JP2005030151A - 建造物の躯体構造 - Google Patents

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JP2005030151A JP2003273090A JP2003273090A JP2005030151A JP 2005030151 A JP2005030151 A JP 2005030151A JP 2003273090 A JP2003273090 A JP 2003273090A JP 2003273090 A JP2003273090 A JP 2003273090A JP 2005030151 A JP2005030151 A JP 2005030151A
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Tetsuya Yamada
哲也 山田
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Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
三井住友建設株式会社
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Abstract

【課題】RC造の柱との接合部となる梁の端部への変形の集中を緩和することができ、耐力とバランスに優れた建造物を構築可能な、また、解体後の再利用や建築部材の標準化を進めるのに有利な、建造物の躯体構造を提供する。
【解決手段】柱10と梁20とが接合された建造物の躯体構造において、梁20を、梁の少なくとも両端部に位置して柱と接合されるコンクリート系部材22と、両コンクリート系部材22の間に位置して両コンクリート系部材22の梁中央側の端部と接合される鉄骨造部24とを備えた混合構造で構成する。柱10及びコンクリート系部材22を挿通して緊張されたPC鋼材30の一方端部を鉄骨造部24の各端部に定着させることによって、柱10とコンクリート系部材22とを接合するとともに、コンクリート系部材22と鉄骨造部24とを接合してなる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、集合住宅、オフィスビル、倉庫、ショッピングセンター、商業施設等の建築物、その他の建造物の躯体構造に関する。
建築物の構造は、鉄筋コンクリート(RC)系、鉄骨(S)系、それらを複合化した鉄骨鉄筋コンクリート(SRC)系の3種に大別される。これらは、建築物の用途や階数等に応じて適宜選択される。
鉄筋コンクリート系の構造物は、その展開例として、プレキャストコンクリート構造(PCa構造)、プレストレストコンクリート構造(PC構造)等の種類に分かれる。プレキャストコンクリート構造は、現場作業の労力の低減や品質の向上を目指して開発されたものである。また、プレストレストコンクリート構造(PC構造)は、主に土木建造物を中心としたスパンの長い建造物に対してその開発が進められてきた。建築物にも適用されてはいるが、従来、耐震部材に適用されることは少なく、スラブや小梁等のいわゆる非耐震部材に用いられるのが一般的であった。
建築構造形式の開発の一つの流れは、省力化工法である。省力化工法の例として、先に述べたPCa構造を用いるPCa工法がある。もう一つの流れは、構造的合理性を目指した合理化構法であり、その例として混合構造等が採用されている。混合構造の一例として、RC造の柱とS造の梁とを使用するものがある。これは、軸力負担が主たる役割となる柱に、軸力に有利なRC構造を用い、軸力の負担が少なく大スパンを目指す梁として、自重の少ないS造を組み合わせるものである。
従来、上記のようなRC造の柱とS造の梁とを使用する混合構造として、特許文献1に記載のものが知られている。該特許文献1に記載された混合構造は、プレキャストコンクリート造の柱に鉄骨造の梁をPC鋼棒で圧着する技術に関するものであり、梁の端部に接合プレートが一体に形成された鉄骨梁を柱の両側から挟み込むようにし、柱を貫通させたPC鋼棒で鉄骨梁の接合プレートと柱とを圧着接合するものである。鉄骨梁として、梁の全長にわたる長さをもって形成されたものを使用するものである。
特開平8−284249号公報
上記従来技術によると次のような問題点がある。
すなわち、RC造の柱とS造の梁とを使用する上記従来の混合構造においては、鉄骨梁は梁の全長にわたる長さをもって形成されており、曲げ伝達能力が最も大きい梁端部で、RC造とS造の異種構造・異種材料による接合となる。梁の端部に変形が集中するため、大変形時にRC造の柱の側面の圧壊を誘発し、PC鋼棒の緊張力を減退につながるおそれが大きい。
また、上記従来技術によると、緊張状態で接合プレートに定着されるPC鋼棒の全長は柱幅に対して僅かに長い程度である。PC鋼棒の緊張長さが短いと、地震力等の外力を受けた際、僅かな変位差により緊張力が低減するおそれが大きい。加えて、上記従来技術においては、解体後の再利用や建築部材の標準化といった視点は考慮されていない。
