JP2007332548A - Column-beam joint structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄筋コンクリート造(RC造)と鉄骨造(S造)との混合構造の建物に係わり、特にRC造の柱とS造の柱とを接合するための構造に関する。 The present invention relates to a building having a mixed structure of reinforced concrete (RC) and steel (S), and more particularly to a structure for joining an RC column and an S column.
この種の混合構造は、低コストでの施工が可能であるというRC造の利点と、短工期での施工が可能であるというS造の利点の双方を併せもつものであって、たとえば比較的低層の大規模な物販施設や倉庫等を用途とする建物の構造として好適であるとされ、広く普及する気運にある。 This kind of mixed structure has both the advantage of RC construction that construction is possible at low cost and the advantage of S construction that construction is possible in a short construction period. It is said that it is suitable as a building structure for low-rise large-scale merchandise sales facilities, warehouses, etc., and is in the mood for widespread use.
ところで、この種の複合構造の建物の施工に際しては、異種の構造部材であるRC造の柱とS造の梁とを接合する必要があることから、それらの接合を構造的にも施工的にも合理的に行うための様々な手法が提案されている。
たとえば、特許文献1には梁中央部の鉄骨部の端部を梁端部の端部鉄筋コンクリート部に埋設するようにしたものが示され、特許文献2には鉄筋コンクリート部の主筋の一部を鉄骨に溶接するとともに他の主筋の先端部を鉄筋コンクリート部の端面に緊締するようにしたものが示され、特許文献3には鉄筋コンクリート梁内に埋設される鉄骨梁に支圧プレートを設けておくことが示されている。
For example,
しかし、上記従来の構造はいずれも梁端部をRC造とするものであるので、そのRC造とされる梁端部には大きなせん断力が作用するものであり、したがってそこでのせん断耐力を充分に確保するためには充分なるせん断補強を行う必要がある。その点で特許文献1〜3に示されているような従来の接合手法によることでは、いずれも梁端部に大断面のせん断補強筋(肋筋)を密に配筋する必要があり、あるいは高強度鉄筋を用いる必要が生じる場合もあり、そのため施工性が良くないばかりでなく工費の点でも不利であり、混合構造の利点を必ずしも充分に生かせないきらいがあった。
However, since all of the above conventional structures have RC ends at the beam ends, a large shearing force acts on the beam ends at the RC ends. Therefore, the shear strength there is sufficient. It is necessary to perform sufficient shear reinforcement in order to ensure this. In that respect, according to the conventional joining method as shown in
上記事情に鑑み、本発明はRC造の柱とS造の梁とをより合理的に接合し得る有効適切な接合構造を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an effective and appropriate joint structure capable of joining an RC column and an S beam more reasonably.
請求項1記載の発明の柱と梁の接合構造発明は、RC造の柱とS造の梁とを鋼殻コンクリート造の接合部を介して接合してなることを特徴とする。 The column-to-beam joint structure according to the first aspect of the invention is characterized in that an RC column and an S beam are joined via a steel shell concrete joint.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の柱と梁の接合構造であって、鋼殻コンクリート造の接合部は、当該接合部の周面を構成している外殻鋼板と、その内部に一体に充填された充填コンクリートと、該充填コンクリートおよび柱の双方に対して定着されて接合部全体を柱に対して一体化させるアンカー筋からなり、梁の端部を外殻鋼板内に挿入して充填コンクリートに定着せしめてなることを特徴とする。
Invention of
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明の柱と梁の接合構造であって、接合部の先端面の一部または全面を覆う鋼板からなるカバープレートを設け、アンカー筋の先端部をカバープレートに対して締結してなることを特徴とする。
The invention according to
請求項4記載の発明は、請求項2記載の発明の柱と梁の接合構造であって、アンカー筋の先端部に定着頭部を一体に形成してなることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a column-to-beam joint structure according to the second aspect of the present invention, wherein the fixing head is integrally formed at the tip of the anchor bar.
