JP2005126973A - 鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接合部の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 建方時および解体時の施工性がよく、解体後、鉄骨梁等の再利用や柱の再生利用に際して、材料ロスが殆ど生じない、リサイクル建築システムに好適な鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接合部の構造を提供する。
【解決手段】 鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁２を接合するにあたり、水平板部１２ａと垂直板部１２ｂと両板部１２ａ，１２ｂにわたって設けられた補強部１２ｃとを備えた鋼製ブラケット１２の前記垂直板部１２ｂを鉄筋コンクリート柱１の側面に、アンカーボルト１３、雌ねじ状インサート金物１８、通しボルト２２等によってボルト接合し、前記水平板部１２ａに鉄骨梁２を載置した状態で、当該鉄骨梁２の下フランジ２ａを水平板部１２ａにボルト接合する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁を接合する接合部の構造に関するものである。

近年、地球環境への負荷の少ない循環型社会経済システムの構築の必要性に鑑み、建設工事の分野においても、建設資材の省資源化および循環利用を目指した建設リサイクルが推進されており、建設副産物の発生抑制、再使用、再生利用（再資源化）を追及したリサイクル建築システムの開発が強く望まれている。

プレキャスト鉄筋コンクリート柱（ＰＣａ柱）と鉄骨梁をピン接合とすることは、一般的に、剛接合の構造に比べて解体が容易になり、廃材の発生量の抑制や鉄骨材の再使用などの面で有効である。しかしながら、従来では、ＰＣａ柱と鉄骨梁をピン接合するにあたっては、純鉄骨造のピン接合と同様に、ＰＣａ柱の側面から跳ねだした１枚のガセットプレートに、鉄骨梁のウエブを、当て板（ジョイントプレート）を介してボルト接合していたため、クレーン等で支持した鉄骨梁を仮固定するための仮ボルトが必要であるばかりでなく、建方時と解体時の双方に、作業中、鉄骨梁を支持するクレーン等による仮設サポートが必要とされ、施工性や安全性の面で問題があった。

尚、特許文献１には、ＰＣａ柱と鉄骨梁を剛接合する構造ではあるが、鉄骨梁の重量をＰＣａ柱に預けた状態で、両者を接合する技術が記載されている。これは、図１０、図１１に示すように、ＰＣａ柱ａの側面に突出部（アゴ）ｂを一体成形しておく一方、鉄骨梁ｃの端部には、ウエブの下半部と下フランジを切除して、前記突出部ｂに載る支持部ｄを形成すると共に、支持部ｄの先端と、支持部ｄの下部の先端に、夫々、垂直な接合プレートｅ，ｆを溶接し、上側の接合プレートｅと上フランジ、下側の接合プレートｆと下フランジ間に、夫々、補強プレートｇ，ｈを溶接しておき、鉄骨梁ｃの端部に形成された支持部ｄを前記突出部ｂに載置した状態で、上下の接合プレートｅ，ｆとＰＣａ柱ａの側面との間に、無収縮モルタルからなる充填材ｉを充填し、充填材ｉの硬化後、予めＰＣａ柱ａに埋設されたシースと、その両側に接合すべき鉄骨梁ｃの接合プレートｅ，ｅ、ｆ，ｆに形成された貫通孔にわたってＰＣ鋼棒ｊを挿通し、ＰＣ鋼棒ｊの一端を圧着グリップ等によって固定し、ＰＣ鋼棒ｊの他端をジャッキ等で緊張させた状態で、圧着グリップ等によって固定したものである。

上記の接合構造によれば、鉄骨梁ｃの端部に形成された支持部ｄを突出部ｂに載置することにより、鉄骨梁ｃの重量をＰＣａ柱ａに預けた状態で、両者を接合できるので、仮ボルトや作業中に鉄骨梁を支持するクレーン等による仮設サポートが不要で、建方を容易に行える等の利点がある。

