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技術 変断面梁構造

出願人 株式会社安藤・間
発明者 松浦恒久
出願日 2016年3月29日 (5年5ヶ月経過) 出願番号 2016-065277
公開日 2017年10月5日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2017-179769
状態 特許登録済
技術分野 現場におけるコンクリートの補強物挿入作業 建築物の補強部材 建築構造一般 建築用棒状部材
主要キーワード 矩形梁 端部区間 配管計画 張り出し幅 スリーブ孔 水平配管 変断面 建物完成後
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年10月5日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

鉄筋コンクリート建物において、梁下に配管される設備配管位置の自由度を確保する。

解決手段

柱1,1間に架設され、梁長手方向で梁断面形状を変化させる変断面梁10の、一方の材端からの梁長手方向の端部区間での梁断面は、梁せい梁幅より大きい矩形断面梁12に、その側部に柱1の柱側面より張り出した張り出し部15を有する、梁幅が梁せいより大きい梁が付加されたT字形の断面形状とする。端部区間から梁長手方向に連続する区間での梁断面は、梁幅がT字形断面梁の梁幅と同じで、梁せいより大きい扁平断面形14とする。

概要

背景

従来、鉄筋コンクリート建物等において、梁位置に設備水平配管スリーブ等を通す場合、梁施工時にあらかじめ梁の所定位置を貫通するスリーブ孔貫通孔)を設ける方法がとられている。その場合、開口となった貫通孔の周囲には、構造筋に加えて補強鉄筋配筋して梁を補強する必要がある。また、梁耐力を考慮した場合、設備配管配管径配管位置、間隔も限定されてしまい、効率的な配管計画が行えないという問題もある。さらに、梁の所定位置に設けられた貫通孔を利用して各種の配管を通すため、建物完成後に新たに配管を増設したり、移動させたりすることは困難である。

一方、梁下空間に設備配管を行うことを可能にした梁構造として、扁平梁構造がある。扁平梁構造では、梁幅を大きくすることで梁せいが小さくなるので従来の矩形断面梁より梁下空間を大きく確保でき、梁に貫通孔を設けることなく梁下に設備配管を通すことができる。

扁平梁は梁下空間を十分確保できる利点を有するが、梁せいを小さくし、梁幅を大きくするため、梁耐力は張り出し部のねじりの影響を受けやすく柱梁接合部において十分な耐力を保持させるために、通常の矩形梁断面の柱梁接合部よりも鉄筋量を増やして補強する必要がある。

また、鉄骨構造においては特許文献1に示されたような鉄骨梁変断面梁構造が提案されている。特許文献1に開示された鉄骨梁は柱側の材端から所定範囲に設けられたハンチ鉄骨大梁と、梁両端のハンチ鉄骨大梁間をつなぐ中間梁(中間部)とからなる。中間梁はハンチ鉄骨大梁に対して梁上面が一致するように接合され、同じ梁幅で梁せいが小さい梁断面からなる。よって、中間梁の下側に設備配管を通すことができる。

概要

鉄筋コンクリート建物において、梁下に配管される設備配管位置の自由度を確保する。 柱1,1間に架設され、梁長手方向で梁断面形状を変化させる変断面梁10の、一方の材端からの梁長手方向の端部区間での梁断面は、梁せいが梁幅より大きい矩形断面梁12に、その側部に柱1の柱側面より張り出した張り出し部15を有する、梁幅が梁せいより大きい梁が付加されたT字形の断面形状とする。端部区間から梁長手方向に連続する区間での梁断面は、梁幅がT字形断面梁の梁幅と同じで、梁せいより大きい扁平断面形14とする。

目的

本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、梁スパンの中央位置での梁断面形状を扁平断面として、その梁下で設備配管を自由な位置に配管できるようにした変断面梁構造を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

柱間に架設され、梁長手方向で梁断面形状を変化させる変断面梁構造であって、少なくとも一方の材端からの梁長手方向の端部区間での梁断面は、梁せい梁幅より大きい矩形断面の梁に、その側部に前記柱の柱側面より張り出した張り出し部を有する、梁幅が梁せいより大きい梁が付加された断面形状とし、該端部区間から梁長手方向に連続する区間での梁断面は、前記矩形断面の梁と前記付加された梁とからなる梁幅が梁せいより大きい扁平断面形状であることを特徴とする変断面梁構造。