請求項5記載の発明は、請求項2〜4のいずれかに記載の発明の柱と梁の接合構造であって、外殻鋼板の内面と梁の表面の双方もしくは少なくともその一方に、充填コンクリートに係合する係合凸部を形成してなることを特徴とする。
The invention according to
請求項6記載の発明は、請求項2〜5のいずれかに記載の発明の柱と梁の接合構造であって、外殻鋼板の上面には充填コンクリートを打設充填するための打設口を設けてなることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the column-to-beam joint structure according to any one of
請求項7記載の発明は、請求項2〜6のいずれかに記載の柱と梁の接合構造であって、鋼殻コンクリート造の接合部を外殻鋼板内の全体もしくは一部に充填コンクリートを予め充填したプレキャスト部材とし、該接合部に梁の端部とアンカー筋の先端部を予め定着しておくとともに、アンカー筋の基端部を突出させておくことを特徴とする。 Invention of Claim 7 is the joining structure of the pillar and beam in any one of Claims 2-6, Comprising: Filling concrete is carried out to the whole or a part in outer shell steel plate for the junction part of steel shell concrete construction. A precast member filled in advance is used, and the end of the beam and the tip of the anchor bar are fixed in advance at the joint, and the base end of the anchor bar is protruded.
本発明における鋼殻コンクリート造(SC造)の接合部は外殻鋼板内に充填コンクリートを一体に充填した構造であって、外殻鋼板が充填コンクリートを外側から拘束するとともにせん断補強効果を発揮することにより優れた強度を有する構造部材であるので、本発明ではそのような頑強なSC造の接合部を介してRC造の柱とS造の梁との全体を構造的に確実強固に一体化することができ、柱と梁との接合強度を充分に確保できる。
そして、SC造の接合部は外殻鋼板内に充填コンクリートを充填しただけの簡単な構造であり、接合部をRC造とする場合に比較してせん断補強筋の配筋および型枠工事を不要とできることから、その施工に際しては施工性を大きく改善することができ、充分なコストダウンを図ることができる。
The steel shell concrete structure (SC structure) in the present invention has a structure in which the outer shell steel plate is integrally filled with the filled concrete, and the outer shell steel plate restrains the filled concrete from the outside and exerts a shear reinforcement effect. Therefore, in the present invention, the RC column and the S beam are structurally and firmly integrated with each other through such a strong SC joint. It is possible to sufficiently secure the joint strength between the column and the beam.
The SC structure has a simple structure in which the outer shell steel plate is simply filled with filled concrete, and shear reinforcement bars and formwork are not required compared to the case where the joint is made of RC structure. Therefore, in the construction, the workability can be greatly improved, and the cost can be reduced sufficiently.
特に、接合部の先端面にカバープレートを設けることにより、充填コンクリートに対する拘束効果をより高めることができるし、そのカバープレートに対してアンカー筋を締結することによりアンカー筋を介して外殻鋼板と柱とをより確実に一体化させることができる。
あるいは、アンカー筋の先端に定着頭部を設けることにより、充填コンクリートに対するアンカー筋の定着強度を充分に高めることができ、アンカー筋および充填コンクリートを介して外殻鋼板と柱とを確実に一体化させることができる。
In particular, by providing a cover plate on the front end surface of the joint, the restraining effect on the filled concrete can be further enhanced, and by fastening the anchor bar to the cover plate, The pillar can be more reliably integrated.
Alternatively, by providing a fixing head at the tip of the anchor reinforcement, the anchor strength of the anchor reinforcement relative to the filled concrete can be sufficiently increased, and the outer steel plate and the column are reliably integrated via the anchor reinforcement and the filling concrete. Can be made.
また、外殻鋼板の内面や梁の外面に係合凸部を設けることにより、充填コンクリートに対して外殻鋼板や梁をより確実に定着することが可能であり、それによって梁の抜け出しをより確実に防止できるし、充填コンクリートに対して圧縮ストラットが形成されてより効果的な応力伝達を行わしめることが可能である。 In addition, by providing engaging projections on the inner surface of the outer shell steel plate and the outer surface of the beam, it is possible to more securely fix the outer shell steel plate and the beam to the filled concrete, thereby further preventing the beam from coming out. This can be reliably prevented, and a compression strut can be formed on the filled concrete to achieve more effective stress transmission.
