JP2009235680A

JP2009235680A - 柱梁接合ユニットおよび柱梁接合の施工方法

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Publication number: JP2009235680A
Application number: JP2008080156A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takeuchi; 博幸竹内; Ichiro Yamaura; 一郎山浦
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: JP5137651B2

Abstract

【課題】鉄筋コンクリート造の柱と梁の接合部をプレキャスト（ＰＣａ）化した場合に鉄筋コンクリート構造物の施工合理化および工期の大幅短縮を図ることのできる柱梁接合ユニットおよび柱梁接合の施工方法を提供する。
【解決手段】この柱梁接合ユニット１０は、鉄筋コンクリート造の柱とプレキャスト部材の梁との接合部を構成するようにプレキャストにより一体化されており、柱と接合する柱接合部２０と、柱接合部の側面から突き出て梁と接合する少なくとも２つの梁接合部１１〜１４と、を備え、梁接合部は、梁との接合面において梁を載置可能な載せ掛け部１５を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄筋コンクリート造の柱と梁との接合部を構成するための柱梁接合ユニットおよび柱梁接合の施工方法に関する。

鉄筋コンクリート（ＲＣ）造の躯体工事は、従来、（１）在来型枠工法、または、（２）柱・梁プレキャスト（ＰＣａ）工法により行われていた。

（１）在来型枠工法
ＲＣ造でラーメン構造の柱・梁をともに在来型枠工法で組み立て、柱梁の接合部については、柱首上と梁の仕口が取合うように支保材とともに型枠を組み立て、柱・梁・柱梁接合部・スラブと同時に１層分のコンクリートを打設するのが一般的である。その場合、柱筋の接合は、次層より５００〜８００ｍｍ程度立ち上がった位置で、機械式継手により行い、梁筋の接合は、柱梁接合部内または梁中央部で機械式継手により行うことが多い。

（２）柱・梁プレキャスト（ＰＣａ）工法
ＲＣ造でラーメン構造の柱・梁をともにＰＣａ工法とし、現場で製作するか、または製作工場より搬入したプレキャスト部材を原位置で組み立て、柱梁接合部については在来工法にて型枠を組み立て、柱梁接合部と梁・スラブを同時に柱首より上の１層分のコンクリートとして打設するのが一般的である。その場合、柱筋の接合は、次層より２００〜５００ｍｍ程度立ち上がった位置で、上階の柱のプレキャスト部材に組み込まれたスリーブ継手により行い、梁筋の接合は、梁（ＰＣａ）の形状により、柱梁接合部内で機械式継手による方式（柱梁接合部型枠：在来工法）と、梁端部で機械式継手による方式（柱梁接合部・梁端部の型枠：在来工法）の２通りが主流となっている。

また、上述の柱・梁プレキャスト（ＰＣａ）工法で柱・梁をプレキャスト部材とした場合、コンクリートの場所打ちをできるだけ省略するために、柱梁接合部をＰＣａ化する工法が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。柱梁接合部をＰＣａ化する工法は、既に実例がいくつかあるが、基本的には、柱鉄筋は接合部ＰＣａ部分に組み込んだスリーブで貫通させ、梁筋は接合部ＰＣａ部分から定着分を伸ばした梁筋と梁ＰＣａ部分の梁筋をスリーブ継手や溶接継手で接合する方式が多い。
特開２００８−３１８４０号公報

上述のような柱梁接合部をＰＣａ化する工法の場合、特に接合部ＰＣａ部分と梁ＰＣａ部分の鉄筋継手および柱梁接合部における精度が、現地での突き合わせとなるため問題となることが多い。通常は、そのクリアランスを確保するために、スリーブ継手を用いたり、プレキャスト部材を交互にクレーンで揚重しながら、接合することが多い。そのため、鉄筋継手とプレキャスト部材の接合精度が確保されなかったり、クレーンの占有時間が大幅に延長したりして、全体工程に大きな影響を及ぼすことが多い。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、鉄筋コンクリート造の柱と梁の接合部をプレキャスト（ＰＣａ）化した場合に鉄筋コンクリート構造物の施工合理化および工期の大幅短縮を図ることのできる柱梁接合ユニットおよび柱梁接合の施工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本実施形態の柱梁接合ユニットは、鉄筋コンクリート造の柱とプレキャスト部材の梁との接合部を構成するようにプレキャストにより一体化された柱梁接合ユニットであって、柱と接合する柱接合部と、前記柱接合部の側面から突き出て梁と接合する少なくとも２つの梁接合部と、を備え、前記梁接合部は、梁との接合面において梁を載置可能な載せ掛け部を備えることを特徴とする。

