JP2006169826A

JP2006169826A - 鋼コンクリート複合梁およびその施工方法

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Publication number: JP2006169826A
Application number: JP2004364151A
Authority: JP
Inventors: Tatsu Miyasaka; 達宮坂; Yukimasa Ogiwara; 行正荻原; Toshiyuki Fukumoto; 敏之福元; Hiroshi Fujimura; 博藤村; Kiyoshi Tsukamoto; 清塚本; Shigeru Yoshigai; 滋吉貝; Katsuyasu Sasaki; 勝康佐々木; Masaya Taki; 正哉瀧
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2024-12-16
Also published as: JP4577004B2

Abstract

【課題】
鉄骨工事、型枠工事、鉄筋工事、仮設工事などの各種工事の省力化、コスト削減などを可能にした鋼コンクリート複合梁およびその施工方法を提供する。
【解決手段】
梁断面の下端部に位置する鉄骨部２と当該鉄骨部２の上側に位置する鉄筋コンクリート部３とから形成する。鉄骨部２は梁の軸方向に連続する鋼板２ａと当該鋼板２ａの上面より前記鉄筋コンクリート部３内に突出した複数のスタッド２ｂとから形成する。施工に際しては、スタッド付きの鋼板２ａを底型枠とし、その両側に側型枠８，８を配置して上面が開口したＵ字型断面に構成した梁型枠内に上端主筋３ａ、下端主筋３ｂおよびせん断補強筋３ｃを矩形断面の鉄筋かご状に配筋する。そして、その後からコンクリートを打設し、コンクリートが硬化したら側型枠８，８を撤去する。
【選択図】図２

Description

本発明は、鋼コンクリート複合梁とその施工方法に関し、鉄骨工事、型枠工事、鉄筋工事、仮設工事などの各種工事の大幅な省力化等により、効率的施工およびコスト削減などを可能にしたものである。

一般に鉄骨鉄筋コンクリート（以下「ＳＲＣ」という）構造の建物は、鉄筋コンクリート（以下「ＲＣ」という）構造と鉄骨（以下「Ｓ」という）構造の両方の長所を備え、特にＲＣ構造に比べてはるかにすぐれており、ＲＣ構造より高い建物、スパンの大きな建物に広く用いられている。

また、Ｓ構造に比べても耐火・防錆被覆の必要がなく、さらに座屈や振動の問題もないため、特に居住性を重視する建物や医療機器を取り扱う病院などの建物はＳＲＣ構造とすることが多い。

その一方で、施工に際しては、Ｓ工事とＲＣ工事が錯綜するためＳ構造やＲＣ構造に比べてより緻密な検討が求められる。また、鉄筋を地組みする等して可能な限り高所作業を減らすことが合理化のポイントにつながり、そのためには充分な地組みスペースを確保する等の必要がある。

例えば、ＳＲＣ構造の梁の場合、梁断面の中央にＨ形鋼やＩ形鋼などの鉄骨材が配置され、その周囲に主筋とせん断補強筋が配筋され、かつコンクリートが打設されている。

また、その施工方法としては、その最も一般的な第一の施工方法として、梁鉄骨を組み立てた後、鉄骨軸組の周囲に作業足場を仮設し、この作業足場の上で梁主筋とせん断補強筋を配筋し、梁型枠を設置し、そしてコンクリートを打設する方法が知られ、またこの施工方法において特に、梁鉄骨を組み立てる前に主筋とせん断補強筋を地上で地組みする方法を第二の施工方法として知られ、さらに、第三の施工方法として、例えば図７に図示するように、梁型枠２０と吊り足場２１とを一体化して行う施工方法が知られている。

この第三の施工方法は、梁鉄骨２２の下側に型枠受けを兼ねた吊り足場２１を取り付け、この吊り足場２１の上に梁型枠２０を設置し、吊り足場２１の上で梁の配筋を行い、梁型枠２０を組み立て、そしてコンクリート２３を打設する方法である。
特開平５−２６３４９１号公報

しかし、上記した第一の施工方法では、梁下に作業足場を仮設する必要があり、また梁の配筋工事と型枠工事がともに作業足場の上で行うため、資材の荷揚げに難を伴い、また高所作業を強いられるため安全上問題があった。

また、梁鉄骨を組み立てる前に、主筋とせん断補強筋を地組みする第二の施工方法は、地組みのための作業ヤードを必要とするため、狭い敷地での施工はほぼ不可能であり、また梁下に作業足場を仮設する必要もあった。