請求項2

前記端部区間での梁断面形状はT字形をなすことを特徴とする請求項1に記載の変断面梁構造。

請求項3

前記張り出し部に追加鉄筋配筋されたことを特徴とする請求項1に記載の変断面梁構造。

請求項4

前記追加鉄筋は、前記柱の対向する側面間にわたり配筋されたことを特徴とする請求項3に記載の変断面梁構造。

請求項5

前記扁平断面形状の梁の梁せいは、前記矩形断面の梁の梁せいの2/3以下としたことを特徴とする請求項1に記載の変断面梁構造。

請求項6

前記端部区間の長さは前記扁平断面の区間からの追加鉄筋の定着長以上としたことを特徴とする請求項1に記載の変断面梁構造。

技術分野

0001

本発明は変断面梁構造係り鉄筋コンクリート建物において、梁下に配管される設備配管位置の自由度を確保するために、梁断面形状を変更して対応させた変断面梁構造に関する。

背景技術

0002

従来、鉄筋コンクリート建物等において、梁位置に設備水平配管スリーブ等を通す場合、梁施工時にあらかじめ梁の所定位置を貫通するスリーブ孔貫通孔)を設ける方法がとられている。その場合、開口となった貫通孔の周囲には、構造筋に加えて補強鉄筋配筋して梁を補強する必要がある。また、梁耐力を考慮した場合、設備配管の配管径配管位置、間隔も限定されてしまい、効率的な配管計画が行えないという問題もある。さらに、梁の所定位置に設けられた貫通孔を利用して各種の配管を通すため、建物完成後に新たに配管を増設したり、移動させたりすることは困難である。

0003

一方、梁下空間に設備配管を行うことを可能にした梁構造として、扁平梁構造がある。扁平梁構造では、梁幅を大きくすることで梁せいが小さくなるので従来の矩形断面梁より梁下空間を大きく確保でき、梁に貫通孔を設けることなく梁下に設備配管を通すことができる。

0004

扁平梁は梁下空間を十分確保できる利点を有するが、梁せいを小さくし、梁幅を大きくするため、梁耐力は張り出し部のねじりの影響を受けやすく柱梁接合部において十分な耐力を保持させるために、通常の矩形梁断面の柱梁接合部よりも鉄筋量を増やして補強する必要がある。

0005

また、鉄骨構造においては特許文献1に示されたような鉄骨梁の変断面梁構造が提案されている。特許文献1に開示された鉄骨梁は柱側の材端から所定範囲に設けられたハンチ鉄骨大梁と、梁両端のハンチ鉄骨大梁間をつなぐ中間梁(中間部)とからなる。中間梁はハンチ鉄骨大梁に対して梁上面が一致するように接合され、同じ梁幅で梁せいが小さい梁断面からなる。よって、中間梁の下側に設備配管を通すことができる。

先行技術

0006

特開2014−77339号公報

発明が解決しようとする課題

0007

特許文献1に開示された梁構造では、梁延長方向応力伝達をスムーズにするために、中間部の梁幅を梁両端のハンチ鉄骨大梁と等しくしている。このため、所定の梁耐力、特にせん断耐力を確保できるだけの梁せいを確保しなければならない。このため中間梁の梁せいを十分小さくすることができない場合がある。その場合、設備計画に沿った管径の配管を通すことができない。

0008

そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、梁スパンの中央位置での梁断面形状を扁平断面として、その梁下で設備配管を自由な位置に配管できるようにした変断面梁構造を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

上記目的を達成するために、本発明は柱間に架設され、梁長手方向で梁断面形状を変化させる変断面梁構造であって、少なくとも一方の材端からの梁長手方向の端部区間での梁断面は、梁せいが梁幅より大きい矩形断面の梁に、その側部に前記柱の柱側面より張り出した張り出し部を有する、梁幅が梁せいより大きい梁が付加された断面形状とし、該端部区間から梁長手方向に連続する区間での梁断面は、前記矩形断面の梁と前記付加された梁とからなる梁幅が梁せいより大きい扁平断面形状であることを特徴とする。