さらに、その接合部の施工に際しては、外殻鋼板が自ずと打込み型枠としても機能するので、その上部に設けた打設口から充填コンクリートを打設充填することのみで効率的な施工が可能である。 Furthermore, when the joint is constructed, the outer shell steel plate naturally functions as a placement mold, so efficient construction is possible simply by placing and filling the filled concrete from the placement opening provided on the top. is there.
さらになお、鋼殻コンクリート造の接合部を予めプレキャスト部材として製作しておけば、現場作業をより簡略化することができる。 Furthermore, if the steel shell concrete joint is manufactured in advance as a precast member, the field work can be further simplified.
図1〜図4に本発明の一実施形態を示す。本実施形態は、鉄筋コンクリート造(RC造)の柱1と鉄骨造(S造)の梁2とを鋼殻コンクリート造(SC造)の接合部3を介して接合することを主眼とするものである。
すなわち、本実施形態における柱1は柱主筋4aおよび帯筋4bからなる柱筋4をコンクリート5中に内蔵する通常のRC造によるものであり、また梁2はH形鋼等の通常の鉄骨からなるものであって、本実施形態ではその柱1の周囲4方向に梁2を接合するに際して、通常のように単なるRC造の接合部を介して接合するのではなく(換言すれば特許文献1〜3に示されているように梁の端部をRC造とするのではなく)、RC造の接合部に代えてSC造の接合部3を設け、そのSC造の接合部3を介してS造の梁2をRC造の柱1に対して強固に接合するものとしている。
1 to 4 show an embodiment of the present invention. This embodiment is mainly intended to join a reinforced concrete (RC)
That is, the
本実施形態におけるSC造の接合部3は、周面全体を構成している外殻鋼板11と、外殻鋼板11内に一体に充填された充填コンクリート12と、この接合部全体を柱に対して一体化させるためアンカー筋13から構成されている。
外殻鋼板11は図1に示すように全体として矩形断面の中空筒状のものであって、この外殻鋼板11は4枚の鋼板を角筒状に溶接して形成されるか、あるいは所望断面の角形鋼管を所望長さに切断したものが使用されるものである。外殻鋼板11の基端面(柱1に対向する側の端面)は完全に開放されているが、逆側の先端面の上下にはそれぞれ鋼板からなる横長のカバープレート14が溶接されており、それらカバープレート14にはアンカー筋13を通して締結するための孔15が形成されている。
アンカー筋13は、梁2の端部の上下にそれぞれ横一列をなして5本ずつ配筋されるネジ筋からなるもので、それらアンカー筋13は柱主筋4aの間を挿通して柱1を貫通する状態でその中間部が柱1に定着され、両端部は柱1の両側にそれぞれ突出して上記の外殻鋼板11内の充填コンクリート12に対して定着されるものであり、かつ、アンカー筋13の先端部は上記のカバープレート14に形成されている孔15を挿通してそこにはナット16が螺着されることにより、アンカー筋13はカバープレート14を介して外殻鋼板11に対して締結されるようになっている。
In this embodiment, the
As shown in FIG. 1, the outer
The
なお、外殻鋼板11は充填コンクリート12を打設充填するための打込み型枠としても機能するものであるので、その上面には充填コンクリート12の打設口17(図示例では円形のものが4つ)が形成されているが、そのような打設口17を設けることでせん断補強効果が損なわれる場合には、最終的には打設口17に鋼板製の蓋を溶接して塞いでしまえば良い。
また、図2に示すように、外殻鋼板11の内部の上下面の所望位置には充填コンクリート12に対して係合する係合凸部18としての帯鋼が溶接され、また梁2の端部の上下面にも同様の係合凸部18としての帯鋼が溶接されている。
Since the outer
Further, as shown in FIG. 2, a steel strip as an