本発明は、上記従来技術を考慮してなされたものであり、RC造の柱との接合部となる梁の端部への変形の集中を緩和することができ、耐力とバランスに優れた建造物を構築可能な、また、解体後の再利用や建築部材の標準化を進めるのに有利な、建造物の躯体構造を提供することを目的とする。
(1)柱と梁とが接合された建造物の躯体構造において、
梁を、梁の少なくとも両端部に位置して柱と接合されるコンクリート系部材と、両コンクリート系部材の間に位置して両コンクリート系部材の梁中央側の端部と接合される鉄骨造部とを備えた混合構造で構成し、
柱及びコンクリート系部材を挿通して緊張されたPC鋼材の一方端部を鉄骨造部の各端部に定着させることによって、柱とコンクリート系部材とを接合するとともに、コンクリート系部材と鉄骨造部とを接合してなる、
建造物の躯体構造である。
(2)柱と梁とが接合された建造物の躯体構造において、
梁を、梁の少なくとも両端部に位置して柱と接合される鉄骨造部と、両鉄骨造部の間に位置して両鉄骨造部の梁中央側の端部と接合されるコンクリート系部材とを備えた混合構造で構成し、
柱を挿通して緊張されたPC鋼材の一方端部を鉄骨造部に定着させ、かつコンクリート系部材を挿通して緊張されたPC鋼材の各端部を鉄骨造部の梁中央側端部に定着させることによって、柱と鉄骨造部とを接合するとともに、鉄骨造部とコンクリート系部材とを接合してなる、
建造物の躯体構造である。
(3)柱と梁とが接合された建造物の躯体構造において、
梁は、長手方向に、鉄骨造部と、コンクリート系部材とを連結した混合構造で構成され、
柱は、長手方向に、鉄骨造部と、鉄筋コンクリート造その他のコンクリート系部材とを連結した混合構造で構成され、かつ、
梁及び柱は、それぞれ、鉄骨造部と、コンクリート系部材とが、緊張されたPC鋼材によって圧着されて連結され、
柱と梁との接合部は、柱又は梁のいずれか一方が他方に、緊張されたPC鋼材によって圧着されてなる、
建造物の躯体構造である。
(4)柱と梁との接合部は、
(a)柱又は梁の少なくともいずれか一方が、コンクリート系部材によって形成され、
(b)上記コンクリート系部材によって形成された柱又は梁を挿通させて設けたPC鋼材が、接合されるべき梁又は柱に緊張状態で定着されることによって、梁と柱とが圧着され、
(c)柱と梁との交叉位置において、鉛直方向と水平方向とに配線されたPC鋼材が直交しているものが好ましい。
(5)また、柱が梁を貫通し、梁が柱を左右から挟む態様で、梁の端部面が柱に圧着されて接合されている態様とすることができる。
(6)また、梁が柱を貫通し、柱が梁を上下から挟む態様で、柱の端部面が圧着されて接合されている態様とすることもできる。
(7)また、梁は、そのスパンの中間部に位置する鉄骨造部と、この両側に位置して柱に圧着されるコンクリート系部材とを連結してなるか、又は、そのスパンの中間部に位置するコンクリート系部材と、この両側に位置して柱に圧着される鉄骨造部とを連結してなる態様とすることができる。
(8)柱は、上下層の間において、中間部に位置する鉄骨造部と、この上下両側に位置して梁に圧着されるコンクリート系部材とを連結してなるか、あるいは、上下層の間において、コンクリート系部材と、上下又はいずれかの端部に位置して梁に圧着される鉄骨造部を備えてなる態様とすることができる。
(9)a階では、梁が、そのスパンの中間部に位置する鉄骨造部と、この両側に位置するコンクリート系部材とを連結してなり、a+1階では、梁が、そのスパンの中間部に位置するコンクリート系部材と、この両側に位置する鉄骨造部とを連結してなる態様とすることができる。
(10)柱及び梁によって四辺形に組まれた軸組に、鉄骨造部を連結するブレースを配設した態様とすることができる。
(11)柱及び梁によって四辺形に組まれた軸組の入隅に、方杖を配設した態様とすることができる。
なお、コンクリート系部材とは、鉄筋コンクリート造、鉄筋鉄骨コンクリート造又はコンクリート造による部材をいう。梁又は柱の一部を形成する部材である。好ましくは、鉄筋を配したものが用いられる。
また、スパンとは、梁が設けられた2本の柱間の距離である。上下層の間とは、上の階とその一つ下の階との間をいう。
〔請求項1に係る発明〕
梁を、梁の少なくとも両端部に位置して柱と接合されるコンクリート系部材と、両コンクリート系部材の間に位置して両コンクリート系部材の梁中央側の端部と接合される鉄骨造部とを備えた混合構造で構成したので、従来のようなRC造の柱との接合部となる梁の端部への変形の集中を緩和することができ、耐力とバランスに優れた建造物を構築可能である。文献で示した従来技術のものに比べて柱を挿通するPC鋼材の長さを長くとれるため、梁の端部に変形が集中してPC鋼材の緊張力が低減してもその低減の割合を抑えることができる。
コンクリート系部材と鉄骨造部の各長さを適宜調整することにより、梁の剛性の調整が可能であり、設計上の融通性に優れている。