しかしながら、この接合構造は、解体時の施工性まで考慮したものではなく、解体にあたっては、緊張状態にあるＰＣ鋼棒ｊの抜取り、充填材ｉのはつり取りなど多くの煩雑な作業が必要である。また、鉄骨梁ｃの端部を、上記のような複雑な形状に加工してあるため、解体後、鉄骨梁ｃを、例えば、山留め壁の芯材、親杭横矢板工法の親杭、切梁などとして再利用する際、不要な部分（支持部ｄ、接合プレートｅ，ｆ、補強プレートｇ，ｈ等）を切り落とす必要があり、材料ロスが多くて、リサイクル建築システムには不向きである。

特許第３４０７１６４号公報

本発明は、上記の事柄に留意してなされたもので、その目的とするところは、建方時および解体時の施工性がよく、解体後、鉄骨梁等の再利用や柱の再生利用に際して、材料ロスが殆ど生じない、リサイクル建築システムに好適な鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接合部の構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明が講じた技術的手段は、次のとおりである。即ち、請求項１に記載の発明は、水平板部と垂直板部と両板部にわたって設けられた補強部とを備えた鋼製ブラケットの前記垂直板部を鉄筋コンクリート柱の側面にボルト接合し、前記水平板部に鉄骨梁を載置した状態で、当該鉄骨梁の下フランジを水平板部にボルト接合したことを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、互いに直交する方向の鉄骨梁が夫々鋼製ブラケットを介してボルト接合されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、最上階の柱頭において、鋼製ブラケットを介してボルト接合された鉄骨梁と直交する方向の鉄骨梁を鉄筋コンクリート柱の柱頭に載置した状態で、当該鉄骨梁の下フランジを柱頭にアンカーボルト又は雌ねじ状インサート金物によってボルト接合したことを特徴としている。

尚、請求項１〜３に記載の発明において、鉄筋コンクリート柱としては、コンクリートの現場打ちによって構築された鉄筋コンクリート柱、工場又はサイトで成形されたプレキャスト鉄筋コンクリート柱の何れであってもよい。また、鋼製ブラケットの垂直板部を鉄筋コンクリート柱の側面にボルト接合するにあたっては、鉄筋コンクリート柱に埋設したアンカーボルト、雌ねじ状インサート金物、鉄筋コンクリート柱を貫通する通しボルトの何れを採用してもよい。

上記の構成によれば、鉄筋コンクリート柱の側面にボルト接合した鋼製ブラケットや鉄筋コンクリート柱の柱頭に鉄骨梁を載置して、鉄骨梁の重量を鉄筋コンクリート柱に預けた状態で、下フランジのボルト接合を行えるので、クレーン等で支持した鉄骨梁を仮固定するための仮ボルトや、作業中、鉄骨梁を支持するクレーン等による仮設サポートが不要で、建方時の施工性がよく、解体の場合も、鉄骨梁の重量を鉄筋コンクリート柱に預けた状態で、ボルトの抜取りを行えるので、解体時の施工性がよい。

殊に、鉄骨梁や鋼製ブラケットはボルト接合であり、健全な状態で取り外すことができるので、１００％の再利用が可能であり、鉄骨梁の端部には、下フランジにボルト孔を形成するだけで済むので、解体後の鉄骨梁を、例えば、山留め壁の芯材、親杭横矢板工法の親杭、切梁等として再利用する際、鉄骨梁の端部を切り落とす必要がなく、材料ロスが生じない。また、鉄筋コンクリート柱も、解体のうえ、鉄筋、アンカーボルト、雌ねじ状インサート金物の分離、再資源化が可能であり、骨材の再利用も可能である。従って、リサイクル建築システムに好適である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明するが、それによって本発明は限定されるものではない。図１は、リサイクル建築システムを採用した建物の概要を示す。図１において、１は鉄筋コンクリート柱（この例ではプレキャスト鉄筋コンクリート柱であるから、以下、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１と記載する。）、２は鉄骨梁、３は
折版屋根、４はコンクリートの現場打ちにより構築された１階の床構造スラブ、５は外壁を構成するプレキャスト鉄筋コンクリートパネルである。プレキャスト鉄筋コンクリート柱１の柱脚は、床構造スラブ４の剛に接合されている。