上記構造により接合される柱1と梁2とによる架構を施工するに当たっては、柱筋4を組み立てる際にアンカー筋13を配筋してそのアンカー筋13を柱1の両側に突出させた状態で柱1を先行施工する。
そして、柱1から突出させたアンカー筋13の外側に外殻鋼板11を装着し、アンカー筋13の先端部をカバープレート14に形成した孔15に挿通してナット16により締結し、外殻鋼板11の内部に梁2の端部を挿入して梁端を柱1の周面に当接させ、その状態で打設口17から外殻鋼板11内に充填コンクリート12を打設充填する。この際、外殻鋼板11はそれ自体で打込み型枠として機能し、カバープレート14は妻型枠の一部として機能するので、上下のカバープレート14の間にのみ、梁2の周囲を塞ぐための妻型枠を別途取り付ければ良い。
In constructing the frame composed of the
Then, the outer
以上によりSC造の接合部3が施工され、そのSC造の接合部3を介してRC造の柱1とS造の梁2とが構造的に一体に接合されて複合構造の架構が構成される。
As described above, the
本実施形態の構造によれば、接合部3の周面を構成している外殻鋼板11は内部の充填コンクリート12を外側から拘束するとともに、通常のRC造の接合部におけるせん断補強筋(肋筋)として機能するものであり、しかも単なる角形筒状の薄肉の外殻鋼板11のみで優れたせん断補強効果が得られるものであるし、外殻鋼板11の肉厚の調整のみでせん断補強効果を自由に調整することも可能であり、したがってRC造の接合部の場合には必要とされる大断面の多数の肋筋を必要とせず、接合部3全体の構造を充分に簡略化することができる。
また、その施工に際しては、多数の肋筋の配筋作業に代えて少数のアンカー筋13の配筋と外殻鋼板11の装着を行うだけで良いし、その外殻鋼板11が自ずと打込み型枠として機能するので梁2の周囲に若干の妻型枠を取り付けるだけで良く、したがってRC造の場合に比較して配筋および型枠に関する作業を大幅に簡略化でき、施工性改善を充分に図ることができ、構造の簡略化と相まって充分な工費削減と工期短縮に寄与し得る。
According to the structure of the present embodiment, the outer
Further, in the construction, it is only necessary to install a small number of anchor bars 13 and the outer
勿論、上記のようなSC構造の接合部3は、外殻鋼板11がせん断補強効果を発揮するばかりでなくアンカー筋13が主筋としても機能するものであり、しかもそのアンカー筋13の先端部をカバープレート14を介して外殻鋼板11に締結しているので、接合部3全体はそれ自体が充分に頑強なSC造の構造部材として機能するものであるし、そのような頑強な接合部3の全体がアンカー筋13および充填コンクリート12を介して柱1と梁2の双方に対して自ずとかつ確実に一体化することから、接合部3を介して柱1と梁2とを構造的に確実強固に一体化させて充分なる接合強度を確保できるものである。
加えて、必要に応じて外殻鋼板11の内面や梁2の外面に帯鋼等の係合凸部18を設けておくことにより、充填コンクリート12に対する外殻鋼板11や梁2の定着強度をより増強することが可能であり、それによって梁2の抜け出しをより確実に防止できるし、充填コンクリート12に対して圧縮ストラットが形成されてより効果的な応力伝達を行わしめることが可能である。
Of course, in the
In addition, fixing strength of the outer
以上で本発明の一実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例に過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されることなく、たとえば以下に列挙するような様々な変形や応用が可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the above embodiment is merely a preferred example, and the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and applications as listed below, for example. Is possible.