また、接合部の処理は、柱及びコンクリート系部材を挿通して緊張されたPC鋼材の一方端部を鉄骨造部の各端部に定着させることによって、柱とコンクリート系部材とを接合するとともに、コンクリート系部材と鉄骨造部とを接合してなる構成により、柱、鉄筋コンクリート造部、鉄骨造部が一体的に接合されるので、施工が簡便である。また、解体も容易であり、解体後、再利用がしやすい。
梁の鉄骨造部は梁全体を鉄骨造とする場合に比べて短い長さであるため、解体後に再利用を図る場合、短いスパン長の建造物にもこれを再利用することができ、環境対策上も有益である。また、一旦使用された鉄骨造部を再利用して本発明により建造物を構築する際にも、様々なスパン長に対して再利用しやすい。よって、建築部材の標準化を進めるのに役立つ。
〔請求項2に係る発明〕
梁を、梁の少なくとも両端部に位置して柱と接合される鉄骨造部と、両鉄骨造部の間に位置して両鉄骨造部の梁中央側の端部と接合されるコンクリート系部材とを備えた混合構造で構成したので、従来のようなRC造の柱との接合部となる梁の端部への変形の集中を緩和することができ、耐力とバランスに優れた建造物を構築可能である。
コンクリート系部材と鉄骨造部の各長さを適宜調整することにより、梁の剛性の調整が可能であり、設計上の融通性に優れている。
また、接合部の処理は、柱を挿通して緊張されたPC鋼材の一方端部を鉄骨造部に定着させ、かつコンクリート系部材を挿通して緊張されたPC鋼材の各端部を鉄骨造部の梁中央側端部に定着させることによって、柱と鉄骨造部とを接合するとともに、鉄骨造部とコンクリート系部材とを接合してなる構成により、柱、鉄筋コンクリート造部、鉄骨造部が一体的に接合されるので、施工が簡便である。また、解体も容易であり、解体後、再利用がしやすい。建築部材の標準化を進めるのに役立つ。
〔請求項3〜11に係る発明〕
梁及び柱は、長手方向に、鉄骨造部と、鉄筋コンクリート造その他のコンクリート系部材とを連結した混合構造で構成され、それぞれ、鉄骨造部と、コンクリート系部材とが、緊張されたPC鋼材によって圧着されて連結され、柱と梁との接合部は、柱又は梁のいずれか一方が他方に、緊張されたPC鋼材によって圧着されてなる構成であるため、柱及び梁の双方の施工及び解体が容易であり、柱及び梁の双方の再利用が可能である。柱及び梁双方を工場製作によるものとすることができ、品質、性能の確保が容易である。
梁及び柱の剛性の調整が可能であり、設計上の融通性に優れている。柱との接合部となる梁の端部への変形の集中を緩和することができ、耐力とバランスに優れている。様々なバリエーションが得られるため、設計上の融通性に優れている。
水平力の抵抗を高めるために、柱及び梁によって四辺形に組まれた軸組に、鉄骨造部を連結するブレースを配設するにも、その施工作業がしやすいものとなる。
本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。なお、各図において同じ要素には同じ符号を用い、適宜その説明を省略する場合がある。
図1は実施例1に係る建築物の躯体構造を示す正面図、図2は図1の柱・梁の仕口部付近の拡大図である。図3(a)は図2のA−A断面図、図3(b)は図2の平面図(スラブを除いている。)である。
図1に示すように、対向して立設された、鉛直方向に延びる直線状の2本の柱10,10の間に、直線状の梁20が水平方向に架設されている。
柱10,10は、主筋、帯筋を適宜内蔵した(図示省略)鉄筋コンクリート(RC)造であり、本実施例ではその断面形状は、矩形に形成されている。柱10は好ましくはプレキャストコンクリート(PCa)構造とする。柱10にはPC鋼材30を挿通するためのシースを埋め込むことができる(図示省略)。
梁20は、梁20の少なくとも両端部に位置して柱10,10と接合される鉄筋コンクリート造部22,22と、両鉄筋コンクリート造部22,22の間に位置して両鉄筋コンクリート造部22,22の梁中央側の端部と接合される鉄骨造部24とを備えた混合構造で構成されている。鉄筋コンクリート造部22,22は、特許請求の範囲に記載の「コンクリート系部材」の一態様であるが、鉄筋コンクリート造部に代え、鉄筋鉄骨コンクリート造又はコンクリート造による部材で構成することもできる。
以下の説明では、「梁20の少なくとも両端部に位置して柱10,10と接合される鉄筋コンクリート造部22,22」を「梁端RC部22,22」と、また、「両鉄筋コンクリート造部22,22の間に位置して両鉄筋コンクリート造部22,22と接合される鉄骨造部24」を「中央鉄骨造部24」とも称する。「梁端RC部22,22」についてその一方を「梁端RC部22」とも称する。
「梁端RC部22,22」は、梁20の一部を構成しており、「中央鉄骨造部24」と協同して梁20の全体を構成している。「梁端RC部22」と「中央鉄骨造部24」との長さの比率は、設計上の要求に応じて変動させることができる。実施例1は、「梁端RC部22」の長さが「中央鉄骨造部24」の長さよりも短く形成されたものであり、「梁端RC部22」の長さが梁せいの2倍程度の例を示すものである。
