JP2007051428A - 鋼板コンクリート造部材の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 柱における突出部を回避することにより、柱の運搬を容易なものとすることができる鋼板コンクリート造部材の接合構造を提供する。
【解決手段】 フレーム架構１には、鋼板コンクリート造の柱部材１および梁部材２が設けられている。梁部材２のフランジ鋼板２２，２３の端部にはスプリットティ４が固定されており、上部鋼板２４，２５の端部には、アングル材７が固定されている。柱部材１と梁部材２とは、スプリットティ４を柱部材１の柱鋼板１１に対してボルト接合して固定するとともに、アングル財７をボルト接合して固定することによって接合されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鋼板コンクリート造部材の接合構造に関する。

近年、発電所のフレーム架構などとして鋼板コンクリート造梁および鋼板コンクリート造柱を用いらものがある。鋼板コンクリート梁および鋼板コンクリート柱は、たとえば鋼板を中空の四柱状体に形成し、その中空部にコンクリートを打設した構造のものである。

このような鋼板コンクリートを用いたフレーム架構として、従来、特開平５−３３１８０７号公報に開示された鋼板コンクリート製大型フレーム架構がある。この鋼板コンクリート製大型フレーム架構は、構造物の規模に応じて所定サイズの矩形形状に加工された鋼板にコンクリートを打設した鋼板コンクリート製の長尺状の柱と梁とを溶接によって接合されて構成されているものである。
特開平５−３３１８０７号公報

しかし、上記特許文献１に開示された鋼板コンクリート製大型フレーム架構では、構造物の構築現場で柱と梁との溶接作業を行っている。現場における溶接作業は手間の掛かるものであるため、柱と梁とはボルト接合によって接合することが望まれる。このように、柱と梁とを接合するために、柱における梁の取り付け部分に梁の断面のほぼ同一形状の突出部を形成し、この突出部と梁の端部とをボルト留めすることによってボルト接合することが行われている。

ところが、柱における梁の取り付け部分に突出部を形成すると、この突出部分が柱の製作作業・運搬作業の障害となるため、製作性・運搬性に劣ることになるという問題があった。

そこで、本発明の課題は、柱における突出部を回避することにより、柱の製作・運搬を容易なものとすることができる鋼板コンクリート造部材の接合構造を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る鋼板コンクリート造部材の接合構造は、鋼板コンクリート造柱部材と鋼板コンクリート造梁部材とを接合してなる鋼板コンクリート造部材の接合構造であって、鋼板コンクリート造梁部材は、鋼板コンクリート造梁部材の端部に設けられた継手部材を介して鋼板コンクリート造柱部材の鋼板部位にボルト接合されているものである。

本発明に係る鋼板コンクリート造部材の接合構造では、鋼板コンクリート造梁部材の端部に設けられた継手部材を介して鋼板コンクリート造柱部材の鋼板部位にボルト接合されている。このため、鋼板コンクリート造柱部材における梁部材との接合部分に突出部を設ける必要がない。したがって、運搬などの障害となる突出部を回避することができるので、鋼板コンクリート造柱部材の製作・運搬を容易に行うことができる。

ここで、鋼板コンクリート造梁部材はウエブ鋼板とフランジ鋼板とを備え、継手部材がフランジ鋼板の端部に取り付けられており、継手部材はＴ形鋼および山形鋼のうちの少なくとも一方とされている態様とすることができる。

このように、鋼板コンクリート造梁部材のフランジ鋼板の端部にＴ形鋼または山形鋼が継手部材として取り付けられていることにより、鋼板コンクリート造柱部材と鋼板コンクリート造梁部材とを確実に接合することができる。

また、鋼板コンクリート造梁部材はウエブ鋼板とフランジ鋼板とを備え、継手部材がウエブ鋼板の端部に取り付けられており、継手部材は山形鋼とされている態様とすることもできる。

このように、鋼板コンクリート造梁部材のウエブ鋼板の端部に山形鋼が継手部材として取り付けられていることにより、鋼板コンクリート造柱部材と鋼板コンクリート造梁部材とを確実に接合することができる。