上記の建物においては、前記柱や外壁をフルプレキャスト化することにより、廃材の発生を抑制すると共に、骨材の再生利用を可能にしている。外壁を構成するプレキャスト鉄筋コンクリートパネル５は、化粧打ち放し仕上げとすることにより、外装仕上げ工事を省力化すると共に、必要強度に合わせて配筋量を設定することによって、補強用の下地鉄骨を不要にしてあり、更に、解体時には、取り外したプレキャスト鉄筋コンクリートパネル５を地面に敷き並べて、建機の走行が可能な作業床として使用できるように配慮されている。また、基礎梁のない床構造スラブ４とする一方、工事前地盤レベルと工事後の設計ＧＬレベルの調整により、切土と盛土の土量を均等化することによって、掘削残土の発生を抑制してある。

照明器具６、空調室内機７、空調室外機８、発電機９、防火シャッター１０、配線配管ビットを形成する二重床１１等の設備類としては、解体した他の建物の設備類が再使用されている。

鉄骨梁２としては、モジュールの統一化による解体後の再利用を容易にするために、例えば、山留め材（山留め壁の芯材、親杭横矢板工法の親杭、切梁、仮設構台などである。）として用いるリース材と同じ断面のものが使用されている。

プレキャスト鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁２の接合構造には、建方時および解体時の施工性を考慮して、鉄骨梁２の取付け、取外しが容易なように、次のようなピン接合が採用されている。

即ち、図２、図３に示すように、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁２をピン接合とするにあたり、水平板部１２ａと垂直板部１２ｂと両板部１２ａ，１２ｂにわたって設けられた板状の補強部１２ｃとを備えた鋼製ブラケット１２の前記垂直板部１２ｂをプレキャスト鉄筋コンクリート柱１の側面に、当該側面から先端が突出する状態に埋設されたアンカーボルト１３によってボルト接合し、前記水平板部１２ａに鉄骨梁２を載置した状態で、当該鉄骨梁２の下フランジ２ａを水平板部１２ａにボルト接合してある。１４は、前記アンカーボルト１３に螺合するナット、１５は、前記下フランジ２ａと水平板部１２ａを貫通するボルト、１６は前記ボルト１５に螺合するナットである。

また、最上階の柱頭においては、図２に示すように、前記鋼製ブラケット１２を介して接合された鉄骨梁２と直交する方向の鉄骨梁２をプレキャスト鉄筋コンクリート柱１の柱頭に載置した状態で、当該鉄骨梁２の下フランジ２ａを柱頭に、柱頭から上方へ突出したアンカーボルト１３によってボルト接合してあるが、中間階梁の場合は、図４、図５に示すように、互いに直角な二方向の鉄骨梁２の夫々を、鋼製ブラケット１２を介して接合することになる。図２、図４に示すＬは、屋根勾配を確保するための段差である。図２に示す１７は、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１の立設後、現場で柱頭に施工された天端レベル調整用のモルタルであり、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１の柱頭が平滑で且つレベルの精度が確保できる場合は、モルタル１７は省略できる。

鋼製ブラケット１２として、図示の例では、水平板部１２ａと垂直板部１２ｂの両側に板状の補強部１２ｃを設けた箱状のものを使用しているが、補強部１２ｃの形状や数及び位置などは適宜変更可能であり、鋼製ブラケット１２の形状は図示のものに限定されるものではない。

上記の接合構造によれば、例えば、予め、側面に鋼製ブラケット１２がボルト接合されたプレキャスト鉄筋コンクリート柱１を立設し、クレーン等で吊り上げた鉄骨梁２の端部を前記鋼製ブラケット１２やプレキャスト鉄筋コンクリート柱１の柱頭に載置し、鉄骨梁２の重量をプレキャスト鉄筋コンクリート柱１に預けた状態で、下フランジ２ａのボルト接合を行えるので、クレーン等で支持した鉄骨梁２を仮固定するための仮ボルトや、作業中、鉄骨梁２を支持するクレーン等による仮設サポートが不要で、建方時の施工性がよく、解体の場合も、鉄骨梁２の重量をプレキャスト鉄筋コンクリート柱１に預けた状態で、ボルトの抜取りを行えるので、解体時の施工性がよい。

