JP2007186983A - 鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄筋コンクリート造柱又は鉄骨鉄筋コンクリート造柱において、上位の柱の下端部と下位の柱の上端部をエネルギー吸収部材で連結して制震効果を発揮できる構成にし、エネルギー吸収部材の接合作業が容易な柱継手構造を提供する。
【解決手段】上位の柱２の下端部、及び下位の柱３の上端部に鋼製キャップ４，５が被せられそれぞれの柱と一体化されており、上下の鋼製キャップ４，５は相互に面接触させた状態とされ、上下の柱２，３は各々の鋼製キャップ４，５の各側面にあてがったエネルギー吸収部材６により連結されている鉄筋コクリート造柱などの柱継手構造。
【選択図】図１

Description

この発明は、鉄筋コンクリート造柱又は鉄骨鉄筋コンクリート造柱の柱継手構造の技術分野に属し、更に云うと、上位の柱の下端部と下位の柱の上端部をエネルギー吸収部材で連結した柱継手構造に関する。

上位の柱の下端部と下位の柱の上端部を、鋼材などから成るエネルギー吸収部材により連結することで、制震効果を発揮する構成とされた柱継手構造は既に公知である（特許文献１、２を参照）。しかし、エネルギー吸収部材を用いて制震効果を発揮する構成とされた柱継手構造は、連結できる柱の構造が限定されている。すなわち、柱はエネルギー吸収部材の上下端部を溶接又はボルト接合し易い鉄骨柱から成る場合に限られていた。

よって、柱が鉄筋コンクリート造柱又は鉄骨鉄筋コンクリート造柱から成る場合において、上位の柱の下端部と下位の柱の上端部をエネルギー吸収部材により連結し、制震効果を発揮する構成とされた柱継手構造は見聞することができない。
特開２００３−２７８４０１号公報 特開２００５−９７９１９号公報

本発明の目的は、上位の柱の下端部、及び下位の柱の上端部に鋼製キャップを被せて一体化し、当該上下の鋼製キャップをエネルギー吸収部材で連結することで、柱が鉄筋コンクリート造柱又は鉄骨鉄筋コンクリート造柱から成る場合であっても、上位の柱の下端部と下位の柱の上端部をエネルギー吸収部材で連結して、制震効果を良好に発揮する構成にでき、しかもエネルギー吸収部材の接合作業が容易な鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造を提供することである。

上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造は、
鉄筋コンクリート造柱又は鉄骨鉄筋コンクリート造柱の柱継手構造であって、
上位の柱の下端部、及び下位の柱の上端部に鋼製キャップが被せられそれぞれの柱と一体化されており、上下の鋼製キャップは相互に面接触させた状態とされ、上下の柱は各々の鋼製キャップの各側面に当てがったエネルギー吸収部材により連結されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載した鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造において、
柱鉄筋の端部は鋼製キャップの内側底面と接合されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載した鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造において、
鋼製キャップはスタッドを介して柱と一体化されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造において、
エネルギー吸収部材は、中央部が上下の柱の接合とエネルギー吸収に必要な高さ寸法と幅寸に形成され、上下の端部には幅広部が形成されており、前記幅広部に少なくとも一つの溶接線の長さをかせぐ溶接用凹部が形成され、同幅広部の周縁部が鋼製キャップの外側側面と溶接接合されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一記載に記載した鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造において、
上下の鋼製キャップとエネルギー吸収部材とはボルトにより接合されていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載に記載した鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造において、
上下の柱は、鋼製キャップ及びエネルギー吸収部材を水平方向に貫通する長締ボルトにより接合されていることを特徴とする。

本発明に係る鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造は、上位の柱の下端部、及び下位の柱の上端部にそれぞれ鋼製キャップを被せて一体化し、当該上下の鋼製キャップをエネルギー吸収部材で連結したので、柱が鉄筋コンクリート造柱又は鉄骨鉄筋コンクリート造柱から成る場合であっても、上位の柱の下端部と下位の柱の上端部をエネルギー吸収部材で連結でき、制震効果を良好に発揮する構成にできる。

しかも上位の柱の下端部と下位の柱の上端部にそれぞれ鋼製キャップを被せた構成であるので、エネルギー吸収部材の上下端部を簡単に前記柱の端部に接合することができ、エネルギー吸収部材の接合作業が容易である。