本発明に係る鋼板コンクリート造部材の接合構造によれば、柱における突出部を回避することができ、柱の製作・運搬を容易なものとすることができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。図１は、本発明に係る鋼板コンクリート造部材の接合構造が適用される発電所のフレーム架構の斜視図、図２は、本発明に係る鋼板コンクリート造部材の接合構造の斜視図、図３は、本発明に係る鋼板コンクリート造部材の接合構造の断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る鋼板コンクリート造部材である鋼板コンクリート造柱（以下「柱部材」という）１および鋼板コンクリート造梁（以下「梁部材」という）２は、フレーム架構Ｆに用いられる。フレーム架構Ｆは、複数の柱部材１および梁部材２を接合することによって構築される。

図２および図３に示すように、柱部材１には、その長手方向（高さ方向）略中央部と、上端部とに、それぞれ梁部材２が接合されて柱梁接合部が形成されている。柱部材１は、柱鋼板１１を備えており、柱鋼板１１の内側にコンクリートが充填されている。柱鋼板１１は鋼板を断面矩形の中空状に折り曲げ加工して長尺状に形成されており、鉛直方向に沿うように立設されている。また、柱部材１は、複数の縦リブ１２を有しており、複数の縦リブ１２は、平面視して矩形状となっている柱鋼板１１の内周面に沿って等間隔で合計１２本配置されている。

また、柱部材１には、複数の横リブ１３が取り付けられている。横リブ１３は、柱部材１の長手方向に交差する面、ここでは直交する面上で、それぞれ柱鋼板１１の内周面に沿って配置された４本のリブ部材によって構成されている。複数の横リブ１３は、互いに高さ方向に適宜の間隔をおいて配置されて取り付けられている。この横リブ１３の内側には、図示しないブレースおよび束材が配設されている。また、図示はしないが、横リブ１３には、複数のエア抜き穴が形成されている。このエア抜き孔により、柱鋼板１１の内側におけるコンクリートの充填性を高めている。

さらに、柱部材１における梁部材２との接合部位には、ダイヤフラムプレート１４が設けられている。ダイヤフラムプレート１４は、鋼製の板状のものであり、図示しない人員用開口、バイブレータ用開口、空気孔などが形成されている。このダイヤフラムプレート１４により、梁部材２との接合部における強度を高めている。

また、柱鋼板１１における内側面には複数のスタッド１５が柱鋼板１１の内側面に対して直交する方向を向いて立設されている。スタッド１５は、４面を向いた柱鋼板１１のすべての面から内側に向けて立設されており、これらのスタッド１５により、柱鋼板１１の内側にコンクリートが打設された際における柱鋼板１１とコンクリートとの強度を高めている。

さらに、図３に示すように、基礎スラブ３が形成されており、柱部材１は、基礎スラブ３の上に立設されている。ここで、柱部材１は、基礎スラブ３に対して埋込柱脚型で立設されており、柱部材１における柱鋼板１１が直接基礎スラブ３に埋め込まれている。基礎スラブ３は、鋼板架台３１を備えており、鋼板架台３１は、レベル調整ボルト３２によって高さ位置の調整がなされている。この鋼板架台３１の上に柱部材１における柱鋼板１１が載置されて柱部材１が立設される。

また、基礎スラブ３における上部には、上部補強鉄筋３３が平面視して網目状に配筋されており、基礎スラブ３における下部には、下部補強鉄筋３４が平面視して網目状に配筋されている。上部補強鉄筋３３は、その一部が柱部材１における柱鋼板１１を貫通する高さ位置に配筋されて基礎スラブ筋通し配筋とされており、下部補強鉄筋３４はレベル調整ボルト３２を縫うようにして配筋されている。上部補強鉄筋３３における柱鋼板１１の貫通位置には、カプラー３５が設けられている。このカプラー３５により、柱鋼板１１における上部補強鉄筋３３の貫通位置を補強している。また、柱部材１におけるスタッド１５は、基礎スラブ３に埋め込まれる位置にも設けられている。

梁部材２は、柱部材１と同様、梁鋼板２１を備えており、梁鋼板２１の内側にコンクリートが充填されている。梁鋼板２１は鋼板を断面矩形の中空状に折り曲げ加工して長尺状に形成されており、水平方向に沿うように配設されている。こうして、梁鋼板２１としては、表面および裏面が水平方向を向いて配置される上下フランジ鋼板２２，２３と表面および裏面が水平方向を向いて配置される左右ウエブ鋼板２４，２５とが形成される。