この柱梁接合ユニットによれば、柱梁接合ユニットを柱に取り付け、梁接合部の載せ掛け部間にプレキャスト部材の梁を載置することができるので、従来のような梁の支保工を省略でき、柱梁接合部における梁の定着の簡易化を図ることができるとともに、梁についてクレーン揚重時間の短縮化を実現できる。このため、鉄筋コンクリート構造物の施工の合理化および工期の大幅短縮を図ることができる。

上記柱梁接合ユニットにおいて前記梁接合部を貫通して例えば梁下端筋が組み込まれて前記載せ掛け部の下方から突き出ていることが好ましい。この梁下端筋は、接合される梁の梁下端筋と接合される。

また、前記柱接合部に柱筋が貫通する貫通孔が例えばスリーブ材により形成されている。この貫通孔に接合される下階の柱の柱筋が挿通される。

本実施形態の柱梁接合の施工方法は、上述の柱梁接合ユニットを用いて鉄筋コンクリート造の柱と梁とを接合する施工方法であって、隣接する二本の柱の各上面に前記柱梁接合ユニットの柱接合部を載せる工程と、前記一方の柱に載せた前記柱梁接合ユニットの梁接合部の載せ掛け部と前記他方の柱に載せた前記柱梁接合ユニットの梁接合部の載せ掛け部との間に梁を載せる工程と、を含むことを特徴とする。

この柱梁接合の施工方法によれば、柱梁接合ユニットを柱に取り付け、梁接合部の載せ掛け部間にプレキャスト部材の梁を載置することができるので、従来のような梁の支保工を省略でき、柱梁接合部における梁の定着の簡易化を図ることができるとともに、梁についてクレーン揚重時間の短縮化を実現できる。このため、鉄筋コンクリート構造物の施工の合理化および工期の大幅短縮を図ることができる。このため、鉄筋コンクリート構造物の施工の合理化および工期の大幅短縮を図ることができる。

さらに、柱および梁をプレキャスト部材とし、柱梁接合ユニットで柱梁接合部をプレキャストにより一体化することで、従来のようなウェット施工（コンクリートの場所打ち等）要素をさらに少なくでき、工期の大幅短縮を実現できる。

上記柱梁接合の施工方法において前記載せ掛け部でくさびやフィラ等を用いて前記梁接合部と前記梁との水平方向および／または鉛直方向の位置調整を行うことができる。

また、前記梁接合部を貫通して梁長手方向に突き出た例えば梁下端筋と、前記梁から突き出た梁下端筋と、を突き合わせて機械式継手により接合することができる。機械式継手にはスリーブ式継手やねじ式継手や溶接継手がある。

また、前記梁筋の接合後に前記梁と前記梁接合部との接合部を包囲するように型枠を組み込み、前記型枠内にグラウト材を充填し一体化することが好ましい。

本発明の柱梁接合ユニットおよび柱梁接合の施工方法によれば、鉄筋コンクリート造の柱と梁の接合部をプレキャスト（ＰＣａ）とした場合に鉄筋コンクリート構造物の施工合理化および工期の大幅短縮を図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態による柱梁接合ユニットの概略的構成を示す斜視図である。図２は図１の柱梁接合ユニットの内部も含めた概略的構成を示す側面図である。

