JP2003313951A - 複合構造建物における柱・梁接合部構造 - Google Patents

複合構造建物における柱・梁接合部構造

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JP2003313951A JP2002126002A JP2002126002A JP2003313951A JP 2003313951 A JP2003313951 A JP 2003313951A JP 2002126002 A JP2002126002 A JP 2002126002A JP 2002126002 A JP2002126002 A JP 2002126002A JP 2003313951 A JP2003313951 A JP 2003313951A
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Toshiyuki Fukumoto
敏之 福元
Yukimasa Ogiwara
行正 荻原
Kiyoshi Tsukamoto
清 塚本
Shinji Kawahara
慎治 河原
Nobuhiro Kawabata
信博 川畑
Atsushi Kubota
淳 久保田
Kansuke Honma
完介 本間
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 現場溶接を省力することで現場施工の省力
化、工期の短縮化を図り、しかも柱と梁間の応力伝達を
スムーズにすることにより接合部の応力解析を明確にし
て接合部の合理的設計を可能にした複合構造建物におけ
る柱・梁接合部構造を提供する。 【解決手段】 接合金物1の上側と下側にCFT構造の
柱2をそれぞれ配置する。接合金物1および上下柱2,
2間に複数の接合鉄筋3を接合金物1を鉛直に貫通して
配筋する。接合金物1は接合部Aを上下方向に所定間隔
おいて水平に貫通して設置された上下ダイヤフラム1
a,1aとこの上下のダイヤフラム1a,1a間に設置
されたパネル金物1bとこのパネル金物1bの各側部に
突設された継手プレート1cとから形成する。接合金物
1のパネル金物1b内および上下柱2,2の鋼管2a,
2a内にコンクリート4を連続して充填する。接合金物
1の各側部に鉄骨構造の梁5としてH形鋼梁をそれぞれ
接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、鋼管にコンクリ
ートを充填して形成されるコンクリート充填鋼管(以下
「CFT」という)構造の柱と鉄骨構造の梁とからなる
複合構造建物における柱・梁接合部構造に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】柱をCFT構造、梁をH形鋼梁でそれぞ
れ形成し、かつその接合部を鉄筋で補強した複合構造建
物における柱・梁接合部の例として、図7(a),
(b)に図示するように梁20が接合部Aを水平に貫通
し、この梁20の上側と下側に柱21をそれぞれ配置
し、かつ梁20の周囲に接合用鉄筋22をそれぞれ配筋
し、この接合用鉄筋22を上下柱20の鋼管21a,2
1aにそれぞれ充填されたコンクリート21b内に定着
させて柱21と梁20とを剛接合する柱・梁接合部が知
られている(特開2000−240155号公報参
照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、接合部Aを柱
21の全断面に渡って貫通するダイヤフラムがなく、接
合パネル23と梁20は、梁20が貫通する一部分で溶
接されているにすぎないため、梁20と接合パネル23
間の応力伝達がスムーズでないという課題があった。
【0004】また、柱21の鋼管21aとして円形鋼管
が用いられているため、保有する曲げ耐力の割に柱径が
大きく、円形柱は角形柱に比較して曲げ耐力が小さく、
さらに仕上げ材との取り合いが悪い等の課題があった。
【0005】本願発明は以上の課題を解決するためにな
されたもので、特に現場溶接がなく、現場施工の省力
化、工期の短縮化、さらに柱と梁間の応力伝達を明確に
して接合部の明確な応力解析および合理的設計を可能に
した複合構造建物における柱・梁接合部構造を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の複合構造
建物における柱・梁接合部構造は、CFT構造の柱と鉄
骨構造の梁とからなる柱・梁接合部構造において、前記
接合部に複数のダイヤフラムを上下に所定間隔おいて貫
通させ、この上下ダヤフラムの上側と下側に前記柱をそ
れぞれ配置し、この上下柱間に複数の接合鉄筋を前記ダ
イヤフラムに貫通させて配筋するとともに、その上下両
端を前記柱のコンクリート内に定着させてなることを特
徴とするものである。
【0007】なお、この場合の柱の形状は特に限定され
ないが、円形より矩形の方が仕上げ材の取り合いがよ
く、また矩形柱は円形柱に比較して曲げ耐力が大きい等
のメリットがある。また、接合鉄筋としては異形鉄筋や
丸鋼を用いることができ、さらに各接合鉄筋の上下両端
にフックを設けて定着力を高めることができる。
【0008】請求項2記載の複合構造建物における柱・
梁接合部構造は、請求項1記載の柱・梁接合部構造にお
