JP2008095499A - 柱梁接合構造 - Google Patents

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正人 山田
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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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