「梁端RC部22,22」の断面は、柱10と同じく、矩形に形成されている。「梁端RC部22,22」は、主筋、あばら筋を適宜内蔵しており、プレキャストコンクリート(PCa)構造である。
「中央鉄骨造部24」は、H型鋼で構成されている。「中央鉄骨造部24」のH型鋼の左右両端部には、溶接によってプレート25が設けられている。プレート25は、「梁端RC部22,22」の断面形状に適合する大きさ(ほぼ同じ大きさ)を有しており、「梁端RC部22,22」の端面(梁20の中央側の端面)に突き合わせられている。「中央鉄骨造部24」のH型鋼の上面には多数のスタッド26を設けてもよい。
「梁端RC部22,22」と「中央鉄骨造部24」は、ほぼ同一の梁せいを有し、材軸方向(横方向)は直線状に形成されている。
柱10及び「梁端RC部22,22」を横方向に挿通してPC鋼材30が緊張されている。このPC鋼材30の一方端部(スパンの中央側端部)を「中央鉄骨造部24」の各端部(「梁端RC部22,22」の端面に突き合わせられるプレート25)に定着させることによって、柱10と「梁端RC部22,22」とが接合されている。また、これにより、「梁端RC部22,22」と「中央鉄骨造部24」との接合も行われている。符号30aは定着具である。
また、PC鋼材30は、梁20の軸線方向(材軸方向)に延び、柱10を両側から挟む「梁端RC部22,22」及び柱10を挿通しており、一方の側の「梁端RC部22」に突き合わせられたプレート25を固定端とし、他方の側の「梁端RC部22」に突き合わせられたプレート25を緊張端として、緊張された状態で定着されている。
柱10が建築物の端部に位置する場合(柱の一方側に梁20が無い場合)、PC鋼材30の他方端部は、柱10の梁の無い側の側面部に設ければよい。
PC鋼材(PC鋼ストランド、PC鋼棒など)30は、アンボンドPC鋼材が一般的である。しかし、他のものでもよい。例えば、樹脂が充填されたシース内にPC鋼材が内蔵されているもので、施工現場でPC鋼材を緊張した後に樹脂が硬化し、PC鋼材と樹脂間の付着、及び、シースとコンクリート間の付着を期待できるものでもよい。
柱10と、梁20を構成する「梁端RC部22,22」及び「中央鉄骨造部24」とによって、地震時の応力に対し塑性化領域となる梁端部における強度、変形能力に優れる。換言すれば、変形能力に富み、靭性に優れた骨組となすことができる。
前記のようなPC鋼材30による緊張によって、柱10と梁20とが圧着されて接合され、仕口部は接合される。緊張力の調整により、柱10と梁20の接合強度を調整することができる。
「梁端RC部22」と「中央鉄骨造部24」との長さの比率を調整することによって梁20の剛性の調整を行うことができる。
また、解体も容易であり、「梁端RC部22,22」と「中央鉄骨造部24」とを分離することができるので、一旦使用された鉄骨造部を再利用することが容易である。
図4は実施例2に係る建築物の躯体構造を示す正面図である。
実施例1と異なる点は、各「中央鉄骨造部24」の長さが「梁端RC部22」の長さよりも短く形成されたものであり、「中央鉄骨造部24」の長さが梁せいの2倍程度の例を示すものである。実施例1のものに比べて梁20の剛性を高めることができる。
また、「中央鉄骨造部24」を地震時における制震ダンパーとして機能させることができる。
上記実施例2においては、「中央鉄骨造部24」の長さが比較的短く形成されているため、梁20の両端部に移動することなく、梁20の中央付近の「中央鉄骨造部24」で、プレート25に対するPC鋼材30の緊張、定着作業を集中的に行うことができるため、作業を省力化することができる。
図5は実施例3に係る建築物の躯体構造を示す正面図である。
この実施例3が、実施例1と異なる点は、「梁端RC部22」は、複数枚のピース22a,22b,22c,…により構成され、該ピース22a,22b,22c,…が梁20の軸線方向に積層されることにより形成されていることにある。
このような構成により、梁20の端部をいわば細分化し、応力の分散を図ることができる。
また、このような各ピース22a,22b,22c,…により構成される「梁端RC部22」に極軟鋼を軸線方向に組み込むことにより、ダンパーとしての機能を付加することができる。
「梁端RC部22」(鉄筋コンクリート部)は、複数枚のピースにより構成され、該ピースが梁の軸線方向に積層されることにより形成されているので、変形の分散化が可能であり、また、これらのピースは再利用可能なアジャスターとなる。
図6は実施例4に係る建築物の躯体構造を示す正面図である。
この実施例4は、請求項2に係る発明に相当するものである。