0010

前記端部区間での梁断面形状はT字形をなすことが好ましい。

0011

前記張り出し部に追加鉄筋を配筋することが好ましい。

0012

前記追加鉄筋は、前記柱の対向する側面間にわたり配筋することが好ましい。

0013

前記扁平断面形状の梁の梁せいは、前記矩形断面の梁の梁せいの2/3以下とすることが好ましい。

0014

前記端部区間の長さは前記扁平断面の区間からの追加鉄筋の定着長以上とすることが好ましい。

図面の簡単な説明

0015

本発明の変断面梁構造の一実施形態を模式的に示したパース
図1に示した変断面梁構造の梁形状を示した正面図。
図2に示した変断面梁構造の断面形状の変化を示した断面図。
図2に示した変断面梁構造の配筋状態および配管状態を示した平断面図。
本発明の変断面梁構造の他の実施形態を模式的に示したパース。
図5に示した変断面梁構造の梁形状を示した正面図。
図6に示した変断面梁構造の断面形状の変化を示した断面図。

実施例

0016

以下、本発明の変断面梁構造の実施形態として、2種類の変断面梁の構造例について添付図面を参照して説明する。

0017

[第1実施形態]
図1は柱1,1間に架設された本発明の変断面梁10と変断面梁10の梁下に沿って配管された設備配管5とを模式的に示している。この変断面梁10の両材端は矩形断面形状からなる。図2図1に示した変断面梁10の正面形状を示している。また、説明のために、図中1本の変断面梁10において、右側の柱梁接合部2R側には梁上面にスラブ3が取り付いたT字形状の矩形断面梁12が、左側の柱梁接合部2L側にはスラブ3を省略した矩形断面梁12が示されている。

0018

本実施形態の変断面梁10は、図2中のB−B断面線、C−C断面線で表された位置が図3(b)、(c)で示された断面形状からなる梁である。すなわち図2に示したように、変断面梁10は両材端の区間I、中間部の区間IIとが異なる断面で構成されている。区間Iの断面形状は図3(b)に示したように、矩形断面の上側側部に張り出し部を有するT字形断面形状からなる。区間IIの断面形状は図3(c)に示したように、扁平断面形状からなる。この扁平断面梁14は区間Iでの梁断面の梁せいDの下部D/3の下段部分13を取り除いた扁平な矩形断面からなる。この取り除かれた下段部分13が図1図2に示したように設備配管5の配管スペースとなる。本実施形態では、この区間IIに3本の設備配管5が設けられている。いずれの配管5もこの区間IIにおいて設置位置を自由に設定することができる。また設置後にその位置を容易に変更することもできる。本実施形態における下段部分13の高さD/3は、従来の梁貫通孔の直径が梁せいのD/3以下に規定されていることを根拠として、設置されるスリーブの最大径を想定して設定したものである。よって、後述するように、扁平断面梁14の梁耐力を確保できるような配筋を行い、所定のせん断断面積を確保できれば、この比率に制限されるものではない。

0019

以下、変断面梁10の構造断面形状、変断面梁10に追加される補強筋(追加鉄筋)とその配筋例について、図2図3各図、図4を参照して説明する。

0020

変断面梁10の柱仕口部での構造断面形状は、図3(a)に示したような梁せいD、梁幅Bからなる矩形断面(D>B)からなる。この矩形断面によって変断面梁10の材端での耐力が備わるような鉄筋量が確保され、その鉄筋量に基づいて軸方向鉄筋21の直径、本数等が決定されている。区間Iにおける梁の外形形状は図3(b)に示したT字形断面からなるが、構造断面としては図3(a)に示した矩形断面として扱われる。T字形断面梁は矩形断面の上部側面に張り出し部15を付加して形成されたものであるが、内部の軸方向鉄筋21は矩形断面内のみに配筋され、張り出し部15(破線部分)に配筋された追加鉄筋(後述する。)はA−A断面位置では端部が位置しているのみで引張応力を保持できない。このため、A−A断面位置ないし柱梁接合部の柱仕口部では、この張り出し部15を除いた矩形断面が鉄筋コンクリート構造断面として機能する。一方、本実施形態の区間IIにおける扁平断面梁14は、せん断耐力を確保可能な断面積を確保するように矩形断面(図3(a))の高さD、幅Bに対して高さ2D/3、幅3B/2とされている。なお、扁平断面形状は、梁せい(いいかえると下段部分13の高さ)を設定するのに合わせて梁幅、すなわち張り出し幅を適宜決定することができる。