上記実施形態では外殻鋼板11の先端面の上下に横長のカバープレート14を設けたが、それに代えて図5に示すようにカバープレート14を外殻鋼板11の先端面全体を覆うものとして、そのカバープレート14に梁2の断面に合致する形状の切り込み14aを形成しておくことも考えられる。その場合は、カバープレート14による充填コンクリート12に対する拘束効果がより高められるし、梁2を切り込み14aに通した後にその周囲の隙間を塞ぐだけで現場の妻型枠の取り付けを完全に省略することも可能である。
In the above embodiment, the horizontally
また、上記実施形態ではアンカー筋13をカバープレート14を介して外殻鋼板11に対して締結するものとしたが、必ずしもそのように構成することはなく、たとえば図6〜図7に示すようにより簡略化した構造とすることも可能である。
図6〜図7に示す他の実施形態では、上記実施形態におけるカバープレート14を省略するとともに、アンカー筋13としては異形鉄筋の先端に定着頭部13aを一体に形成したものを使用して、そのアンカー筋13を単に充填コンクリート12中に埋設状態で定着するようにしたものである。この場合も充填コンクリート12に対するアンカー筋13の定着強度を定着頭部13aによって充分に確保することができる。
In the above embodiment, the anchor bars 13 are fastened to the outer
In other embodiments shown in FIGS. 6 to 7, the
上記実施形態では外殻鋼板11の内面と梁2の表面に係合凸部18としての帯鋼を溶接するものとしたが、係合凸部18の設置位置や数は任意であって適宜増減して良いし、不要であれば図6〜図7に示した実施形態のように係合凸部18を省略することでも差し支えない。勿論、係合凸部18としては帯鋼に限らずスタッドをはじめとして適宜のものが採用可能であるし、要は充填コンクリート12に対する外殻鋼板11や梁2の定着強度を高めるものであれば良いので、外殻鋼板11の内面や梁2の表面に凹凸加工を施したり段差を設けてそれらを係合凸部18として機能させることも考えられる。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、柱1およびアンカー筋13を先行施工した後、柱1に外殻鋼板11を装着するとともに外殻鋼板11に梁2の端部を挿入し、しかる後に外殻鋼板11内に充填コンクリート12を打設するという施工手順を説明したが、あるいは、柱1に対するコンクリート5の打設と外殻鋼板11への充填コンクリート12の充填を同時に行うことも考えられる。すなわち、柱筋4およびアンカー筋13を配筋して柱型枠を組み立てた時点で、柱型枠の外側に外殻鋼板11を装着してその内部に梁2を挿入し、その状態で柱型枠内と外殻鋼板11内に一括してコンクリートを打設充填して柱1と接合部3を同時に施工すれば良い。そのような手順によれば施工性をより改善することができるし、外殻鋼板11に設ける打設口17を省略することも可能である。
In the above embodiment, after the
上記実施形態は建物の内部に位置する柱1の周囲に4本の梁2を十字状に交差させた状態で接合する場合の適用例であるので、2方向のアンカー筋13を交差させた状態で柱1を貫通させて配筋し、各方向のアンカー筋13の両端部にそれぞれ対向状態で2つの接合部3を設ければ良く、その際には両方向のアンカー筋13の位置を上下にずらして貫通部における相互の干渉を避ければ良い。但し、2方向のアンカー筋13を交差状態で貫通させることに代えて、4つの接合部3に対する4方向のアンカー筋13をそれぞれ独立に配筋することも考えられ、その場合は4方向のアンカー筋13の基端部をそれぞれ柱1に定着すれば良い。その手法は、建物の角部に位置する柱1に対して2本の梁2を直交状態で接合する場合、あるいは建物の外周部に位置する柱1に対して3本の梁2をT状に接合する場合に好適に採用可能である。
Since the above embodiment is an application example in the case where four
上記実施形態では外殻鋼板11内への充填コンクリート12の充填を現場で行って接合部3を現場施工するものとしたが、外殻鋼板11内に充填コンクリート12を予め充填して接合部3をプレキャスト部材として製作し、それに梁2の端部とアンカー筋13の先端部を予め定着しておくことも考えられる。その場合、外殻鋼板11内全体に充填コンクリート12を充填すればフルプレキャスト部材となり、外殻鋼板11内の上部を残して一部にのみ充填コンクリート12を充填すればハーフプレキャスト部材となる。
図8は、図2に示した先の実施形態の接合構造をプレキャスト化し、併せて柱1もプレキャスト化した場合の例を示す。本例における接合部3は、梁2の上フランジのレベルまで充填コンクリート12が予め充填されたハーフプレキャスト部材とされ、それには梁2の端部が予め定着され、また下側のアンカー筋13が基端部を後方側(仕口部側)に突出させた状態でその先端部が定着されている。
そして、各方向の接合部3を仕口部の周囲に配置した後に、仕口部を挟んで対向する双方のアンカー筋13の基端どうしを図示しているようにスリーブジョイント等の継手20により接合し、上側のアンカー筋13は仕口部を貫通させて双方の外殻鋼板11内の上部に配筋し、しかる後に、上階の柱1を建て込み、仕口部および外殻鋼板11内の上部にコンクリートを一体に打設充填して接合部3を完成させ、同時にスラブを形成すれば良い。
これにより、最終的には図2に示したものと同様にRC造(より厳密にはPCa造)の柱1とS造の梁2とをSC造(より厳密にはいわばPCaSC造)の接合部3を介して確実強固に接合することができることはもとより、先の実施形態に比べてプレキャスト化による現場施工のより一層の簡略化を実現することができる。
In the above embodiment, the filling
FIG. 8 shows an example in which the joining structure of the previous embodiment shown in FIG. 2 is precast and the
And after arrange | positioning the
