どうもimotodaikonです。
今回は、壁部材の各構造規定についてみていきたいと思います。
壁部材の構造規定について②は以下参照ください。
壁部材の構造規定11条
壁部材の構造規定については、前回の壁厚制限の記事でも触れたが改めて下記に示す。
〇壁部材の構造規定
(1)壁板の厚さは、原則として120mm以上かつ壁板の内法高さの1/30以上とする。
(2)壁板のせん断補強筋比は、直行する各方向に関してそれぞれ0.0025以上とする。
(3)壁板の厚さが200mm以上の場合は、壁筋を複筋配置とする。
(4)壁筋は、D10以上の異形鉄筋を用いる。見付面に対する壁筋の間隔は300mm以下とする。ただし、千鳥状に複配筋とする場合は、片面の壁筋の間隔は450mm以下とする。
(5)開口周囲および壁端部の補強筋は、D13以上(複配筋の場合は2-D13以上)の異形鉄筋を用いる。
(6)壁筋は開口周囲および壁端部での定着が有効な配筋詳細とする。
(7)柱型拘束域および梁型拘束域の主筋は、13条5項(2)～(5)および14条4項(2)～(4)の規定に従う。特に検討をしない場合、梁型拘束域の主筋全断面積は、本条6項の検討により必要とされる梁型拘束域の断面積の0.008倍以上とする。
(8)柱型拘束域および梁型拘束域のせん断補強筋は、15条2項(4)に従う。
(9)開口に近接する柱(開口端から柱端までの距離が300mm未満)のせん断補強筋比は原則として0.004以上とする。
(10)柱付き壁(そで壁付き柱)では、柱のせん断補強筋比は原則として0.003以上とする。
(11)軸力を負担させる(c)柱なし壁(壁板)では、上記(1)～(6)のほか、原則として壁筋を副配筋とする。
(2010年版鉄筋コンクリート構造計算基準・同解説(以後RC基準)」P.279より)
(1)は前回の記事で触れたので、今回は(2)以降について考える。
(2)壁板のせん断補強筋比は、直行する各方向に関してそれぞれ0.0025以上とする。
(2)では壁板のせん断補強筋比の規定値がPs=0.25％と定められている。壁筋には、縦筋、横筋、開口補強筋の3種類の役割を持つ鉄筋を配筋する。それぞれの役割は、縦筋は曲げモーメントに、横筋はせん断力に、開口補強筋は開口周囲のひび割れ防止に抵抗するものと考える。(開口補強筋は開口がない壁には必要ない)
本規定はせん断補強筋比に関する内容なので、横筋について見れば良い。
例題を通してせん断補強筋比を求めてみると、
(例)：壁厚t=200mm、横筋2-D10@200の時のせん断補強筋比は？
Ps=2*71.3mm2/200mm/200mm≒0.0035→0.35％＞0.25％ :OK
壁部材の配筋図
ちなみにせん断補強筋比を0.0025とする理由は、【鉄筋コンクリート構造計算基準・同解説2010年版P.322,323より(以降RC基準とする)】に記載されているので紹介したい。
「壁板のせん断補強筋比を直行する2方向に関して0.0025としているのは、旧基準を踏襲したものであり、以下の理由によるとされる。地震力により壁板にせん断ひび割れが発生するとき、発生直前にコンクリートが負担していた斜張力を負担するのに必要なせん断補強筋比に比べて壁板のせん断補強筋比が著しく小さい場合は、水平せん断力の再配分によって付帯ラーメンに応力と損傷が生じて急激に剛性が低下する。一方、壁板のせん断補強筋比が一定以上あれば、せん断ひび割れが壁面の全面に分散発生し、応力集中を防止することができる。主要なひび割れの方向を斜め(45度)方向に想定しているので、縦横筋が有効になる。また、周囲の付帯ラーメンの拘束によって乾燥収縮による壁板のひび割れを制御できる。」
・付帯ラーメンとは、壁を取り囲む柱・梁の事である。
・応力の再配分というのは言葉から意味を類推するのは難しいが、要は、壁部材にせん断補強筋が足りずせん断力が壁部材だけで負担できなかった場合、周囲のフレームで力を負担する(肩代わりする)という事ととらえてよい？
壁厚が厚くなる程、必要になるせん断補強筋の鉄筋径(断面積)及びピッチは密になる点に注意。
(3)壁板の厚さが200mm以上の場合、壁筋を複筋配置とする
上記の文章の通り。壁厚が200mm以上の場合、壁筋を複筋配筋とする必要がある。実務では150mm厚の壁部材まではシングル配筋とし、180mm以上は複筋配筋とする事が多い。
シングル配筋とダブル配筋
「複筋配筋は単筋配置に比べて面外の曲げ抵抗が大きいばかりでなく、壁板のひび割れを有効に阻止または分散できるので、壁板の厚さが一定以上の場合には複筋配筋とすることが望ましい。壁板の厚さが180mm以上の場合には複筋配置としても施工上の支障はほとんどないが、余裕をみて200mm以上の場合は必ず複筋配置とすることにした。(RC基準P.323より)」
壁厚180mmでも、鉄筋径が小さければダブルでも納まる。例えば、縦筋がD13、横筋がD10、かぶりが40mm、粗骨材最大径が25mmだった場合、
180mm-40mm*2-14mm*2-11mm*2=50mm＜25mm*1.25=31.25mm OK
縦筋径はD13までが限界かと思う。現場では施工誤差もあるし、鉄筋間の空きにはある程度の余裕を見込んでおく必要がある。
(4)壁筋は、D10以上の異形鉄筋を用いる。見付面に対する壁筋の間隔は300mm以下とする。ただし、千鳥状に複配筋とする場合は、片面の壁筋の間隔は450mm以下とする。
この規定は、鉄筋径と配筋間隔の大した内容ではないので省略。鉄筋は現在は丸鋼を使う事はまずないし、最小鉄筋径も通常D10とするのであまり気にする必要はない。
今回の記事で一番重要なのは(2)のせん断補強筋比の規定値に関する項目かな。壁厚に応じ必要鉄筋径、ピッチが変わってくるので注意が必要。
(5)以降はまた次の記事で。ではまた。
