JP2008095499A - 柱梁接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、柱と梁又はスラブとを簡易な作業で接合でき、十分な強度及び剛性を備えた柱梁接合構造を提供する。
【解決手段】柱２と、梁又はスラブ３との接合部の構造１において、柱２に、その側面２ａから横に突出する状態にこの柱２をほぼ取り巻く状態に水平部２１を形成し、柱２の水平部２１より上方に、ほぼ筒状の接合部材４を柱２の水平部２１より上方に外挿すると共に、この接合部材４に梁又はスラブ３を接合しておき、接合部材４を柱２の水平部２１に接するように配置した状態で、柱２の側面２ａと水平部２１及び接合部材４の内面４ａによって囲まれる空間に充填材５を充填する。
【選択図】図１

Description

本発明は、柱と、梁又はスラブとを接合した柱梁接合構造に関する。

従来、コンクリート充填鋼管等からなる柱と、鉄骨などからなる梁又はスラブとの接合部の構造として、柱に筒状の接合部材（ソケット）を外挿し、この接合部材に梁又はスラブを接合しておいた上で、柱の側面と接合部材の内面との間の間隙にモルタルやコンクリートなどの充填材を充填する構造が開発されている。

この種の接合部の構造の例として、例えば特許文献１に開示されたものがある。

特開平９−３１７００９号公報

この特許文献１に記載の接合部の構造では、柱と鋼管からなるソケットとの間に充填材を充填することで、柱と梁とを容易に接合することが可能とされている。しかし、柱と構造では、柱とソケットとの間、すなわち柱と梁又はスラブとの間に作用するせん断力に十分耐えられる構造となっていない。そのため、その「請求項３」や「図３」に示されているように、柱と鋼管とを貫通するようにボルトを挿通して締め付けることが、実用上必要となっている。
このような構成では、柱とソケットとに形成しておいたボルト孔にボルトを通すための、柱に対するソケットの位置決めが難しく、高い施工精度・施工手間が要求される。

本発明の課題は、簡単な構成で、柱と梁又はスラブとを簡易な作業で接合でき、十分な強度及び剛性を備えた柱梁接合構造を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１、図２に示すように、柱２と、梁又はスラブ３との接合部の構造１において、
前記柱２には、その側面２ａから横に突出する状態にこの柱２をほぼ取り巻く状態に水平部２１が形成され、
前記柱２の前記水平部２１より上方に、ほぼ筒状の接合部材４が前記柱２の前記水平部２１より上方に外挿されていると共に、この接合部材４にダイアフラムを介して梁接合部３ａが設けられ、この梁接合部３ａに前記梁又はスラブ３が接合され、前記接合部材４の上端面は、前記ダイアフラムの上面および梁接合部３ａの上面と面一となっており、
前記接合部材４が前記柱２の水平部２１に接するように配置された状態で、前記柱２の側面２ａと水平部２１及び前記接合部材４の内面４ａによって囲まれる空間に充填材５が充填されて構成されていることを特徴とする。
ここで、上記柱としては、コンクリート充填鋼管、中空の鋼管、形鋼、（プレキャスト又は現場で打設される）鉄筋コンクリート、鉄骨鉄筋コンクリート等からなる柱が挙げられる。また、上記梁又はスラブとしては、形鋼からなる梁、形鋼とデッキプレート・コンクリートとの合成床板、プレキャスト鉄筋コンクリート床板、ボイドスラブ等が挙げられる。
また、上記接合部材は、鋼管から構成されていることが好ましいが、スラブと一体に成型されたプレキャスト鉄筋コンクリートブロック等からなるものも使用可能である。
さらに、充填材としては、例えばモルタルやコンクリートが使用されるが、それ以外の、例えば、接着剤や、砂と接着剤とを混合したもの等でもよい。要は、前記空間に密に充填でき、充填後硬化して柱の側面、接合部材の内面、水平部材に付着するものであればよい。

本発明によれば、柱に、その側面から横に突出する状態にこの柱をほぼ取り巻く状態に水平部が形成されており、柱の水平部より上方に、ほぼ筒状の接合部材が柱の水平部より上方に外挿されていると共に、この接合部材に梁又はスラブが接合され、接合部材が柱の水平部に接するように配置されているので、梁又はスラブが接合されていると共に柱に外挿された接合部材を、柱の水平部に当接するように降下させることにより、柱に対する接合部材の位置決め、すなわち柱に対する梁又はスラブの位置決めを簡便に行うことができる。したがって、柱に梁又はスラブを簡易な作業によって固定することができる。
また、接合部材が柱の水平部に接するように配置された状態で、柱の側面と水平部及び接合部材の内面によって囲まれる空間に充填材が充填されているので、柱と接合部材との間のせん断力の伝達、すなわち柱と梁又はスラブのとの間のせん断力の伝達が、柱の水平部と接合部材との接点を通じて確実に行われ、力学的に十分な強度・剛性を備えた接合部の構造とすることができる。