梁20を、「梁20の少なくとも両端部に位置して柱10と接合される鉄骨造部26,26」と、「両鉄骨造部26,26の間に位置して両鉄骨造部26,26の梁中央側の端部と接合される鉄筋コンクリート造部28」とを備えた混合構造で構成している。「梁20の少なくとも両端部に位置して柱10と接合される鉄骨造部26(,26)」を「梁端鉄骨造部26(,26)」と称する。鉄筋コンクリート造部28は、特許請求の範囲に記載の「コンクリート系部材」の一態様であるが、鉄筋コンクリート造部に代え、鉄筋鉄骨コンクリート造又はコンクリート造による部材で構成することもできる。また、「両鉄骨造部26,26の間に位置して両鉄骨造部26,26の梁中央側の端部と接合される鉄筋コンクリート造部28」を「中央RC部28」と称する。
柱10を横方向に挿通して緊張されたPC鋼材32の一方端部を「梁端鉄骨造部26」(梁端鉄骨造部26に設けたプレート27)に定着させ、柱10と「梁端鉄骨造部26」とを接合している。プレート27は、梁端鉄骨造部26の柱側の端部に設けてもよいが、好ましくは図示のとおり、梁端鉄骨造部26の柱側の端部からやや離れたところに設け、定着位置を柱際から離すとよい。これにより、柱10と「梁端鉄骨造部26」との接合部におけるPC鋼材32の長さを大きくとることができる。
また、「中央RC部28」を軸線方向に挿通して緊張されたPC鋼材34の各端部を「梁端鉄骨造部26」の梁中央側端部(梁端鉄骨造部26の端部に設けたプレート27a)に定着させ、「梁端鉄骨造部26(,26)」と「中央RC部28」とを接合している。
さらに本発明に係る躯体構造の建造物への適用例(特に上層と下層との関係について)を以下に示す。
図7、図8は実施例(1)に示した躯体構造を用いた建造物の骨組を示すものである。実施例2〜4に示した躯体構造も適用できるものである。
また、図7は、上層と下層の柱10a,10b(又は10b,10c)の接合例のバリエーションを説明するためのものである。
図7において、各柱10a,10b,10cは、PCa構造により構成されている。
上層と下層の梁20,20間のほぼ中央の高さ位置において、柱10a,10b(又は10b,10c)の接合部が形成されている。
図7において、柱10の接合部A,B,C,D,Eいずれも、上層と下層の柱10a,10b(又は10b,10c)がPC鋼材40を緊張させた状態で圧着、接合される例を示している。このような構成により、工場製作による柱を用いて品質の向上を図り、また施工作業を簡便にすることができる。
また、上層と下層の柱同士を、緊張されたPC鋼材によって圧着、接合することにより、強固な骨組を構成することができる。
図7中、Aは、材軸方向に配線され鉛直方向に真っ直ぐ延びるPC鋼材40が上層及び下層両方の柱10a,10bを貫通する形で延びており、PC鋼材40の定着部が上層の柱10aの上面と下層の柱10bの下面に位置して緊張されている例を示す。
Bは、上層と下層の柱10a,10bの接合部近傍においてX字状に交叉するPC鋼材40によって、上層と下層の柱10a,10bが圧着、接合される例を示す。PC鋼材の40の定着端は柱10a,10bの側面に位置している。
C,D,Eは、いずれも、上層と下層の柱10a,10b(又は10b,10c)の接合部近傍において側面視対をなすように弓なりに配線されたPC鋼40によって、上層と下層の柱10a,10b(又は10b,10c)が圧着、接合される例を示す。PC鋼材40の定着端は柱10a,10b(又は10b,10c)の側面に位置している。
Cは、PC鋼材40の定着端が上層と下層の柱10a,10bの接合部近傍に位置する例を示し、Eは、PC鋼材40の定着端が梁20との接合部に近い位置に形成されている例を示す。
Dは、PC鋼材40の、上層と下層とでは各柱10b,10cを挿通する長さが異なっている例を示す。また、PC鋼材40の上方の固定端及び下方の緊張端が柱10cの下側位置にずらしてあるため、作業がし易い。
図8に示す躯体構造の実施例は、請求項3,4,5,7に相当する構成を有している。
梁20は、実施例1と同様の構成であり、そのスパン間において、長手方向に、鉄骨造部24と、コンクリート系部材(好ましくはRC部)とを連結した混合構造で構成されている。「梁端RC部22,22」は、梁20の一部を構成しており、「中央鉄骨造部24」と協同して梁20の全体を構成しており、梁20と柱10との接合は実施例1と同様である。
上層と下層の梁20,20間のほぼ中央の高さ位置において、柱10の接合部が形成されているが、鉄筋コンクリート造の部分(コンクリート系部材11)が直接に接合されるのではなく、鉄骨造部15を介して接合されている。つまり、柱10は、その上下層の間において、長手方向に、鉄骨造部15と、コンクリート系部材11とを連結した混合構造で構成されている。鉄骨造部15には、例えばH型鋼、断面十字型鋼等が使用される。
柱10は、梁と同じく、鉄骨造部15と、コンクリート系部材11とが、材軸方向に配線され緊張されたPC鋼材40によって圧着されて連結されている。