殊に、鉄骨梁２や鋼製ブラケット１２はボルト接合であり、健全な状態で取り外すことができるので、１００％の再利用が可能であり、鉄骨梁２の端部には、下フランジ２ａにボルト孔を形成するだけで済むので、解体後の鉄骨梁２を、例えば、山留め壁の芯材、親杭横矢板工法の親杭、切梁等として再利用する際、鉄骨梁２の端部を切り落とす必要がなく、材料ロスが生じない。

また、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１も、解体のうえ、鉄筋やアンカーボルト１３を分離回収して、再資源化することが可能であり、骨材の再生利用も可能である。

図２〜図５に示した実施形態では、何れも、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１に埋設したアンカーボルト１３によって鋼製ブラケット１２を取り付けているが、図６、図７に示すように、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１の少なくとも一面には、アンカーボルト１３に代えて、雌ねじ状インサート金物１８を埋設し、当該雌ねじ状インサート金物１８に螺合するボルト１９で鋼製ブラケット１２の垂直板部１２ｂをボルト接合するようにして実施することも可能である。図７に示す２０は雌ねじ状インサート金物１８の内端に挿通したアンカー鉄筋である。

この構成によれば、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１の雌ねじ状インサート金物１８を埋設した面が平坦になるので（アンカーボルト１３先端の突出部がなくなるので）、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１を製造する際、図７に示すように、上面が平坦な底型枠２１を用いることができ、アンカーボルト１３先端の突出部を挿入するための凹部を形成する必要がなく、底型枠２１の構造を単純化できる利点がある。

図示しないが、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１の四面全てのアンカーボルト１３及び柱頭のアンカーボルト１３を雌ねじ状インサート金物１８に置き換えて実施できる。また、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１の側面に鋼製ブラケット１２の垂直板部１２ｂをボルト接合するにあたっては、前記アンカーボルト１３や雌ねじ状インサート金物１８に代え、図８、図９に示すように、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１を貫通する通しボルト２２を採用してもよい。

尚、図１〜図９では、何れもプレキャスト鉄筋コンクリート柱１を例にとって本発明の実施形態を説明したが、コンクリートの現場打ちによって構築される鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接合部についても本発明が適用できることは勿論である。

リサイクル建築システムを採用した建物の概要を示す一部切欠き斜視図である。 最上階における柱・梁の接合部の構造を示す一部切欠き側面図である。 最上階における柱・梁の接合部の構造を示す一部切欠き平面図である。 中間階における柱・梁の接合部の構造を示す一部切欠き側面図である。 中間階における柱・梁の接合部の構造を示す一部切欠き平面図である。 他の実施形態を示す一部切欠き側面図である。 プレキャスト鉄筋コンクリート柱の断面図である。 他の実施形態を示す一部切欠き側面図である。 一部切欠き平面図である。 従来例を示す縦断側面図である。 従来例を示す横断平面図である。

符号の説明

１ プレキャスト鉄筋コンクリート柱
２ 鉄骨梁
２ａ 下フランジ
１２ 鋼製ブラケット
１２ａ 水平板部
１２ｂ 垂直板部
１２ｃ 補強部
１３ アンカーボルト
１８ 雌ねじ状インサート金物
２２ 通しボルト

Claims (3)

1. 水平板部と垂直板部と両板部にわたって設けられた補強部とを備えた鋼製ブラケットの前記垂直板部を鉄筋コンクリート柱の側面にボルト接合し、前記水平板部に鉄骨梁を載置した状態で、当該鉄骨梁の下フランジを水平板部にボルト接合したことを特徴とする鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接合部の構造。
2. 互いに直交する方向の鉄骨梁が夫々鋼製ブラケットを介してボルト接合されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接合部の構造。
3. 最上階の柱頭において、鋼製ブラケットを介してボルト接合された鉄骨梁と直交する方向の鉄骨梁を鉄筋コンクリート柱の柱頭に載置した状態で、当該鉄骨梁の下フランジを柱頭にアンカーボルト又は雌ねじ状インサート金物によってボルト接合したことを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接合部の構造。

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