そして、第三の施工方法は、梁鉄骨を組み立てる前に梁鉄骨２２に吊り足場２１を取り付けるための作業ヤードが必要なため、狭い敷地での施工はほぼ不可能であり、また梁鉄骨２２に吊り足場２１を取り付けるための受け金物を取り付ける必要があるため、コストが嵩む等の課題があった。

さらに、いずれの施工方法の場合にも、梁鉄骨は柱鉄骨に特殊形状の仕口金物を介して接合されることから仕口部が非常に複雑な形状になるため、特に仕口部の配筋作業が非常に面倒になるだけでなく、コンクリートの充填性も落ち、また梁および柱の鉄骨、仕口金物の製作に工数がかかり、コストが嵩む等の課題もあった。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、鉄骨工事、型枠工事、鉄筋工事、仮設工事などの各種工事の省力化等により、効率的施工およびコスト削減などを可能にした鋼コンクリート複合梁およびその施工方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の鋼コンクリート複合梁は、梁断面の下端部に位置する鉄骨部と当該鉄骨部の上側に位置する鉄筋コンクリート部とから形成され、前記鉄骨部は梁の軸方向に連続する鋼板と当該鋼板の上面より前記鉄筋コンクリート部内に突出した複数のシアコネクターとから形成されてなることを特徴とするものである。

本発明は、梁の下端部に鉄骨部を板状に集約して設けることで、特に仕口金物の形状を例えば図２に図示するような単純な形状にして仕口金物の製作コストの削減等を可能にし、また梁および仕口部の配筋を簡単に行えるようにして施工の効率化等を可能にしたものである。

なお、この場合の梁断面の設計方法としては、例えば鉄骨部の鋼板を梁の主筋とみなし、鉄筋コンクリート梁の設計方法に準じて行うことができる。またシアコネクターには、例えばスタッドボルトや鉄筋、あるいはＴ形鋼や溝形鋼、あるいはＨ形鋼などの形鋼を用いることができ、この場合スタッドボルトや鉄筋は点状に突設することができ、Ｔ形鋼などの形鋼は梁の軸方向に並列に突設することができる。

請求項２記載の鋼コンクリート複合梁の施工方法は、梁断面の下端部に位置する鉄骨部と当該鉄骨部の上側に位置する鉄筋コンクリート部とからなる鋼コンクリート複合梁の施工方法であって、上面に複数のシアコネクターを有する鋼板を底型枠とし、当該底型枠の両側に側型枠を設置して上方が開口したＵ形断面の梁型枠を形成し、当該梁型枠内に梁主筋とせん断補強筋を配筋し、かつコンクリートを打設し、当該コンクリートが硬化した後、前記側型枠を撤去することを特徴とするものである。

本発明は特に、鉄骨部の鋼板を施工時の鉄筋や側型枠などを支持する受けとして利用することで、梁配筋や梁型枠の組立等をきわめて効率的に行えるようにしたものである。

請求項３記載の鋼コンクリート複合梁の施工方法は、請求項２記載の鋼コンクリート複合梁の施工方法において、梁型枠の組立、梁主筋およびせん断補強筋の配筋を地上で行うことにより梁の型枠ユニットを形成し、当該型枠ユニットを先行施工された柱間に架け渡し、当該型枠ユニット内にコンクリートを打設し、当該コンクリートが硬化した後、側型枠を撤去することを特徴とするものである。

本発明は特に、梁型枠の組立と配筋を地上で行うことにより高所作業を可能な限り減らして作業の安全を図るようにしたものである。

本発明は、梁の下端部に鉄骨部が板状に集約して設けられていることで、特に仕口金物の形状を例えば図３（ｃ）に図示するような単純な形状とすることができるため、仕口金物の製作コストの低減を図ることができる。

また、梁および仕口部の配筋が簡単になり、さらに鉄骨部の鋼板を施工時の鉄筋や側型枠などを支持する受けとして利用することで、梁配筋や梁型枠の組み立て等をきわめて効率的に行うことができる等の効果もある。

図１（ａ），（ｂ）は、本発明に係る鋼コンクリート複合梁の一例を示し、図において、鋼コンクリート複合梁（以下単に「梁」という）１は、梁断面の下端部に鉄骨部２、その上側に鉄筋コンクリート部３をそれぞれ有し、矩形断面形に形成されている。

