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公開番号2024162043
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023077201
出願日2023-05-09
発明の名称混合構造梁における端部RC造部内のコンクリート部と鉄骨梁部との間の摩擦係数推定方法
出願人清水建設株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 19/02 20060101AFI20241114BHJP(測定;試験)
要約【課題】RC-S間の摩擦係数を推定してより経済的な設計を可能にできる混合構造梁における端部RC造部内のコンクリート部と鉄骨梁部との間の摩擦係数推定方法を提供する。
【解決手段】混合構造梁1を、端部RC造部4における柱2に接合されている箇所が固定端であり、鉄骨梁部3におけるせん断力が作用する箇所が自由端である片持梁にモデル化し、鉄骨梁部における端部RC造部に囲繞されているRC囲繞部の長さ方向の微小区間の任意のО点周りの曲げモーメントのつり合い、О点周りのせん断力のつり合いから、摩擦係数が式(4)で求められる。
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【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
鉄筋コンクリート造の柱の間に架設される鉄骨梁部と、
前記鉄骨梁部の長さ方向の両端部を囲繞するとともに前記柱に接合される鉄筋コンクリート造の端部ＲＣ造部と、を有する混合構造梁における前記鉄骨梁部の長さ方向の中央部にせん断力が作用した際に前記端部ＲＣ造部内のコンクリート部と前記鉄骨梁部との間の摩擦係数を推定する方法であって、
前記混合構造梁を、前記端部ＲＣ造部における前記柱に接合されている箇所が固定端であり、前記鉄骨梁部における前記せん断力が作用する箇所が自由端である片持梁にモデル化し、
前記鉄骨梁部における前記端部ＲＣ造部に囲繞されているＲＣ囲繞部の長さ方向の微小区間の任意のО点周りの曲げモーメントのつり合いは、下記の式（Ａ）で示され、前記О点周りのせん断力のつり合いは、下記の式（Ｂ）で示され、下記の式（２）、（３）を下記の式（１）に代入し、前記摩擦係数が下記の式（４）で求められる、混合構造梁における端部ＲＣ造部内のコンクリート部と鉄骨梁部との間の摩擦係数推定方法。
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続きを表示（約 89 文字）【請求項２】
前記О点は、前記微小区間における中心点である、請求項１に記載の混合構造梁における端部ＲＣ造部内のコンクリート部と鉄骨梁部との間の摩擦係数推定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合構造梁における端部ＲＣ造部内のコンクリート部と鉄骨梁部との間の摩擦係数推定方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート造の柱間に架設される梁として、柱間に架設される鉄骨梁部と、鉄骨梁部の両端部を囲繞して柱と接合される鉄筋コンクリート造の端部ＲＣ造部とを有する混合構造梁が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
混合構造梁は、鉄骨梁のみを使用する場合と比べて使用する鉄骨の断面サイズを小さくできるため、使用鋼材量が減り、コスト削減を図ることができる。混合構造梁は、鉄骨梁部の端部が柱の主筋と干渉しないため、鉄骨梁部を柱と接合するための加工が不要となり、コスト削減を図ることができるとともに、施工性を向上できる。更に、混合構造梁は、端部ＲＣ造部をプレキャスト化することにより、施工性を向上できる。
また、混合構造梁は、鉄骨梁部の両端部が端部ＲＣ造部に囲繞されているため、鉄骨梁のみを使用する場合と比べて剛性の高い架構を実現でき、層間変形角を抑えることができる。その結果、混合構造梁は、大スパン架構を構築できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７－２９１６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
混合構造梁は、端部ＲＣ造部の梁主筋や鉄骨梁部の降伏を端部ＲＣ造部のコンクリート部の破壊よりも先行させ、これらの降伏に先んじて端部ＲＣ造部のコンクリート部がせん断破壊しないように設計する必要がある。設計上、混合構造梁には、図１６に示すような曲げモーメント、図１７に示すようなせん断力が作用することが想定される。このため、端部ＲＣ造部の設計は、図１６に示す端部ＲＣ造部の負担曲げモーメントＭ
ＲＣ
および図１７に示す端部ＲＣ造部の負担せん断力Ｑ
ＲＣ
に対して行われる。
【０００６】
混合構造梁では、鉄骨梁部の端部が柱と接合されておらず、切放しとなっている。このため、端部ＲＣ造部内での鉄骨梁部の負担曲げモーメントＭ
Ｓ
は、設計上、柱フェイス位置（端部位置）で０となる（図１６参照）。鉄骨梁部にせん断力が作用し、端部ＲＣ造部内の鉄骨梁部に曲げ引張力が発生すると、端部ＲＣ造部内の集中補強筋、せん断補強筋に囲まれたコンクリート部にせん断力が伝達され、矩形に閉鎖された集中補強筋、せん断補強筋とコンクリート部との間でせん断力がやり取りされ、端部ＲＣ造部内のコンクリート部と鉄骨梁部との間（以下、ＲＣ－Ｓ間と表記する）には摩擦力が生じる。このＲＣ－Ｓ間に生じる摩擦力による曲げモーメントＭ
ｆ
を考慮した負担曲げモーメントＭ
ＲＣ
および負担せん断力Ｑ
ＲＣ
は、設計上、想定しているＲＣ－Ｓ間に生じる摩擦力による曲げモーメントＭ
ｆ
を考慮していない負担曲げモーメントＭ
ＲＣ
および負担せん断力Ｑ
ＲＣ
よりも小さい。このため、端部ＲＣ造部のせん断設計は、存在応力よりも大きい負担曲げモーメントＭ
ＲＣ
および負担せん断力Ｑ
ＲＣ
に対して行われるため、十分安全側の設計となっている。
【０００７】
混合構造梁の設計において、ＲＣ－Ｓ間に生じる摩擦力による曲げモーメントＭ
ｆ
を考慮することによって、より経済的な設計が可能になる。しかしながら、ＲＣ－Ｓ間に生じる摩擦力、すなわちＲＣ－Ｓ間の摩擦係数の推定方法は、現状として確立されていない。
【０００８】
そこで、本発明は、ＲＣ－Ｓ間の摩擦係数を推定してより経済的な設計を可能にできる混合構造梁における端部ＲＣ造部内のコンクリート部と鉄骨梁部との間の摩擦係数推定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る混合構造梁における端部ＲＣ造部内のコンクリート部と鉄骨梁部との間の摩擦係数推定方法は、鉄筋コンクリート造の柱の間に架設される鉄骨梁部と、前記鉄骨梁部の長さ方向の両端部を囲繞するとともに前記柱に接合される鉄筋コンクリート造の端部ＲＣ造部と、を有する混合構造梁における前記鉄骨梁部の長さ方向の中央部にせん断力が作用した際に前記端部ＲＣ造部内のコンクリート部と前記鉄骨梁部との間の摩擦係数を推定する方法であって、前記混合構造梁を、前記端部ＲＣ造部における前記柱に接合されている箇所が固定端であり、前記鉄骨梁部における前記せん断力が作用する箇所が自由端である片持梁にモデル化し、前記鉄骨梁部における前記端部ＲＣ造部に囲繞されているＲＣ囲繞部の長さ方向の微小区間の任意のО点周りの曲げモーメントのつり合いは、下記の式（Ａ）で示され、前記О点周りのせん断力のつり合いは、下記の式（Ｂ）で示され、下記の式（２）、（３）を下記の式（１）に代入し、前記摩擦係数が下記の式（４）で求められる。
【００１０】
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（【００１１】以降は省略されています）

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