柱10は、PC鋼材40を緊張することにより圧着、連結されており、鉛直方向(材軸方向)に真っ直ぐ延びるPC鋼材40は、コンクリート系部材11を挿通する形で延びており、コンクリート系部材11の上下両端部に突き合わされた鉄骨造部15(その上下両端部に溶接されたプレート部)に定着されている。各階毎にPC鋼材40を緊張することにより柱を順次、圧着、接合するものであり、解体時には柱10を、コンクリート系部材11と、鉄骨造部15とに分離して再利用することができる。
柱と梁との接合部は、梁20(の端面)が柱10に、緊張されたPC鋼材30によって圧着されてなる。
柱と梁との接合部は、柱10及び梁20の両方とも、コンクリート系部材11,22によって形成され、上記コンクリート系部材11を挿通させて設けたPC鋼材30が、接合されるべき梁20に緊張状態で定着されることによって、梁20と柱10とが圧着されている。柱と梁との交叉位置において、鉛直方向と水平方向とに配線された(それぞれ材軸方向に配線された)PC鋼材40と30とが直交している。
図8に示すものは、柱10が梁20を貫通し、梁20が柱10を左右から挟む態様で、梁20の端部面が柱10に圧着されて接合されている。通し柱状に構成されているものである。
図8に示す躯体構造の構築方法の例を図9を参照して説明する。
先ず(a) 柱10のコンクリート系部材11を適宜方法で立設する。次いで、(b) 梁端RC部22(図左端)を左端の柱10のコンクリート系部材11に接合するよう所定の位置に配置する(適宜支持具を用いて行う)。(c) さらに中央鉄骨造部24(図中、2つのうちの左側)を所定位置に配置する。(d) 柱10のコンクリート系部材11及び梁端RC部22を挿通するPC鋼材30を中央鉄骨造部24(プレート25)に緊張させて定着させる。(e) 梁端RC部22(図中央の2個)を中央の柱10のコンクリート系部材11に接合するよう所定の位置に配置する。(f) 中央鉄骨造部24(右側)を所定位置に配置する。(g) 柱10のコンクリート系部材11及び梁端RC部22を挿通するPC鋼材30を中央鉄骨造部24(プレート25)に緊張させて定着させる。(h) 梁端RC部22(図右端)を右端の柱10のコンクリート系部材11に接合するよう所定の位置に配置する。(i) 柱10のコンクリート系部材11及び梁端RC部22を挿通するPC鋼材30を中央鉄骨造部24(プレート25)に緊張させて定着させる。これにより、2スパンにわたる梁と柱との接合が完了する。
さらに、(j) 柱10のコンクリート系部材11の上に鉄骨造部15を設置し、柱10の内部を軸方向に配線されたPC鋼材40を緊張して鉄骨造部15を連結する。(k) この鉄骨造部15の上に柱10のコンクリート系部材11及びさらにその上に鉄骨造部15を設置し、柱10のコンクリート系部材11の内部を軸方向に配線されたPC鋼材40を緊張して鉄骨造部15同士を柱10のコンクリート系部材11を介して上下に連結する。その後は、前記と同様に梁を施工する。このような作業を順次行うことにより構築することができる。
図10に示す躯体構造の実施例は、請求項3,4,6,8に相当する構成を有している。
図8に示すものと異なり、梁20が柱10を貫通し、柱10が梁20を上下から挟む態様で、柱10の端部面が圧着されて接合されているものである。管柱状に構成されているものである。
柱10は、上下層の間において、中間部に位置する鉄骨造部15と、この上下両側に位置して梁20に圧着されるコンクリート系部材11とを連結してなる。
図11に示す躯体構造の実施例は、請求項3,4,6,8,10に相当する構成を有している。
梁20が柱10を貫通し、柱10が梁20を上下から挟む態様で、柱10の端部面が圧着されて接合されている態様は、図10に示すものと同様である。管柱状に構成されているものである。
図10に示したものに比べて、梁20の中間部に位置する鉄骨造部24の長さは短くなっている。
図10に示したものと異なり、柱10は、上下層の間において、コンクリート系部材11と、下の端部に位置して梁20に圧着される鉄骨造部15を備えてなる。柱10の下端の鉄骨造部15が梁20に圧着され、梁を挿通するPC鋼材の定着位置が、上下層の間で下方に位置するため、作業がしやすい。
また、柱10及び梁20によって四辺形に組まれた軸組に、鉄骨造部を連結するブレース60を配設している。鉄骨造部を連結するため、施工が簡便である。このブレース60は、上層の梁20の中央部に位置する鉄骨造部24と、柱10の下端部に位置する鉄骨造部15とのを連結するように架設され、一のスパンにおいて、逆V字形をなすように設けられている。ブレース60は、好ましくは鉄骨ブレースが用いられる。
図12に示す躯体構造の実施例は、請求項3,4,5,6,9,10に相当する構成を有している。
a階(図12の一番下の階)では、梁20が、そのスパンの中間部に位置する鉄骨造部24と、この両側に位置するコンクリート系部材22とを連結してなり、梁20は柱10を貫通して真っ直ぐ延びて連結されている。