図１，図２に示すように、柱梁接合ユニット１０は、中央の柱接合部２０と、第１梁接合部１１と、第２梁接合部１２と、第３梁接合部１３と、第４梁接合部１４と、を備える。第１梁接合部１１，第２梁接合部１２，第３梁接合部１３，第４梁接合部１４は、互いに直交する４方向に柱接合部２０の各側面から突き出ており、柱梁接合ユニット１０は略十字状の平面形状となっている。

なお、柱梁接合ユニット１０は、図１の破線で示す梁接合部１２，１４を省略し、この一方向の部分については梁端部を在来工法で接合するように構成してもよい。

柱梁接合ユニット１０は、鉄筋コンクリート（ＲＣ）造の躯体を構成する柱と梁との接合部に配置され、柱接合部２０は柱に接合され、第１〜第４梁接合部１１〜１４は各梁に接合される。柱接合部２０の平面は接合される下階の柱の平面と略同じ大きさとなっている。

図１，図２のように、中央の柱接合部２０は、柱の複数の柱筋の対応した位置で鉛直方向に貫通した複数の貫通孔２１を有し、柱接合部２０が接合対象の柱の上面に載せられるとき、柱の複数の柱筋が同数の貫通孔２１に挿通される。

第１〜第４梁接合部１１〜１４は、それぞれ梁に接合される各接合面から突き出て段状になった載せ掛け部１５を有し、段部となった載せ掛け部１５の載せ掛け面１６にプレキャスト部材である各梁が載ることができるようになっている。各載せ掛け部１５の下方には凹部１７が切り欠かれるようにして形成されている。

複数本の梁下端筋１８が第１梁接合部１１と柱接合部２０と第３梁接合部１３とを貫通するように柱梁接合ユニット１０の下側に組み込まれており、載せ掛け部１５の下方の凹部１７で梁長手方向（図２の横方向）に突き出ている。各梁下端筋１８は、図２のように、端部１８ａが載せ掛け部１５の先端面１５ａに対し梁長手方向にほぼ同じ位置になるまで延びている。同様に、複数本の梁下端筋１８が第２梁接合部１２と柱接合部２０と第４梁接合部１４とを貫通するように柱梁接合ユニット１０の下側に組み込まれており、載せ掛け部１５の下方の凹部１７に突き出ている。

第１〜第４梁接合部１１〜１４には、略長方形状に一巻きされたまたは閉鎖型の複数のせん断補強筋１９（図７のせん断補強筋Ｂ５参照）が組み込まれており、各梁下端筋１８はせん断補強筋１９の内側に位置している。せん断補強筋１９の上部１９ａは各梁接合部１１〜１４の上面に露出しており、柱梁接合ユニット１０の取り付け施工のとき、せん断補強筋１９の上部１９ａと各梁接合部１１〜１４の上面との間に梁上端筋２５（図３，図６）が配置される。

図１，図２の柱梁接合ユニット１０は、上述のように、載せ掛け部１５と凹部１７と貫通孔２１が形成されるとともに梁下端筋１８とせん断補強筋１９とが組み込まれるように柱接合部２０と第１〜第４梁接合部１１〜１４とがプレキャストにより一体化されている。

次に、図１，図２の柱梁接合ユニット１０を用いて柱と梁とを接合する施工工程について図３〜図８を参照して説明する。

図３は図１，図２の柱梁接合ユニット１０を柱に取り付け梁接合部１１に梁を載せた状態を概略的に示す側面図である。図４は図１，図２の柱梁接合ユニット１０を柱に取り付け梁接合部１１、１３に梁を載せた状態を柱上方からみた平面図である。図５は図４の状態を柱下方からみた場合の平面図である。なお、図４，図５では梁接合部１２，１４の図示を省略している。

図６は図１，図２の柱梁接合ユニット１０を柱に取り付け梁を載せスラブを一部に載せた状態を概略的に示す斜視図である。図７は図６の梁およびスラブの断面を示す断面図である。図８は柱梁接合ユニット１０を用いて柱と梁とを接合する施工工程Ｓ０１〜Ｓ０８を説明するためのフローチャートである。

