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プレストレスを用いて圧着した複合構造梁の構造性能

杉山 智昭*1・辰濃 達*2・稲田 博文*3・小室 努*1・松本 修一*2・甲斐 隆夫*3

当社では,RC造骨組の長スパン化技術の一つとして,梁の端部をRC造,中央部をS造とした複合構造梁“C.S.Beam構法”を開発し数多く実施適用している。本研究では,“C.S.Beam構法”の更なる長スパン化,高層化,および,短工期化を目指して,梁端にプレストレスを導入して圧着型とした構法を開発した。本構法は,PC鋼材を梁端のコンクリート部から柱梁接合部内にかけて設置してプレストレスを導入するものであり,これまでのRC造と比較して剛性低下が生じ難く,高い耐力が得られる。本論文では,構造実験を実施して, 1)梁端切替部の応力伝達,2)梁端の回転性能を確認した。具体的には,実験より,梁端から柱梁接合部にかけて応力(せん断力・曲げモーメント)が良好に伝達されること,ひび割れ等の損傷が非常に少なく剛性低下が小さいこと,そして,地震時にはプレストレストコンクリート構造特有の残留変形が非常に小さい復元力特性が得られることを検証した。

キーワード:  複合構造,梁,プレストレス,鉄骨,鉄筋コンクリート

*1 技術センター 建築技術研究所 建築構工法研究室
*2 設計本部 構造グループ
*3 建築本部 技術部

Structural Performance of Composite Beam Consisting of R/C and Steel Members Assembled by Prestressing Tendon

Tomoaki SUGIYAMA*1, Satoshi TATSUNO*2, Hirofumi INADA*3, Tsutomu KOMURO*1, Shuuichi MATSUMOTO*2 and Takao KAI*3

This study developed in a composite beam system called C.S.Beam to construct buildings with long span (more than 20m) in a short time. The C.S.Beam System uses R/C for the end of the beam, and steel for the central part. And the progressed C.S.Beam System uses the pre-stress for the ends of the composite beam. A shear-loading test was conducted in order to clarify the structural performance of a composite beam with press-joint. The results suggest the following. 1) The stress (shear force and moment) of the beam was satisfactorily transmitted between the end of the beam and the beam-column connection. 2) The damage was limited to the part near the beam column interface. 3) The extremely small residual deformation showed high restoration capability.

Keywords:  composite structure, beam, prestress, steel, reinforced concrete

*1 Building System and Material Research Section, Building Engineering Research Institute, Technology Center
*2 Structural Engineering Group, Design Division
*3 Technology Promotion Department, Building Construction Division