上位の柱の下端部、及び下位の柱の上端部に鋼製キャップが被せられそれぞれの柱と一体化されており、上下の鋼製キャップは相互に面接触させた状態とされ、上下の柱は各々の鋼製キャップの各側面に当てがったエネルギー吸収部材により連結されている。

請求項１〜３に係る鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造の実施例を、図面に基づいて説明する。この鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造（以下、柱継手構造と省略する場合がある。）１は、構造物の鉄筋コンクリート造柱又は鉄骨鉄筋コンクリート造柱を上下方向に連結する際に好適に実施される。

本実施例の柱継手構造１は、上位のプレキャスト鉄筋コンクリート造柱２の下端部、及び下位のプレキャスト鉄筋コンクリート造柱３の上端部にそれぞれ鋼製キャップ４、５が被せられ一体化されており、上下の鋼製キャップ４と５は、相互に軸力の伝達ができるように前記鋼製キャップ４の下面４ａと鋼製キャップ５の上面５ａを面接触させた状態とされ、上下の柱２、３は各々鋼製キャップ４の各側面に当てがった４枚のエネルギー吸収部材６…により連結されている。

柱２（３）は、通例のプレキャスト鉄筋コンクリート造柱と同様に、予め工場で製造されるが、配筋された柱鉄筋７の端部に鋼製キャップ４（５）の内側底面４ｂ（５ｂ）を溶接接合し、コンクリート８を打設することで、柱２（３）と鋼製キャップ４（５）とが良好に一体化されている（請求項２記載の発明）。

鋼製キャップ４（５）は箱形形状とされており、内周長さは柱２（３）の外周長さと略等しく、高さはエネルギー吸収部材６の端部を良好に接合できる高さに形成されている。なお、鋼製キャップ４（５）の内側側面４ｃ（５ｃ）にスタッド９が設けられていると、柱２（３）と鋼製キャップ４（５）とを強固に一体化できる（請求項３記載の発明）。

エネルギー吸収部材６は、通例のエネルギー吸収部材と略同様に、低降伏点鋼（但し、エネルギーを吸収できる部材であれば良く、普通鋼、極低降伏点鋼でも良い。）の板状部材から成り、地震などによって、柱２の下端部に被せられた鋼製キャップ４の下面４ａと、柱３の上端部に被せられた鋼製キャップ５の上面５ａとが部分的あるいは全面的に離間し、エネルギー吸収部材６に引っ張り力が生じた際に、予め設定されたエネルギー吸収能力を発揮する大きさに形成されている。そして、４枚のエネルギー吸収部材６…は、柱２（３）の各側面に一枚ずつ配置され、上下端部が鋼製キャップ４（５）の外側側面４ｄ（５ｄ）に溶接接合されている。

上記構成の柱継手構造１は、プレキャスト鉄筋コンクリート造柱２の下端部、及びプレキャスト鉄筋コンクリート造柱３の上端部にそれぞれ鋼製キャップ４、５を被せて一体化し、当該上下の鋼製キャップ４と５をエネルギー吸収部材６で連結したので、柱２、３が鉄筋コンクリート造柱から成る場合であっても、柱２と３をエネルギー吸収部材６で連結でき、制震効果を良好に発揮する構成にできる。

しかも柱２（３）の端部に鋼製キャップ４（５）を被せた構成であるので、エネルギー吸収部材６の上下端部を簡単に前記柱２（３）の端部に接合することができ、エネルギー吸収部材６の接合作業が容易である。

エネルギー吸収部材６の形状は上記実施例１の限りではなく、図３に示すように、中央部６０が上下の柱の接合とエネルギー吸収に必要な高さ寸法と幅寸（幅狭）に形成されており、上下端部に幅広部６１が形成され、前記幅広部６１に少なくとも一つの溶接線の長さをかせぐ溶接用凹部６１ａが形成され、同幅広部６１の周縁部が鋼製キャップ４（５）と溶接接合されている（請求項４記載の発明）。
柱２と柱３の接触箇所に配置される同部材６の前記中央部６０は、図示の通り上下端部に比して幅狭に形成されたことで、強度が弱くなり、地震などによって、柱２の下端部に被せられた鋼製キャップ４の下面４ａと、柱３の上端部に被せられた鋼製キャップ５の上面５ａとが部分的あるいは全面的に離間し、エネルギー吸収部材６に引っ張り力が生じた際に、同中央部部６０で変形を集中的に許容してエネルギーを効果的に吸収できる。
図示例では上下端部に形成される凹部６１ａは一カ所であるが、柱幅に余裕がある場合には複数設けることもできる。

