a joint (not shown).
In the third embodiment, the amount of reinforcing bars of normal strength reinforcing bars arranged in the column base 10A and the high strength region 310A is larger than the amount of reinforcing bars of normal strength reinforcing bars arranged in the normal strength region 310B.

図6(A)に示される通り、高強度部分611は、普通強度鉄筋61A及び補強筋61Bから構成されている。
普通強度鉄筋61Aの柱3の水平断面における配置位置は、柱3の外周辺に沿っており、補強筋61Bの柱3の水平断面における配置位置は、普通強度鉄筋61Aより柱中心側である。図6(A)では、補強筋61Bの本数は、4本であるが、その具体的な本数は、設計用曲げモーメントに基づいて設定される。
普通強度鉄筋61A及び補強筋61Bは、それぞれ降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定される普通鉄筋から構成されるものであり、普通鉄筋の降伏点又は0.2%耐力は、295MPa(N/mm)以上390MPa(N/mm)以下である。
As shown in FIG. 6A, the high-strength portion 611 is composed of a normal strength reinforcing bar 61A and a reinforcing bar 61B.
The arrangement position of the normal strength reinforcing bar 61A in the horizontal cross section of the column 3 is along the outer periphery of the column 3, and the arrangement position of the reinforcing bar 61B in the horizontal cross section of the column 3 is closer to the center of the column than the normal strength reinforcing bar 61A. In FIG. 6A, the number of reinforcing bars 61B is four, but the specific number is set based on the design bending moment.
The normal strength reinforcing bar 61A and the reinforcing bar 61B are each composed of a normal reinforcing bar whose yield point or 0.2% proof stress is defined by JISG3112, and the yield point or 0.2% proof stress of the normal reinforcing bar is 295 MPa ( N / mm 2 ) or more and 390 MPa (N / mm 2 ) or less.

図6(B)で示される設計用曲げモーメント分布は、図3(A)で示される設計用曲げモーメント分布と同じである。
第3実施形態では、補強筋61Bの鉄筋量を第1実施形態と同様の方法で算出する。
柱脚部10Aの付け根部Rから降伏ヒンジQの位置までの寸法Sの区間では、柱脚部10Aの付け根部Rの曲げモーメントに対して、逆算して求められる応力が鉄筋の降伏点以下となるような鉄筋量とすればよい。
The design bending moment distribution shown in FIG. 6B is the same as the design bending moment distribution shown in FIG.
In the third embodiment, the amount of reinforcing bar 61B is calculated by the same method as in the first embodiment.
In the section of the dimension S from the base R of the column base 10A to the position of the yield hinge Q, the stress obtained by back calculation with respect to the bending moment of the base R of the column base 10A is less than the yield point of the reinforcing bar. The amount of reinforcing bars should be such that

従って、第3実施形態では、第1実施形態の(1)〜(4)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。
(6)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した。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311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。
Therefore, in the third embodiment, in addition to the same effects as (1) to (4) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(6) The number of reinforcing bars was 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 the high strength part 311 is formed by quenching a part of one ordinary reinforcing bar.

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、前記各実施形態では、降伏ヒンジQを計画する柱3の位置を、柱3と建物1階部分の柱脚部10Aとの接合箇所としたが、本発明では、これに限定されるものではなく、例えば、図7に示される通り、柱3と建物1階部分の柱脚部10Aとの接合箇所に加えて、あるいは、柱3と建物1階部分の柱脚部10Aとの接合箇所に代えて、柱3と最上階の柱頭部10Bとの接合箇所としてもよい。さらに、各階毎に柱脚部10Aと柱頭部10Bとがあると設定する場合では、各階毎、あるいは、所定の階における柱3と柱脚部との接合箇所あるいは柱3と柱頭部との接合箇所を、降伏ヒンジQを計画する柱3の位置としてもよい。図7で示される例においても、前記各実施形態の方法により、降伏ヒンジQを計画する柱の位置を設定する。
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, in each said embodiment, although the position of the pillar 3 which plans the yield hinge Q was made into the junction location of the pillar 3 and the column base part 10A of the 1st floor part of a building, in this invention, it is limited to this. Instead, for example, as shown in FIG. 7, in addition to the junction between the pillar 3 and the column base 10A of the first floor of the building, or the joint of the pillar 3 and the column base 10A of the first floor of the building It is good also as a junction place of pillar 3 and pillar head 10B of the uppermost floor instead of. Furthermore, in the case where it is set that there is a column base 10A and a column head 10B for each floor, the connection between the column 3 and the column base or the connection between the column 3 and the column head on each floor or on a predetermined floor The location may be the position of the pillar 3 where the yield hinge Q is planned. Also in the example shown in FIG. 7, the position of the column for planning the yield hinge Q is set by the method of each embodiment.