いて、接合鉄筋は柱の鋼管の内側面に沿って所定間隔お
きに配筋してあることを特徴とするものである。
【0009】この場合、接合鉄筋は柱の径に応じて二重
に配筋してもよい。また、接合鉄筋は鋼管の内側面に当
接させて配筋してもよく、また鋼管の内側面から離して
配筋してもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】図1と図2は、CFT構造の柱と
鉄骨構造の梁とからなる複合構造建物における柱・梁接
合部を示し、図において、接合金物1の上側と下側にC
FT構造の柱2がそれぞれ配置されている。
【0011】また、上下柱2,2間に複数の接合鉄筋3
が接合金物1を鉛直に貫通して配筋され、また接合金物
1のパネル金物1b(後述する)内および上下柱2,2
の鋼管2a,2a内にコンクリート4が連続して充填さ
れている。さらに、接合金物1の各側部に鉄骨構造の梁
5としてH形鋼梁がそれぞれ接合されている。
【0012】接合金物1は、接合部Aを二段に水平に貫
通して設置された上下ダイヤフラム1a,1aとこの上
下のダイヤフラム1a,1a間に設置されたパネル金物
1bとこのパネル金物1bの各側部に突設された継手プ
レート1cとから形成されている。
【0013】上下ダイヤフラム1a,1aはともに平面
ほぼ十字形状に形成され、かつ梁5の上下フランジ5
a,5aと同じレベルで、接合部Aを水平に貫通して設
置されている。また、上下ダイヤフラム1a,1aのほ
ぼ中央にコンクリート充填孔1dがそれぞれ形成され、
その周囲に鉄筋貫通孔1eが柱2の鋼管2aの内周に沿
って所定間隔おきに形成されている。
【0014】そして、この鉄筋貫通孔1eを貫通して複
数の接合鉄筋3が接合金物1および上下柱2,2間に鉛
直に連続して配筋されている。なお、この場合の接合鉄
筋3には異形鉄筋などが用いられ、各接合鉄筋3の上下
両端部3a,3aは上下柱2,2のコンクリート4内に
所定長さ定着されている。
【0015】パネル金物1bは柱2とほぼ同径をなす矩
形断面の筒状に形成され、かつ上下のダイヤフラム1
a,1a間に設置されている。また、接合パネル1b内
にコンクリート4が上下柱2,2のコンクリート4と連
続して充填されている。継手プレート1cはパネル金物
1bの各側面部に各梁3のウェブ3bに対向して突設さ
れている。
【0016】なお、この場合の上下ダイヤフラム1a,
1aとパネル金物1b、およびパネル金物1bと各継手
プレート1cはいずれも溶接によって一体的に接合さ
れ、特に上下ダイヤフラム1a,1aとパネル金物1b
は、パネル金物1bの周方向に全周連続して溶接されて
いる。また、各梁5の上下フランジ5a,5aの端部は
上下ダイヤフラム1a,1aの端部に、ウェブ5bの端
部は継手プレート1cの端部にそれぞれボルト接合され
ている。
【0017】このように構成されていることで、特に柱
2と梁5間の応力(曲げモーメント)伝達は接合鉄筋3
を介してスムーズになされ、またダイヤフラム1aとパ
ネル金物1bが有効に接合されていることで、接合部パ
ネルの耐力も充分に発揮される。
【0018】図3(a)〜(d)は、CFT構造の柱と
梁成の異なる複数の梁とからなる複合構造建物における
柱・梁接合部を示し、の柱・梁接合部を示し、接合金物
1は梁成の大きい梁に合わせて形成され、梁成の小さい
梁5Aは上フランジ5aを接合金物1の上ダイヤフラム
1aに合わせて接合金物1に接合されている。
【0019】また特に、図3(a)の例においては、梁
5Aの下側に補剛材として断面ほぼT形状に形成された
カットティ6が取り付けられ、図3(b)の例において
は、補剛材としてプレート7が取り付けられている。
【0020】カットティ6は、フランジ6aとウェブ6
bの端部をそれぞれ、接合金物1の下側ダイヤフラム1
aと継手プレート1cの端部にそれぞれ溶接することに
より接合金物1に取り付けられ、またウェブ6bの上端
部が梁5Aのウェブ5bの対応する位置に溶接されてい
る。
【0021】継手プレート7は、継手プレート1cの両
側に梁5Aの下側フランジ5aと同一レベルで取り付け
られ、この継手プレート7に梁5Aの下側フランジ5a
がボルト接合されている。
【0022】また、図3(c),(d)の例において
は、ダイヤフラム8が取り付けられ、このダイヤフラム
8に梁5Aの下側フランジ5aがボルト接合されてい
る。
【0023】図4(a),(b)は、CFT構造の柱と
三方向、二方向に延びる梁とからなる複合構造建物にお
ける柱・梁接合部を示したものである。この場合、いず
れも接合金物の上下ダイヤフラム1a,1aの平面形状
が異なるのみで、その他の構成は全て同じである。
【0024】図5(a)〜(e)は、接合金物1と上下
柱2,2とが互いに接合されている例を示したもので、
この場合、接合金物1と上下柱2,2は、柱の側面部に
おいてアングル材などの連結金具9によって接合金物1
のダイヤフラム1aと柱2の鋼管2aが接合されてい
る。連結金具9は接合金物1のダイヤフラム1aと柱2
の鋼管2aにボルトまたは溶接によって取り付けられて
いる。
【0025】次に、このように構成された複合構造建物
における柱・梁接合部の施工方法を簡単に説明する(図