a+1階では、梁20が、そのスパンの中間部に位置するコンクリート系部材28(「中央RC部28」)と、この両側に位置する鉄骨造部26(「梁端鉄骨造部26(,26)」)とを連結してなる。図6に示した態様である。a+2階はa階と同じになる。このような組合せを順次繰り返して躯体を構築することができる。
a階では、梁20が柱10を貫通し、柱10が梁20を上下から挟む態様で、柱10の端部面が圧着されて接合されている(a−1階は図示省略)。a階(床部)の柱10と梁20の接合部で、柱10は管柱状である。
a+1階では、柱10が梁20を貫通し、梁20が柱10を左右から挟む態様で、梁20の端部面が柱10に圧着されて接合されている。a+1階(床部)の柱10と梁20の接合部で、柱10は通し柱状である。
a階では、柱10は、コンクリート系部材11と、下の端部に位置して梁20に圧着される鉄骨造部15を備えてなる。
a+1階では、柱10は、コンクリート系部材11と、下の端部に位置する鉄骨造部15を備えてなるが、柱10が梁20を貫通しているため、下の端部に位置する鉄骨造部15の下端部が、a階の柱10のコンクリート系部材11の上端面に直に接合されている。また、a+2階は、a階と同じ構成であり、a+1階の柱10のコンクリート系部材11の上端面は、a+2階において柱10を貫通している梁20の下面に圧着、接合されている。
柱10及び梁20によって四辺形に組まれた軸組に、鉄骨造部を連結するブレース60を配設している。ブレース60の配置態様が階によって異なっている。換言すると、階によってブレースの配置態様を変えるべく、梁20の構成を変更することができる例を示しているものでもある。
ブレース60は、a階では、そのスパンの中間部に位置する鉄骨造部24と、a+1階の梁20の「梁端鉄骨造部26,26」を連結するように架設され、一のスパンにおいて、V字形をなすように設けられている。
ブレース60は、a+1階では、「梁端鉄骨造部26,26」と、a+2階の梁20のスパンの中間部に位置する鉄骨造部24と連結するように架設され、一のスパンにおいて、逆V字形をなすように設けられている。
図13に示す躯体構造の実施例は、請求項3,4,5,7,10に相当する構成を有している。
柱10と梁20とによって構成される基本的軸組は、図8に示したものと同じである。柱10が梁20を貫通し、梁20が柱10を上下から挟む態様で、梁20の端部面が柱10に圧着されて接合されている。通し柱状に構成されているものである。
梁20は、そのスパン間において、長手方向に、「梁端RC部22,22」と「中央鉄骨造部24」とで構成されている。
図8に示したものに比べて、梁20の中間部に位置する鉄骨造部24の長さは短くなっている。
柱10及び梁20によって四辺形に組まれた軸組に、鉄骨造部を連結するブレース60を配設している。ブレース60は、「中央鉄骨造部24」と、柱10の、上下階の間の中間部に位置する鉄骨造部15とを連結するように方杖状に架設され、全体として一のスパンにおいて、ほぼ菱形(四辺形)をなすように設けられている。
図14に示す躯体構造の実施例は、請求項3,4,5,7,11に相当する構成を有している。
柱10と梁20とによって構成される基本的軸組は、図8,13に示したものと同じである。柱10が梁20を貫通し、梁20が柱10を上下から挟む態様で、梁20の端部面が柱10に圧着されて接合されている。通し柱状に構成されているものである。
梁20は、そのスパン間において、長手方向に、「梁端RC部22,22」と「中央鉄骨造部24」とで構成されている。図8に示したものと同じく、「中央鉄骨造部24」は、「梁端RC部22,22」よりも長く形成されている。
柱10及び梁20によって四辺形に組まれた軸組の入隅に、方杖65を配設している。方杖65は、軸組の入隅において、柱10と梁20それぞれのコンクリート系部材に固着されている。方杖65は鋼板部材等を用いて構成し得る。方杖65は制震ダンパーとして機能する。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲で種々の変形、付加等が可能である。図に例示した実施例を適宜組み合せた構成を採用し得る。
本発明に係る躯体構造は、桁行方向及び/又は梁間方向に設けることができる。一の架構面の各スパン全部のほか一部に設けることもできる。また各層全部のほか一部に設けることもできる。柱に用いられるコンクリート系部材としては、通常、鉄筋コンクリート造が用いられるが、鉄骨鉄筋コンクリート造を用いることもできる。また、請求項1,2において、上層と下層の柱の接合方法は何ら限定されるものではなく、スリーブジョイントを用いる方法等によってもよい。