また、梁部材２は、複数の縦リブ２６を有している。縦リブ２６は、梁鋼板２１の内側面で、鉛直方向に沿って配置されている。複数の縦リブ２６は、梁部材２の長手方向に適宜の間隔をおいて配置されている。さらに、梁部材２には、横リブ２７が設けられている。横リブ２７は、梁部材２の長手方向に直交する面上で対向する縦リブ２６同士の上端部および下端部を結ぶ位置に配置されている。さらに、梁部材２の長手方向に直交する面上における縦リブ２６と横リブ２７との間には、図示しないブレースおよび束材が設けられている。

さらに、図４に示すように、梁部材２の柱部材１との接合位置における上フランジ鋼板２２の端部には、継手部材であるスプリットティ４が取り付けられている。また、図５（ａ）に示すように、下フランジ鋼板２３の端部に対しても同様のスプリットティ４が設けられている。図５（ａ）に示すように、スプリットティ４は、本体部４１を備えている。本体部４１は、縦板４１Ａと横板４１Ｂとを備えており、横板４１Ｂの先端部が縦板４１Ａの高さ方向略中央位置に配置されて断面形状が略Ｔ字をなすＴ形鋼とされている。また、本体部４１は長尺状をなしており、その長手方向の長さは、フランジ鋼板２２，２３の幅よりもわずかに短い長さとされている。

スプリットティ４における本体部４１には、複数の補強プレート４２が取り付けられている。補強プレート４２は、略三角形状の板材からなり、本体部４１のうち、縦板４１Ａと横板４１Ｂとの間に取り付けられている。また、複数の補強プレート４２が、本体部４１の長手方向に略等間隔で離間して配置されており、スプリットティ４の強度を高めている。

さらに、梁部材２におけるフランジ鋼板２２，２３にはスプリットティ４における本体部４１の横板４１Ｂの表面形状と略同形状の切欠き部が形成されている。本体部４１における横板４１Ｂの外周部は梁部材２におけるフランジ鋼板２２，２３の切欠き部に対して溶接固定されており、梁部材２における下フランジ鋼板２３と、スプリットティ４における横板４１Ｂとが略面一となるように配置されている。

また、柱部材１における梁部材２との接続位置には、接合部補強プレート５が設けられており、スプリットティ４と接合部補強プレート５との間には、柱鋼板１１とスプライスプレート６とが設けられている。さらに、スプリットティ４と接合部補強プレート５とは、柱鋼板１１およびスプライスプレート６を介してボルトＢによってボルト接合されている。こうして、柱部材１に対して梁部材２が接合されて固定されている。

また、継手部材としては、図５（ｂ）に示す山形鋼からなるフランジ状継手部材５０を用いることもできる。フランジ状継手部材５０は、上アングル材５１および下アングル材５２を備えている。上アングル材５１は、縦板５１Ａおよび横板５１Ｂを有しており、縦板５１Ａと横板５１Ｂとで断面略Ｌ字形状を形成している。また、縦板５１Ａと横板５１Ｂとの間には、補強プレート５３が配設されている。一方、下アングル材５２は、縦板５２Ａおよび横板５１Ｂを有しており、縦板５２Ａと横板５２Ｂとで断面略Ｌ字形状を形成している。また、縦板５２Ａと横板５２Ｂとの間には、補強プレート５３が配設されている。

このうち、上下アングル材５１，５２における縦板５１Ａ，５２Ａが、それぞれ柱部材１の柱鋼板１１にボルトＢによって固定されている。また、上下アングル材５１，５２の横板５１Ｂ，５２Ｂによって梁部材２のフランジ鋼板２３が挟まれており、上下アングル材５１，５２の横板５１Ｂ，５２Ｂおよびフランジ鋼板２３がボルトＢによってボルト固定されている。

さらに、図６に示すように、梁部材２におけるウエブ鋼板２４には、山形鋼であるアングル材７が配設されている。アングル材７の一辺は、梁部材２におけるウエブ鋼板２４に対して内側からボルトＢによってボルト接合されて固定されている。ウエブ鋼板２４に対するアングル材７へのボルト接合は、工場における梁部材２の製造工程で行われる。さらに、アングル材７の他の一辺は、柱部材１における柱鋼板１１に対して外側からボルトＢによってボルト接合されて固定されている。柱鋼板１１に対するアングル材７のボルト接合は、フレーム架構Ｆの構築現場における製造工程で行われる。