鉄骨部２は梁１の軸方向に平板状に連続する鋼板２ａと当該鋼板２ａの上面側にシアコネクターとして突設された複数のスタッド２ｂとから形成され、スタッド２ｂはスタッドボルトや鉄筋などから形成され、鋼板２ａの上に溶接によって突設されている。

一方鉄筋コンクリート部３は、梁１の軸方向に複数の上端主筋３ａと下端主筋３ｂを配筋し、この上端主筋３ａと下端主筋３ｂに複数のせん断補強筋３ｃを巻き掛けて配筋し、かつこれらの鉄筋の周囲にコンクリート３ｄを打設することにより形成されている。そして、鉄骨部２と鉄筋コンクリート部３は複数のスタッド２ｂを介して一体化され、双方協同して外力に抵抗する鋼コンクリート複合梁を構成している。

なお、梁１の断面設計に際しては、たとえば鉄骨部２の鋼板２ａを鉄筋コンクリート部３の上端主筋３ａおよび下端主筋３ｂと同じ梁の主筋とみなし、鉄筋コンクリート梁として鋼板２ａの厚さと幅を決定することができる。

図３（ａ）〜（ｃ）は、ＳＲＣ構造の柱４と上記した梁１との接合部を示し、図において、柱４の柱鉄骨４ａに十字形断面の鉄骨材が用いられ、また梁１の接合部には梁１を接合するための仕口金物５が取り付けられている。

なお、柱鉄骨４ａは複数階ごとの長さにユニット化され、適宜上方に継ぎ足し接合することにより最下階から最上階まで連続した状態に形成されている。また、ユニット化された柱鉄骨４ａの各階の仕口部に仕口金物５が取り付けられている。

仕口金物５は、柱４の各側面部にそれぞれ水平に突出した継手フランジ５ａ，５ａを有し、平面ほぼ十字形状に形成され、かつ各継手フランジ５ａには複数のボルト孔５ｂがそれぞれ形成され、さらに中央部分にコンクリート充填孔５ｃが形成されている。また、仕口金物５は柱鉄骨４ａを水平に貫通し、柱鉄骨４ａと溶接により一体化されている。

そして、継手フランジ５ａの上側に梁１の鋼板２ａの端部が重ねられ、かつ鋼板２ａの端部に形成された複数のボルト孔（図省略）と継手フランジ５ａのボルト孔５ｂに接合ボルト６が締め付けられている。

また、柱４を挟んでその両側の梁１，１間に複数の上端主筋３ａと下端主筋３ｂが柱４を水平に貫通して配筋されている。さらに、柱４と梁１および床スラブ７のコンクリートが一体的に打設されている。こうして、ＳＲＣ構造の柱４と鋼コンクリート複合梁１との接合部が形成されている。

このような構成において、次に梁が上記した鋼コンクリート複合構造、柱がＳＲＣ構造の建物軸組を例に、鋼コンクリート複合梁の施工方法を図４〜図６に基いて説明する。

Ｉ．最初に、地上において、例えば図２に図示するように、鉄筋コンクリート部３の上端主筋３ａ、下端主筋３ｂおよびせん断補強筋３ｃを矩形断面の鉄筋かご状に組み立て、その下側と両側にスタッド付きの鋼板２ａと側型枠８，８をそれぞれ配置する。

側型枠８，８は、かご状に組み立てられた鉄筋を水平に貫通した複数のフォームタイボルト９，９によって連結すると共に、複数の端太材１０，１０を添え付けて固定する。なお、この場合の鋼板２ａは梁型枠の底型枠を兼ねており、この鋼板２ａと側型枠８，８とによって上端側が開口した断面Ｕ字状の梁型枠を構成している（以下、この梁型枠と鉄筋かごを合せて「大梁ユニット１１」という）。

一方、ユニット化された柱鉄骨４ａを建て付け、各柱鉄骨４ａの周囲に柱主筋４ｂとせん断補強筋４ｃを配筋する。また、各階の仕口部の周囲に大梁ユニット１１を接合する際などに必要な作業足場１２も併せて取り付けておく。

II．次に、柱鉄骨４ａ，４ａ間に大梁ユニット１１を架け渡すと共に、鋼板２ａの端部を仕口金物５の継手フランジ５ａの上に重ね、そして仕口金物５の継手フランジ５ａと複数の継手ボルト６によって接合する。また、柱鉄骨４ａを挟んでその両側に配置した大梁ユニット１１，１１間に上端主筋３ａと下端主筋３ｂをそれぞれ配筋し、その周囲にせん断補強筋３ｃを配筋する。