実施例1に係る建築物の躯体構造を示す正面図である。 図1の柱・梁の仕口部付近の拡大図である。 (a)は図2の2A−2A断面図、(b)は図2の平面図である。 実施例2に係る建築物の躯体構造を示す正面図である。 実施例3に係る建築物の躯体構造を示す正面図である。 実施例4に係る建築物の躯体構造を示す正面図である。 躯体構造の実施例(建造物の骨組)を示す正面図である。 躯体構造の実施例(建造物の骨組)を示す正面図である。 実施例の躯体構造の施工方法を例示する説明図である。 躯体構造の実施例(建造物の骨組)を示す正面図である。 躯体構造の実施例(建造物の骨組)を示す正面図である。 躯体構造の実施例(建造物の骨組)を示す正面図である。 躯体構造の実施例(建造物の骨組)を示す正面図である。 躯体構造の実施例(建造物の骨組)を示す正面図である。
符号の説明
10,10a,10b,10c 柱
11 コンクリート系部材
15 鉄骨造部
20 梁
22 コンクリート系部材(鉄筋コンクリート造部)
24 鉄骨造部
25 プレート
26 鉄骨造部
28 コンクリート系部材(鉄筋コンクリート造部)
30,32,34 PC鋼材
40 PC鋼材
60 ブレース
65 方杖

Claims (11)

  1. 柱と梁とが接合された建造物の躯体構造において、
    梁を、梁の少なくとも両端部に位置して柱と接合されるコンクリート系部材と、両コンクリート系部材の間に位置して両コンクリート系部材の梁中央側の端部と接合される鉄骨造部とを備えた混合構造で構成し、
    柱及びコンクリート系部材を挿通して緊張されたPC鋼材の一方端部を鉄骨造部の各端部に定着させることによって、柱とコンクリート系部材とを接合するとともに、コンクリート系部材と鉄骨造部とを接合してなる、
    建造物の躯体構造。
  2. 柱と梁とが接合された建造物の躯体構造において、
    梁を、梁の少なくとも両端部に位置して柱と接合される鉄骨造部と、両鉄骨造部の間に位置して両鉄骨造部の梁中央側の端部と接合されるコンクリート系部材とを備えた混合構造で構成し、
    柱を挿通して緊張されたPC鋼材の一方端部を鉄骨造部に定着させ、かつコンクリート系部材を挿通して緊張されたPC鋼材の各端部を鉄骨造部の梁中央側端部に定着させることによって、柱と鉄骨造部とを接合するとともに、鉄骨造部とコンクリート系部材とを接合してなる、
    建造物の躯体構造。
  3. 柱と梁とが接合された建造物の躯体構造において、
    梁は、長手方向に、鉄骨造部と、コンクリート系部材とを連結した混合構造で構成され、
    柱は、長手方向に、鉄骨造部と、鉄筋コンクリート造その他のコンクリート系部材とを連結した混合構造で構成され、かつ、
    梁及び柱は、それぞれ、鉄骨造部と、コンクリート系部材とが、緊張されたPC鋼材によって圧着されて連結され、
    柱と梁との接合部は、柱又は梁のいずれか一方が他方に、緊張されたPC鋼材によって圧着されてなる、
    建造物の躯体構造。
  4. 柱と梁との接合部は、
    (a)柱又は梁の少なくともいずれか一方が、コンクリート系部材によって形成され、
    (b)上記コンクリート系部材によって形成された柱又は梁を挿通させて設けたPC鋼材が、接合されるべき梁又は柱に緊張状態で定着されることによって、梁と柱とが圧着され、
    (c)柱と梁との交叉位置において、鉛直方向と水平方向とに配線されたPC鋼材が直交している、
    請求項3に記載の建造物の躯体構造。
  5. 柱が梁を貫通し、梁が柱を左右から挟む態様で、梁の端部面が柱に圧着されて接合されている、請求項4に記載の建造物の躯体構造。
  6. 梁が柱を貫通し、柱が梁を上下から挟む態様で、柱の端部面が圧着されて接合されている、請求項4に記載の建造物の躯体構造。
  7. 梁は、そのスパンの中間部に位置する鉄骨造部と、この両側に位置して柱に圧着されるコンクリート系部材とを連結してなるか、又は、そのスパンの中間部に位置するコンクリート系部材と、この両側に位置して柱に圧着される鉄骨造部とを連結してなる、
    請求項3〜5のいずれかに記載の建造物の躯体構造。
  8. 柱は、上下層の間において、中間部に位置する鉄骨造部と、この上下両側に位置して梁に圧着されるコンクリート系部材とを連結してなるか、あるいは、上下層の間において、コンクリート系部材と、上下又はいずれかの端部に位置して梁に圧着される鉄骨造部を備えてなる、
    請求項3,4又は6のいずれかに記載の建造物の躯体構造。
  9. a階では、梁が、そのスパンの中間部に位置する鉄骨造部と、この両側に位置するコンクリート系部材とを連結してなり、a+1階では、梁が、そのスパンの中間部に位置するコンクリート系部材と、この両側に位置する鉄骨造部とを連結してなる、
    請求項3〜8のいずれかに記載の建造物の躯体構造。
  10. 柱及び梁によって四辺形に組まれた軸組に、鉄骨造部を連結するブレースを配設した、
    請求項3〜9のいずれかに記載の建造物の躯体構造。
  11. 柱及び梁によって四辺形に組まれた軸組の入隅に、方杖を配設した、
    請求項3〜10のいずれかに記載の建造物の躯体構造。
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