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、柱梁接造構造１の斜視図であり、図２（ａ）は柱梁接合構造１の側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
柱梁接合構造１は、コンクリート充填円形鋼管からなる柱２と、鉄骨からなる梁（又はプレキャストコンクリート等からなるスラブ：図示省略）３との接合部に用いられるものである。

まず、図１、図２を参照して、本発明に係る柱梁接合構造１について、概説する。
図１、図２に示すように、柱２には、その側面２ａから横に突出する状態にこの柱２をほぼ取り巻く状態に、ほぼリング形状の鋼板からなる水平部２１が溶接されている。
また、柱２の水平部２１より上方には、円筒状の鋼管からなる接合部材４が、柱２の水平部２１より上方に外挿されていると共に、この接合部材４にダイアフラムを介して、鉄骨からなる梁接合部３ａが設けられている。この梁接合部３ａは接合すべき梁３と同断面形状のものであり、梁３が溶接やボルト結合によって接合されるようになっている。
そして、図１、図２に示すように、接合部材４が柱２の水平部２１に接するように配置された状態で、柱２の側面２ａと水平部２１及び接合部材４の内面４ａによって囲まれる空間に、モルタル又はコンクリートからなる充填材５が充填されて、接合部の構造１が概略構成されている。

ここで、接合部材４の高さＬに対する幅Ｄの比Ｄ／Ｌ（図２参照）は、０．８〜１．５程度に設定されていれば、の範囲に設定すれば、柱２と梁３との間の接合部の強度及び剛性を十分に確保することができる。

また、柱２の幅ｄに対する接合部材４の幅Ｄの比Ｄ／ｄ（図２参照）は、１．２〜２．０程度の範囲内に設定すれば、柱２と梁３との間の接合部の強度及び剛性を十分に確保することができる。

次に、鉄道のプラットホームの既存上家１１の上方に、建築物や人工地盤等を構築する場合に、本発明に係る柱梁接合方法を適用した例について、図３（ａ）〜図３（ｃ）を参照して説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、鉄道のプラットホーム上に、柱２を建て込む。柱２には、その側面２ａから横に突出する状態にこの柱２をほぼ取り巻く状態に、ほぼリング形状の鋼板からなる水平部２１が溶接によって固定されている。柱２を建て込む場合、水平部２１が既存上家１１とほぼ同高さに位置するようにして建て込む。
次に、各柱２の水平部２１より上方に、円筒状の鋼管からなる接合部材４を、外挿したうえで、水平部２１より上方位置でかつ既存上家１１より上方位置に仮支持しておく。この接合部材４は、内径が、前記柱外径よりも大径でかつ水平部材より小径のほぼ筒状のものであり、この接合部材４にはダイアフラムを介して梁接合部３ａが設けられている。
また、接合部材４を仮支持する場合、図４に示すように、柱２の上端部に水平材６を固定し、この水平材６の両端部に油圧ジャッキ７，７を連結し、油圧ジャッキ７，７のピストンロッド７ａ，７ａを前記梁接合部３ａ，３ａに連結することにより行う。なお、ピストンロッド７ａ，７ａは縮小状態になっている。

次に、接合部材４の梁接合部３ａに、鉄骨からなる梁３を接合する。
梁３は、上方からクレーン等によって吊下げて、隣り合う柱２，２間の梁接合部３ａ，３ａ間に挿入し、梁３の両端部をそれぞれ梁接合部３ａ，３ａに接合する。そして、梁３に支持されるように、建築物の床や人工地盤などを構築する。

続いて、図３（ｂ）に示すように、既存上家１１に取り付けられていたケーブル１２等を、梁３の下面に移設する。
そして、既存上家１１を撤去した後、図３（ｃ）に示すように、接合部材４が柱２の水平部２１に接するまで、梁３をジャッキダウンにより、つまりピストンロッド７ａを伸長することにより降下させる。この状態で、柱２の側面２ａと水平部２１及び接合部材４の内面４ａによって囲まれる空間に、モルタル又はコンクリートからなる充填材５を充填して、接合部の構造１が完成すると共に、建築物の床や人工地盤が本設位置に固定される。