また、各柱鉄骨４ａの仕口部の周囲に、その側部と底部を覆うように仕口部型枠１３を設置する。なお、これらの作業は、作業足場１２の上で行うものとし、またこれらの作業と並行して床スラブ７を構築するためのスラブ型枠（図省略）を設置し、かつその上にスラブ補強筋（図省略）を配筋する。

また、柱鉄骨４ａの周囲に柱型枠１４を設置する。なお、スラブ型枠にはＰＣａ床板を用いることができる。

III．次に、大梁ユニット１１とスラブ型枠の下側に支保工１５をそれぞれ建て付け、大梁ユニット１１とスラブ型枠を下から支える。そして、大梁ユニット１１内、仕口部型枠１３内、柱型枠１４内およびスラブ型枠内にコンクリート１６を連続して打設し、コンクリート１６が一定の強度に達するまで充分に養生する。

IV．次に、コンクリート１６が一定の強度に達したら、各大梁ユニット１１の側型枠８，８、仕口部型枠１３、柱型枠１４およびスラブ型枠を撤去する。

Ｖ．以下、同様にしてＩ〜IVの作業を複数階ごとに繰り返し行って最下階〜最上階までを構築する。この場合、特に大梁ユニット１１の側型枠８、仕口部型枠１３、柱型枠１４および支保工１５は繰り返し利用して施工の効率化を図るものとする。

本発明は、鉄骨工事、型枠工事、鉄筋工事、仮設工事などの各種工事の省力化により、効率的施工、コスト削減などを図ることができる。

鋼コンクリート複合梁の一例を示し、（ａ）はその軸直角方向の断面図、（ｂ）は軸方向の断面図である。鋼コンクリート複合梁を構築するための大梁ユニットを示す軸直角方向の断面図である。ＳＲＣ構造の柱と鋼コンクリート複合梁との接合部を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は柱と梁を接合するための仕口金物を示す斜視図である。（ａ）〜（ｃ）は、ＳＲＣ構造の柱と鋼コンクリート複合梁とからなる軸組を構築する施工手順を示す側面図である。（ａ），（ｂ）は、ＳＲＣ構造の柱と鋼コンクリート複合梁とからなる軸組を構築する施工手順を示す側面図である。（ａ），（ｂ）は、ＳＲＣ構造の柱と鋼コンクリート複合梁とからなる軸組を構築する施工手順を示す側面図である。ＳＲＣ構造の梁の従来の施工方法の一例を示す一部斜視図である。

符号の説明

１梁（鋼コンクリート複合梁）
２鉄骨部
２ａ鋼板
２ｂスタッド（シアコネクター）
３鉄筋コンクリート部
３ａ上端主筋
３ｂ下端主筋
３ｃコンクリート
４柱
４ａ柱鉄骨
４ｂせん断補強筋
５仕口金物
５ａ継手フランジ
５ｂボルト孔
５ｃコンクリート充填孔
６接合ボルト
７床スラブ
８梁型枠の側型枠
９フォームタイボルト
１０端太材
１１大梁ユニット
１２作業足場
１３仕口部型枠
１４柱型枠
１５支保工
１６コンクリート

Claims

梁断面の下端部に位置する鉄骨部と当該鉄骨部の上側に位置する鉄筋コンクリート部とから形成され、前記鉄骨部は梁の軸方向に連続する鋼板と当該鋼板の上面より前記鉄筋コンクリート部内に突出した複数のシアコネクターとから形成されてなることを特徴とする鋼コンクリート複合梁。
梁断面の下端部に位置する鉄骨部と当該鉄骨部の上側に位置する鉄筋コンクリート部とからなる鋼コンクリート複合梁の施工方法であって、上面に複数のシアコネクターを突設した鋼板を底型枠とし、当該底型枠の両側に側型枠を設置して上方が開口したＵ形断面の梁型枠を形成し、当該梁型枠内に梁主筋とせん断補強筋を配筋し、かつコンクリートを打設し、当該コンクリートの硬化した後、前記側型枠を撤去することを特徴とする鋼コンクリート複合梁の施工方法。
梁型枠の組立、梁主筋およびせん断補強筋の配筋を地上で行うことにより大梁ユニットを形成し、当該大梁ユニットを先行施工された柱鉄骨間に架け渡し、当該大梁ユニット内にコンクリートを打設し、かつ当該コンクリートの硬化した後、側型枠を撤去することを特徴とする請求項２記載の鋼コンクリート複合梁の施工方法。