As a result, in the same manner as shown in FIG. 2, the RC (more strictly, PCa)
1 柱(RC造)
2 梁(S造)
3 接合部(SC造)
4 柱筋
4a 柱主筋
4b 帯筋
5 コンクリート
11 外殻鋼板
12 充填コンクリート
13 アンカー筋
13a 定着頭部
14 カバープレート
14a 切り込み
15 孔
16 ナット
17 打設口
18 係合凸部(帯筋)
20 継ぎ手
1 Pillar (RC construction)
2 Beam (S structure)
3 Junction (SC)
4
20 Fitting
Claims (7)
鋼殻コンクリート造の接合部は、当該接合部の周面を構成している外殻鋼板と、その内部に一体に充填された充填コンクリートと、該充填コンクリートおよび柱の双方に対して定着されて接合部全体を柱に対して一体化させるアンカー筋からなり、
梁の端部を外殻鋼板内に挿入して充填コンクリートに定着せしめてなることを特徴とする柱と梁の接合構造。 The column-beam joint structure according to claim 1,
The steel shell concrete joint is fixed to both the outer shell steel plate constituting the peripheral surface of the joint, the filled concrete integrally filled therein, and both the filled concrete and the column. It consists of anchor bars that integrate the entire joint with the column,
A column-beam joint structure characterized in that the end of the beam is inserted into the outer shell steel plate and fixed to the filled concrete.
接合部の先端面の一部または全面を覆う鋼板からなるカバープレートを設け、アンカー筋の先端部をカバープレートに対して締結してなることを特徴とする柱と梁の接合構造。 The column-beam joint structure according to claim 2,
A column-to-beam junction structure comprising a cover plate made of a steel plate that covers a part or the whole of the tip end surface of the joint portion, and the tip end portion of the anchor bar being fastened to the cover plate.
アンカー筋の先端部に定着頭部を一体に形成してなることを特徴とする柱と梁の接合構造。 The column-beam joint structure according to claim 2,
A column-to-beam joint structure characterized by integrally forming a fixing head at the tip of an anchor muscle.
外殻鋼板の内面と梁の表面の双方もしくは少なくともその一方に、充填コンクリートに係合する係合凸部を形成してなることを特徴とする柱と梁の接合構造。 It is the junction structure of the pillar and beam in any one of Claims 2-4,
A column / beam joining structure characterized in that an engagement convex portion that engages with filled concrete is formed on both or at least one of the inner surface of the outer shell steel plate and the surface of the beam.
外殻鋼板の上面には充填コンクリートを打設充填するための打設口を設けてなることを特徴とする柱と梁の接合構造。 It is the junction structure of the pillar and beam according to any one of claims 2 to 5,
A column-to-beam joint structure, characterized in that a casting port for casting and filling filled concrete is provided on the top surface of the outer shell steel plate.
鋼殻コンクリート造の接合部を外殻鋼板内の全体もしくは一部に充填コンクリートを予め充填したプレキャスト部材とし、該接合部に梁の端部とアンカー筋の先端部を予め定着しておくとともに、アンカー筋の基端部を突出させておくことを特徴とする柱と梁の接合構造。 It is the junction structure of the pillar and beam in any one of Claims 2-6,
The steel shell concrete joint is a precast member in which the whole or part of the outer shell steel plate is pre-filled with concrete, and the beam end and the anchor bar tip are fixed in advance in the joint, A column-to-beam joint structure characterized in that the base end of the anchor bar protrudes.
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