上記実施例１の柱継手構造１は、プレキャスト鉄筋コンクリート造柱２と３を連結した構成であるが、現場打ち鉄筋コンクリート造柱を連結した構成でも略同様に実施できる。

この場合、上下の鋼製キャップ４と５を予めエネルギー吸収部材６で連結して所定の位置に配置し、上位の鋼製キャップ４の内側底面４ａに柱２の鉄筋７の下端部を、下位の鋼製キャップ５の内側底面５ａに柱３の鉄筋７の上端部を接合し、各々の柱２、３の鉄筋７の周辺に型枠（図示を省略）を組んでコンクリート８を打設することで、柱継手構造が構築される。

上記実施例１の柱継手構造１は、エネルギー吸収部材６の上下端部を溶接接合しているが、高力ボルト等を用いて所謂ファスナー接合しても良い。

この場合、図４Ａに示すように、鋼製キャップ４（５）の側面部にボルト孔４０が形成され、ボルト１１を同キャップ４（５）の内側側面４ｃ（５ｃ）から外側に向かって前記ボルト孔４０へ通し、同ボルト１１が鋼製キャップ４（５）の側面から突き出た状態で上記コンクリート８が打設され、上下の鋼製キャップ４、（５）が当接状態に配置される。
しかる後に、 図４Ｂに示すように前記鋼製キャップ４（５）から突き出たボルト１１に、エネルギー吸収部材６に形成されたボルト孔が通されナット１２でねじ込まれて、同エネルギー吸収部材６が鋼製キャップ４（５）に固定される。

ボルト接合の実施形態は実施例４の限りではなく、図５Ａに示すように、長締ボルト１３が鋼製キャップ４（５）内を水平方向に貫通され、突き出された状態でコンクリート８が打設され、上下の鋼製キャップ４、（５）が当接状態に配置された後、図５Ｂに示すように、前記貫通された長締ボルト１３に、エネルギー吸収部材６に形成されたボルト孔が一致されて挿入されナット１４でねじ込まれて、上下の柱２、３が接合される構造も好適に実施される。

上記実施例１の柱継手構造１は梁１０の直上位置に形成されているが、この限りではない。階層の任意の高さ位置で実施することができる。

以上に本発明の実施例を説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施し得る。

本発明に係る鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造の実施例を示した立面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 本発明に係る鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造の実施例２を示した立面図である。 Ａ、Ｂは本発明に係る鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造の実施例４を示した立面図である。 Ａ、Ｂは 本発明に係る鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造の実施例５示した立面図である。

符号の説明

１ 鉄筋コンクリート造柱の柱継手構造
２ 上位のプレキャスト鉄筋コンクリート造柱
３ 下位のプレキャスト鉄筋コンクリート造柱
４ 鋼製キャップ
５ 鋼製キャップ
６ エネルギー吸収部材
７ 柱の鉄筋
９ スタッド

Claims (6)

1. 鉄筋コンクリート造柱又は鉄骨鉄筋コンクリート造柱の柱継手構造であって、
   上位の柱の下端部、及び下位の柱の上端部に鋼製キャップが被せられそれぞれの柱と一体化されており、上下の鋼製キャップは相互に面接触させた状態とされ、上下の柱は各々の鋼製キャップの各側面に当てがったエネルギー吸収部材により連結されていることを特徴とする、鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造。
2. 柱鉄筋の端部は鋼製キャップの内側底面と接合されていることを特徴とする、請求項１に記載した鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造。
3. 鋼製キャップはスタッドを介して柱と一体化されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造。
4. エネルギー吸収部材は、中央部が上下の柱の接合とエネルギー吸収に必要な高さ寸法と幅寸に形成され、上下の端部には幅広部が形成されており、前記幅広部に少なくとも一つの溶接線の長さをかせぐ溶接用凹部が形成され、同幅広部の周縁部が鋼製キャップの外側側面と溶接接合されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造。
5. 上下の鋼製キャップとエネルギー吸収部材とはボルトにより接合されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載した鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造。
6. 上下の柱は、鋼製キャップ及びエネルギー吸収部材を水平方向に貫通する長締ボルトにより接合されていることを特徴とする、請求項５記載に記載した鉄筋コンクリート造柱などの柱継手構造。

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