6(a)〜(e)参照)。 最初に、床スラブ10の柱主筋11,11が突出し
ている位置に、柱2の鋼管2aを建て付ける。この場
合、柱主筋11は先に施工された下階柱の接合鉄筋3で
あり、柱主筋11はすべて鋼管2a内に入れる。 次に、鋼管2aの上端部に接合金物1を設置し、続
いて接合鉄筋3を配筋する。接合金物1と接合鉄筋3は
位置決めした後、適当に仮固定する。 次に、接合金物1に梁5を接合する。また、梁5の
上にデッキプレート12を架け渡す。 次に、鋼管2a内、接合金物1内およびデッキプレ
ート12の上にコンクリート13を連続して打設する。 次に、コンクリート13が充分に硬化したら、接合
金物1の上に上階柱2の鋼管2aを新たに建て付け、以
下〜の作業を繰り返し行って建物の全階を上階に向
かって順に構築する。
【0026】
【発明の効果】本願発明は以上説明したとおりであり、
特にダイヤフラムの上側と下側に上下階の柱として配置
されたCFT構造の上下柱間に、複数の接合鉄筋を前記
ダイヤフラムに貫通させ、かつその上下両端を前記上下
柱のコンクリート内に定着させて配筋することにより上
下階の柱が接合されているので、CFT構造の柱と鉄骨
構造の梁とからなる複合構造建物を積層工法によりきわ
めて効率的に構築することができ、現場施工の大幅な省
力化、工期の短縮化が図れる。
【0027】また、接合部を水平に貫通して設置された
上下ダイヤフラムとこの上下ダイヤフラム間のパネル金
物が全周溶接によって一体的に接合されているので、柱
と梁間の応力伝達が明確になり、これにより接合部の明
確な応力解析および合理的な設計が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】CFT構造の柱と鉄骨構造の梁とからなる複合
構造建物における柱・梁接合部を示す一部斜視図であ
る。
【図2】CFT構造の柱と鉄骨構造の梁とからなる複合
構造建物における柱・梁接合部を示し、(a)はその一
部側面図、(b),(c)は横断面図、(d),(e)
は縦断面図である。
【図3】CFT構造の柱と鉄骨構造の梁とからなる複合
構造建物における柱・梁接合部を示し、(a),
(b),(c)はその一部側面図、(d)は横断面図で
ある。
【図4】CFT構造の柱と鉄骨構造の梁とからなる複合
構造建物における柱・梁接合部を示し、(a),(b)
はその横断面図である。
【図5】CFT構造の柱と鉄骨構造の梁とからなる複合
構造建物における柱・梁接合部を示し、(a)はその一
部側面図、(b)は横断面図、(c)は縦断面図、
(d)、(e)は(a)におけるイ部拡大図である。
【図6】(a)〜(e)は施工方法を示す一部側面図で
ある。
【図7】CFT構造の柱と鉄骨構造の梁とからなる複合
構造建物における柱・梁接合部の従来例を示し、(a)
はその一部縦断面図、(b)は横断面図である。
【符号の説明】
1 接合金物 1a ダイヤフラム 1b パネル金物 1c 継手プレート 1d コンクリート充填口 1e 鉄筋挿通口 2 CFT構造の柱 2a 鋼管 3 接合鉄筋 3a 接合鉄筋の上下両端部 4 コンクリート 5 鉄骨構造の梁 6 カットティ 6a フランジ 6b ウェブ 7 継手プレート 8 ダイヤフラム 9 連結金具 10 床スラブ 11 柱主筋 12 デッキプレート 13 コンクリート A 接合部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 清 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 河原 慎治 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 川畑 信博 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 久保田 淳 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 本間 完介 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 Fターム(参考) 2E125 AA04 AA14 AB01 AB13 AB16 AC01 AC15 AC16 AG03 AG12 AG57 BE10 CA90 EA01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリート充填鋼管構造の柱と鉄骨構
    造の梁とからなる複合構造建物における柱・梁接合部構
    造において、前記接合部に複数のダイヤフラムを上下に
    所定間隔おいて貫通させ、この上下ダヤフラムの上側と
    下側に前記柱をそれぞれ配置し、この上下柱間に複数の
    接合鉄筋を前記ダイヤフラムに貫通させて配筋するとと
    もに、その上下両端を前記柱のコンクリート内に定着さ
    せてなることを特徴とする複合構造建物における柱・梁
    接合部構造。
  2. 【請求項2】 接合鉄筋は、柱鋼管の内側面に沿って所
    定間隔おきに配筋してあることを特徴とする複合構造建
    物における柱・梁接合部構造。
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