0021

本発明の変断面梁10に配筋される追加鉄筋22は、図3(b)、図3(c)、図4に示したように、対向する柱間の全長にわたり張り出し部15の上下端に配筋され、その端部は図4に示したように、柱側面に位置する。追加鉄筋22の鉄筋量は、変断面梁10の中央部の扁平断面での曲げ梁耐力が確保されるように設計されている。このときの扁平断面梁14の曲げ耐力は区間Iの区間II側端部で算定すればよいため、経済設計が見込まれる。

0022

変断面梁10の各部での断面形状としては、区間IのT字形断面(B−B断面)では、軸方向鉄筋21は当初の矩形断面位置の上下段中段とに配筋され、追加鉄筋22は張り出し部15の上下段に配筋されている。そして区間IIの扁平断面梁14の梁スパンの中程(C−C断面)では矩形断面位置の中段鉄筋が扁平断面梁14の下段鉄筋となり、その両側に張り出し部15の追加鉄筋22が上下段鉄筋として並ぶ。

0023

区間Iの長さは、区間IIに配筋された追加鉄筋22の区間外での端部定着長に準じて決定することが好ましい。すなわち追加鉄筋22が扁平断面梁14(区間II)において梁耐力を保持するための端部定着範囲として区間Iが設定されている。この結果、変断面梁10のヒンジ発生位置はこの区間Iの区間II側端部となるため、変断面梁10の曲げ剛性が向上するという効果が得られる。

0024

[第2実施形態]
図5は柱間に架設された本発明の第2実施形態の変断面梁10と変断面梁10の梁下に沿って配管された設備配管5を模式的に示している。この変断面梁10は一方の材端が矩形断面形状、他端が扁平梁16からなる。図6図5に示した変断面梁10の正面形状を示している。本実施形態でも、説明のために、1本の変断面梁10において、右側の柱梁接合部2R側には梁上面にスラブ3が一体構築された扁平梁16が、左側の柱梁接合部2L側にはスラブを省略した矩形断面梁12が示されている。

0025

本実施形態の変断面梁10も第1実施形態と同様に、図6中のB−B断面線、C−C断面線で代表して表された位置が図3(b)、(c)で示された断面形状である梁である。第1実施形態と異なるのは図6に示したように、変断面梁10は一方の材端の区間I、その他の部分が区間IIと異なる断面で構成されている点である。区間Iの断面形状は図3(b)に示したように、T字形の段差付き断面からなる。区間IIの断面形状(C−C断面、D−D断面)は図3(c)に示したように、扁平断面梁14、扁平梁16となる。

0026

第1実施形態の変断面梁10と異なる点は、区間IIの柱梁接合部での追加鉄筋22の配筋状態である。図6図7に示したように、図中区間IIは扁平断面形状をなして右側の柱梁接合部で他の扁平梁16と一体的に接合されている。追加鉄筋22は柱側面位置で止めることなく、柱梁接合部を貫通するように連続させ、柱梁接合部に接合される他の扁平梁の追加鉄筋22と接合させている。これにより柱梁接合部での扁平梁の梁耐力の確保を図っている。

0027

以上の説明に用いた図4図7から明らかなように、柱梁接合部2R,2Lに接合される各梁は、本発明の変断面梁10、通常の矩形断面梁12、扁平梁16等各種の梁種を採用することができる。その場合、各梁断面で求められる梁耐力を充足するように、補強鉄筋、梁断面を確保する設定を行う。

0028

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に示した範囲内での種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。

0029

1 柱
2R,2L柱梁接合部(右側、左側)
3スラブ
5設備配管
10変断面梁
12矩形断面梁
13下段部分
14 扁平断面梁
15張り出し部
16 扁平梁
21軸方向鉄筋
22 追加鉄筋

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