以上、本実施の形態に記載の接合部の構造１によれば、柱２に、その側面２ａから横に突出する状態にこの柱２をほぼ取り巻く状態に水平部２１が形成されており、柱２の水平部２１より上方に、筒状の接合部材４が柱２の水平部２１より上方に外挿されていると共に、この接合部材４に梁又はスラブ３が接合され、接合部材４が柱２の水平部２１に接するように配置されているので、梁又はスラブ３が接合されていると共に柱２に外挿された接合部材４を、柱２の水平部２１に当接するように降下させることにより、柱２に対する接合部材４の位置決め、すなわち柱２に対する梁又はスラブ３の位置決めを簡便に行うことができる。したがって、柱２に梁又はスラブ３を簡易な作業によって固定することができる。
また、接合部材４が柱２の水平部２１に接するように配置された状態で、柱２の側面２ａと水平部２１及び接合部材４の内面４ａによって囲まれる空間に充填材５が充填されているので、柱２と接合部材４との間のせん断力の伝達、すなわち柱２と梁又はスラブ３のとの間のせん断力の伝達が、柱２の水平部２１と接合部材４との接点を通じて確実に行われ、力学的に十分な強度・剛性を備えた接合部の構造１とすることができる。

また、柱２がコンクリート充填鋼管からなり、接合部材４が鋼管からなり、充填材５がモルタル又はコンクリートからなるので、柱２と梁又はスラブ３との接合部が鋼管と、その内部に充填されたモルタル又はコンクリートにより拘束されて、地震時や強風時などに柱２と梁又はスラブ３との間に作用する曲げせん断力に対して十分な強度・剛性を備える接合部の構造１とすることができる。

さらに、接合部材４を柱２に外挿したうえで、この接合部材４を既存上家１１より上方位置で仮支持しておくので、接合部材４に梁３を接合する場合に、梁３が既存上家１１に支障することがない。したがって、梁施工を、既存上家１１の撤去を待つことなく行えるので、工期の短縮を図れる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記の実施の形態では、コンクリート充填円形鋼管からなる柱２と、鉄骨からなる梁３との接合部の構造１について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、角型鋼管や各種形状の形鋼、プレキャスト鉄筋コンクリート等からなる柱と各種梁との接合部にも適用することができる。
また、柱に、プレキャスト鉄筋コンクリート床板、ボイドスラブ等からなるスラブを接合する場合にも、本発明を適用可能である。
さらに、隣り合う柱２，２間のスパンが短い場合は、柱２，２に外挿する接合部材４，４を予め工場等において梁３で接続しておき、これを現場に搬入して柱２，２に接合部材４，４を外挿したうえで、接合部材４，４を仮支持してもよい。
また、柱２に接合部材４を仮支持する場合、油圧ジャッキ７を使用しないで、図４に二点鎖線で示すように、接合部材４を固定板１０等を介してボルトで固定してもよい。この場合、接合部材４を降下させる場合は、接合部材４に接合された梁３をクレーン等によって吊下げた状態で降下させればよい。
さらに、柱２に接合部材４を仮支持する場合、油圧ジャッキ７に代えて、例えば、ボールネジを使用してもよい。この場合、水平材６にボールネジを回転自在にかつ上下に向けて取付ける一方、接合部材４にナットを設け、このナットにボールネジを螺合してもよいし、また、その逆に、水平材６にナットを取付ける一方、接合部材４にボールネジを回転自在に取付けてもよい。
また、ボールネジ以外でも、例えばＰＣ鋼棒やワイヤ、チェーン等を介して接合部材４を水平材６から吊上げるようにして仮支持してもよい。
その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明に係る柱梁接合構造の一例を示す斜視図である。 本発明に係る柱梁接合構造の一例を示すもので側面図及び横断面図である。 実施の形態に係る柱梁接合方法の一例を示す模式図である。 実施の形態に係る柱梁接合方法の一例を説明するもので、接合部材を仮支持した状態を示す側面図である。

符号の説明

１ 接合部の構造
２ 柱
２ａ 柱の側面
２１ 水平部
３ 梁（スラブ）
４ 接合部材
４ａ 接合部材の内面
５ 充填材（モルタル又はコンクリート）
７ 油圧ジャッキ

Claims (1)

1. 柱と、梁又はスラブとを接合した柱梁接合構造において、
   前記柱には、その側面から横に突出する状態にこの柱をほぼ取り巻く状態に水平部が形成され、
   前記柱の前記水平部より上方に、ほぼ筒状の接合部材が前記柱の前記水平部より上方に外挿されていると共に、この接合部材にダイアフラムを介して梁接合部が設けられ、この梁接合部に前記梁又はスラブが接合され、前記接合部材の上端面は、前記ダイアフラムの上面および梁接合部の上面と面一となっており、
   前記接合部材が前記柱の水平部に接するように配置された状態で、前記柱の側面と水平部及び前記接合部材の内面によって囲まれる空間に充填材が充填されて構成されていることを特徴とする柱梁接合構造。

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