以上の構成を有する本実施形態に係る接合構造においては、梁部材２を柱部材１に接合して固定する際に、スプリットティ４を用いている。このスプリットティ４を用いることにより、梁部材を接合する際の突出部などを柱部材に設ける必要がなくなる。このため、柱部材における突出部を回避することができるので、柱部材の製作および運搬を容易なものとすることができる。さらには、突出部を設ける必要がないことから、たとえば梁部材２に配管などを設置する場合に、突出部と配管などが干渉して配管の設置の妨げになるといった事態を防止することができる。

また、本実施形態に係る接合構造においては、梁部材２におけるフランジ鋼板２２，２３を固定する継手部材としてスプリットティ４を用いていることから、梁部材２におけるフランジ鋼板２２，２３を柱部材１に対して確実に固定することができる。また、ウエブ鋼板２４，２５については、アングル材７を用いて柱部材１に対して固定していることにより、梁部材２を柱部材１に対してより確実に固定することができる。

また、本実施形態に係る接合構造では、埋込柱脚型で柱部材１を立設している。このため、たとえばアンカーボルトを用いて柱部材１を立設する場合に比較して、基礎スラブ下の鋼板架台より調整することができ、建方精度を高いものとすることができる。また、施工を行う際の工期を短縮することができる。

次に、本実施形態に係るフレーム架構Ｆの製造工程について説明する。フレーム架構Ｆを製造するにあたり、まず、柱部材１を立設する作業を行う。柱部材１を立設するにあたり、まず、基礎スラブ３における下層構造として鋼板架台３１を構築する。鋼板架台３１を構築する際には、レベル調整ボルト３２を用いて、鋼板架台３１を水平に構築する。

次に、基礎スラブ３における下部補強鉄筋３４を配筋する。下部補強鉄筋３４は、鋼板架台３１の下層に形成されたレベル調整ボルト３２を縫うようにして配筋される。下部補強鉄筋３４の配筋が済んだら、梁部材２に用いられる梁鋼板２１を立設する。この梁鋼板２１は、鋼板架台３１の上に立設される。続いて、基礎スラブ３の上層に配置される上部補強鉄筋３３を配筋する。上部補強鉄筋３３を配筋する際には、柱鋼板１１に形成された貫通孔に鉄筋を貫通させる。柱鋼板１１に鉄筋を貫通させる際には、鉄筋における柱鋼板１１の内側近傍部位がカプラー３５に挿入されるようにする。

こうして上部補強鉄筋３３を配筋したら、上部補強鉄筋３３のわずかに上方位置までコンクリートを打設し、基礎スラブ３を設ける。この基礎スラブ３に柱部材１の下部が埋設された状態で柱鋼板１１が立設される。

基礎スラブ３が設けられ、柱鋼板１１が立設されたら、柱鋼板１１における梁鋼板２１との接合位置において、柱鋼板１１と梁鋼板２１とを接合する。柱鋼板１１と梁鋼板２１とを接合するにあたり、まず、梁鋼板２１を柱鋼板１１における所定の高さ位置となる接合位置に配置したら、柱鋼板１１における接合位置には、その内側に接合部補強プレート５を配置し、外側にフィラープレート６を配置する。また、梁鋼板２１には、スプリットティ４およびアングル材７が取り付けられている。

それから、梁鋼板２１を柱鋼板１１における柱梁接合部に配置し、梁鋼板２１を柱鋼板１１に接合して固定する。梁鋼板２１を柱鋼板１１に接合する際には、スプリットティ４における本体部４１の縦板４１Ａと柱鋼板１１に取り付けられた接合部補強プレート５にボルトＢによって固定する。ここで、ボルトＢは、柱鋼板１１およびスプライスプレート６をそれぞれ貫通している。

スプリットティ４を接合部補強プレート５に接合する一方で、梁鋼板２１のウエブ鋼板２４，２５に固定されたアングル材７の一面を柱鋼板１１の表面に沿って配置する。それから、アングル材７における一面と柱鋼板１１とをボルトＢによってボルト接合する。このような接合構造とされていることにより、柱鋼板１１と梁鋼板２１との接合部位における梁鋼板２１のウエブ鋼板２４，２５側では、梁鋼板２１のウエブ鋼板２４，２５からわずかにボルトＢの頭部が突出し、柱鋼板１１からは突出部がない構造となっている。このため、非常に収まりの良い構造となっている。