また、前記実施形態は、フラット屋根を有する建物に適用したが、本発明では、図8に示される通り、階段状の屋根を有する建物にも適用できる。さらに、前記実施形態では、基礎10Cの高さが同じである建物に適用したが、本発明では、図9に示される通り、基礎10Cの高さが異なる建物(傾斜地に建てられる建物)にも適用することができる。これらの建物では、柱脚部10Aの位置において、柱3にかかる荷重が異なるが、本発明では、前記各実施形態の方法により、各柱脚部10A毎に、降伏ヒンジQを計画する柱3の位置を求めることになる。   Moreover, although the said embodiment was applied to the building which has a flat roof, in this invention, as FIG. 8 shows, it can apply also to the building which has a step-like roof. Furthermore, in the said embodiment, although applied to the building where the height of the foundation 10C is the same, in this invention, as FIG. 9 shows, the building (building built in a sloping ground) where the height of the foundation 10C differs. Can be applied. In these buildings, the load applied to the column 3 is different at the position of the column base 10A. However, in the present invention, the columns 3 for which the yield hinge Q is planned for each column base 10A by the method of each embodiment described above. Will be determined.

さらに、本発明では、図10及び図11に示される通り、高強度部分311を、柱用の主筋31のうち柱脚部10Aを含む接合部側領域と、普通強度部分312を挟んで柱脚部10Aとは反対側に位置する柱中央側領域とに配置した構成としてもよい。
図10と図11は、それぞれ図3に対応する図である。図10(C)では、普通強度部分312の上部に伸びた高強度部分311は柱脚部10Aの上部に配置された柱梁接合部10が貫通している。図11(C)では、普通強度部分312の上部に伸びた高強度部分311は、柱脚部10Aの上部に配置された柱梁接合部10より下方の位置に止まり、柱梁接合部10には別の普通強度部分312が貫通している。普通強度部分312より上方に位置する高強度部分311は、1本の普通鉄筋を部分的に焼入れして形成される。
Furthermore, in the present invention, as shown in FIGS. 10 and 11, the high-strength portion 311 is arranged such that the column base is sandwiched between the joint-side region including the column base portion 10 </ b> A and the normal strength portion 312. It is good also as a structure arrange | positioned in the pillar center side area | region located in the opposite side to the part 10A.
10 and 11 correspond to FIG. 3, respectively. In FIG. 10C, the high-strength portion 311 extending above the normal strength portion 312 is penetrated by the column beam joint portion 10 disposed above the column base portion 10A. In FIG. 11C, the high-strength portion 311 extending above the normal strength portion 312 stops at a position below the column-beam joint 10 disposed on the top of the column base 10A. Is penetrated by another normal strength portion 312. The high-strength portion 311 located above the normal-strength portion 312 is formed by partially quenching one ordinary rebar.

図10(C)及び図11(C)の主筋31は、図3(C)で示される第1実施形態の主筋31と同様に、柱3の外周辺に沿って複数本が配置されている。図10(B)及び図11(B)で示される設計用曲げモーメント分布は、図3(B)で示される設計用曲げモーメント分布と同じであり、この設計用曲げモーメントに基づいて、第1実施形態と同様の方法により、柱用の主筋31の鉄筋量を算定する。
図10及び図11の例では、地震等の大きな荷重が鉄筋コンクリート造に生じた際に、高強度部分311と普通強度部分312との境界部に力が集中する。境界部に破壊が集中してひび割れ等の破壊が柱中央側に向けて拡散しようとしても、高強度部分311は、接合部側領域だけでなく、柱中央側領域にも配置されるので、柱中央側に向けての破壊の拡散が抑制される。しかも、図11の例では、柱中央側領域に配置された高強度部分311を部分的に形成したので、全て高強度部分にする場合に比べて、製造コストを低いものにできる。
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。
A plurality of main bars 31 in FIGS. 10C and 11C are arranged along the outer periphery of the pillar 3 like the main bars 31 in the first embodiment shown in FIG. . The design bending moment distribution shown in FIGS. 10B and 11B is the same as the design bending moment distribution shown in FIG. 3B, and the first bending moment distribution is based on the design bending moment distribution. The amount of reinforcing bars of the column main reinforcement 31 is calculated by the same method as in the embodiment.
In the example of FIGS. 10 and 11, when a large load such as an earthquake occurs in a reinforced concrete structure, the force concentrates on the boundary portion between the high strength portion 311 and the normal strength portion 312. Even if destruction concentrates on the boundary portion and fractures such as cracks try to diffuse toward the column center side, the high-strength portion 311 is arranged not only in the joint side region but also in the column center side region. Diffusion of destruction toward the center side is suppressed. In addition, in the example of FIG. 11, the high-strength portion 311 disposed in the column center side region is partially formed, so that the manufacturing cost can be reduced compared to the case where all the high-strength portions are formed.
In this invention, it can apply also to civil engineering structures, such as a bridge, besides a building structure.