他方、継手部材として図５（ｂ）に示すフランジ状継手部材５０を用いる際には、まず下アングル材５２の縦板５２Ａを柱鋼板１１にボルトＢによってボルト接合する。次に、下アングル材５２の横板５２Ｂの上面に梁鋼板２１の下フランジ鋼板２３の下面を接触させた状態で載置する。続いて、上アングル材５１をボルトＢによって柱鋼板１１にボルト接合するとともに、上アングル材５１の横板５１Ｂと下アングル材５２の横板５２Ｂとによって梁鋼板２１の下フランジ鋼板２３を挟み込む。その後、上下アングル材５１，５２の横板５１Ｂ，５２Ｂおよび下フランジ鋼板２３をボルトＢによってボルト接合する。こうして、柱鋼板１１と梁鋼板２１とを固定する。このように、フランジ状継手部材５０を用いた場合には、下アングル材５２を建方時のブラケットとして利用することができる。

また、柱鋼板１１と梁鋼板２１とを接合するにあたり、スプリットティ４およびアングル材７をボルト接合しているのみであり、いずれもボルト接合により、溶接による接合をなくしている。したがって、フレーム架構Ｆの構築現場において手間の係る溶接作業をなくすことができ、その分施工を容易に行うことができるとともに、短い工期で済ませることができる。

こうして、柱鋼板１１と梁鋼板２１とを接合したら柱鋼板１１に形成された図示しないコンクリート孔からコンクリートを充填して、柱鋼板１１で囲まれた領域にコンクリートを打設する。柱鋼板１１で囲まれた領域のうち、梁部材２の高さ位置までコンクリートと打設したら、続いて梁鋼板２１で囲まれた部位にコンクリートを打設する。このようにして、柱部材１および梁部材２にコンクリートを打設して、フレーム架構Ｆを構築する。

このように、上記実施形態に係る接合構造においては、フレーム架構Ｆの構築現場では、柱部材１と梁部材２とを接合するにあたり、ボルト接合を行えばよく、溶接作業を行わないようにすることができる。したがって、柱梁の接合を行う際の手間を大幅に省くことができる。

本発明に係る鋼板コンクリート造部材の接合構造が適用される発電所のフレーム架構の斜視図である。 本発明に係る鋼板コンクリート造部材の接合構造の斜視図である。 本発明に係る鋼板コンクリート造部材の接合構造の断面図である。 梁部材における柱部材との接合部の斜視図である。 （ａ）は、梁部材の梁フランジ鋼板と柱部材との接合部の断面図、（ｂ）は、他の例に係る梁部材の梁フランジ鋼板と柱部材との接合部の断面図である。 梁部材の梁ウエブ鋼板と柱部材との接合部の断面図である。

符号の説明

１…柱部材
２…梁部材
３…基礎スラブ
４…スプリットティ
５…接合部補強プレート
６…スプライスプレート
７…アングル材
１１…柱鋼板
１２…縦リブ
１３…横リブ
１４…ダイヤフラムプレート
１５…スタッド
２１…梁鋼板
２２…上フランジ鋼板
２３…下フランジ鋼板
２４，２５…ウエブ鋼板
２６…縦リブ
２７…横リブ
３１…鋼板架台
３２…レベル調整ボルト
３３…上部補強鉄筋
３４…下部補強鉄筋
３５…カプラー
４１…本体部
４２…補強プレート
５０…フランジ状継手部材
５１…上アングル材
５２…下アングル材
Ｂ…ボルト
Ｆ…フレーム架構

Claims (3)

1. 鋼板コンクリート造柱部材と鋼板コンクリート造梁部材とを接合してなる鋼板コンクリート造部材の接合構造であって、
   前記鋼板コンクリート造梁部材は、前記鋼板コンクリート造梁部材の端部に設けられた継手部材を介して前記鋼板コンクリート造柱部材の鋼板部位にボルト接合されていることを特徴とする鋼板コンクリート造部材の接合構造。
2. 前記鋼板コンクリート造梁部材はウエブ鋼板とフランジ鋼板とを備え、
   前記継手部材が前記フランジ鋼板の端部に取り付けられており、
   前記継手部材はＴ形鋼および山形鋼のうちの少なくとも一方とされている請求項１に記載の鋼板コンクリート造部材の接合構造。
3. 前記鋼板コンクリート造梁部材はウエブ鋼板とフランジ鋼板とを備え、
   前記継手部材が前記ウエブ鋼板の端部に取り付けられており、
   前記継手部材は山形鋼とされている請求項１に記載の鋼板コンクリート造部材の接合構造。
   

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