1…鉄筋構造、10…柱梁接合部、10A…柱脚部、10B…柱頭部、10C…基礎、2…梁、3,5,6…柱、31,51,61…主筋、310A…高強度領域、310B…普通強度領域、311,611…高強度部分、312…普通強度部分、4…継手、Mu…柱脚側の発生曲げモーメント、Q…降伏ヒンジ、R…付け根部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reinforcement structure, 10 ... Column beam joint part, 10A ... Column base part, 10B ... Column head part, 10C ... Foundation, 2 ... Beam, 3, 5, 6 ... Column, 31, 51, 61 ... Main reinforcement, 310A ... High Strength region, 310B ... Normal strength region, 311, 611 ... High strength portion, 312 ... Normal strength portion, 4 ... Joint, Mu ... Bending moment on column base side, Q ... Yield hinge, R ... Base

Claims (7)

梁と接合される複数の柱用の主筋を備え、前記柱用の主筋は、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、前記柱用の主筋のうち前記梁と接合される柱脚部及び柱頭部の少なくとも一方の柱梁接合部と、前記柱梁接合部から柱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鉄筋コンクリート造を設計する方法であって、
降伏ヒンジを計画する柱の位置を前記柱梁接合部の付け根部から離れた位置であって前記高強度部分と前記普通強度部分との境界部に設定し、
前記普通強度部分を挟んで前記柱梁接合部及び前記高強度領域とは反対側の柱中央側領域に前記高強度部分を配置した
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 pillar main bars joined to the beam, the pillar main bars having a normal strength portion and a high strength portion having a strength higher than that of the normal strength portion;
The high-strength portion includes at least one of a column base and a column head joined to the beam among the main reinforcing bars for the column, and a high strength along the column length direction from the column-beam joint. Placed in the area and
The ordinary strength portion is a method of designing a reinforced concrete structure located on the opposite side of the beam-to-column joint across the high strength region,
The position of the column for which the yield hinge is planned is set at the boundary between the high-strength portion and the normal-strength portion at a position away from the base portion of the beam-column joint ,
A design method for a reinforced concrete structure, characterized in that the high-strength portion is arranged in a column center side region opposite to the column-beam joint and the high-strength region across the normal strength portion .
請求項1に記載された鉄筋コンクリート造の設計方法において、
前記柱用の主筋の本数を、前記降伏ヒンジの位置の設計用曲げモーメントに基づいて、前記普通強度部分の強度で算定する
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 Claim 1,
The method for designing a reinforced concrete structure, wherein the number of main bars for the column is calculated based on the design bending moment at the position of the yield hinge, based on the strength of the normal strength portion.
請求項1又は請求項2に記載された鉄筋コンクリート造の設計方法において、
前記柱梁接合部の付け根部の鉄筋の応力は前記高強度部分の規格降伏点以下である
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 or Claim 2,
The method of designing a reinforced concrete structure, wherein stress of a reinforcing bar at a base portion of the beam-column joint is equal to or less than a standard yield point of the high-strength portion.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載された鉄筋コンクリート造の設計方法において、
前記高強度部分と前記普通強度部分とを継手で互いに連結した
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 3,
The high-strength portion and the normal-strength portion are connected to each other by a joint.
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載された鉄筋コンクリート造の設計方法において、
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、
前記柱用の主筋は、前記普通強度部分と同じ強度の1本の普通鉄筋の少なくとも一部を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 is characterized in that the main reinforcing bar for the column is hardened to at least a part of one normal reinforcing bar having the same strength as that of the normal strength portion.
請求項に記載された鉄筋コンクリート造の設計方法において、
前記柱中央側領域に配置された高強度部分を部分的に形成した
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 ,
A design method for a reinforced concrete structure in which a high-strength portion disposed in the central region of the column is partially formed.
請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載された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鉄筋コンクリート造。 A reinforced concrete structure designed by the method for designing a reinforced concrete structure according to any one of claims 1 to 6 .
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