柱Ｃは、プレキャストによる鉄筋コンクリートからなり、その上面Ｃ１から複数本の柱筋Ｃ２が突き出ている（図３，図６参照）。直立した柱Ｃに対し、図１，図２の柱梁接合ユニット１０をクレーンで吊り上げ、その柱接合部２０の貫通孔２１に柱Ｃの柱筋Ｃ２を挿入し、柱Ｃの上面Ｃ１に柱接合部２０を載せることで柱梁接合ユニット１０を柱Ｃの上面Ｃ１に取り付ける（Ｓ０１（図８参照、以下同じ））。このとき、図３，図６のように、複数本の柱筋Ｃ２は柱接合部２０の貫通孔２１を通り抜けて柱接合部２０の上面から上方に突き出す。

次に、柱Ｃに隣接し対向するもう一方の柱にも同様に柱梁接合ユニット１０を取り付けてから、図３，図６の破線で示す梁Ｂをクレーンで吊り上げて柱梁接合ユニット１０の載せ掛け部１５，１５間に載せることで梁Ｂを柱と柱との間に掛け渡す（Ｓ０２）。

梁Ｂは、プレキャストによる鉄筋コンクリートからなり、梁下端筋Ｂ２とせん断補強筋Ｂ５が組み込まれている（図３参照）。図３の破線で示すように、梁Ｂは、梁接合部１１〜１４と対向する接合面が梁接合部１１〜１４の接合面と相補的な形状となっており、梁接合部１１〜１４の段状の載せ掛け部１５に対し、突き出し部Ｂ１を有し、その下面Ｂ３が載せ掛け部１５の載せ掛け面１６に載る。また、梁Ｂの下方の凹部Ｂ４が梁接合部１１〜１４の凹部１７と対向し、複数本の梁下端筋Ｂ２が突き出ている。

次に、図３の梁接合部１１の載せ掛け部１５と梁Ｂの突き出し部Ｂ１との間で梁Ｂと梁接合部１１との水平方向・鉛直方向の微調整をくさび（水平方向）やフィラー（鉛直方向）等を用いて行う（Ｓ０３）。梁接合部１１の載せ掛け部１５と梁Ｂの突き出し部Ｂ１はかかる水平方向・鉛直方向の微調整ができるようになっており、梁架工作業時の安全性を確保できる。

次に、図３，図５のように、柱梁接合ユニット１０の梁接合部１１の凹部１７に突き出た複数本の梁下端筋１８と、梁Ｂの下方の凹部Ｂ４に突き出た複数本の梁下端筋Ｂ２とを機械式継手２３（図５）を用いて接合する（Ｓ０４）。梁下端筋１８の端部１８ａを梁下端筋Ｂ２の端部に突き合わせて機械式継手２３を適用して接合するが、このときの、梁下端筋１８の端部１８ａと梁下端筋Ｂ２の端部との突き合わせ精度は、±５ｍｍ以内である。

上述の柱梁接合ユニット１０の梁下端筋１８と梁Ｂの梁下端筋Ｂ２との接合後に、梁接合部１１の凹部１７と梁Ｂの凹部Ｂ４とを包囲するようにして型枠を組み込み、型枠内に高強度グラウト材を注入し充填する（Ｓ０５）。

次に、図３，図４，図６のように、梁Ｂの上面とせん断補強筋Ｂ５との間および梁接合部１１〜１４の上面とせん断補強筋１９の上部１９ａとの間に複数本の梁上端筋２５を通して配置し、柱梁接合ユニット１０の柱接合部２０の上面で機械式継手２６（図４）を用いて接合する（Ｓ０６）。

なお、上述の機械式継手２３，２６は、鉄筋同士を接合する公知の継手であり、スリーブ式継手やねじ式継手や溶接継手があり、いずれを使用してもよい。

また、上述の工程Ｓ０４，Ｓ０５と工程Ｓ０６とは、前後逆であってもよく、また、同時進行的に行ってもよい。また、柱Ｃの柱筋Ｃ２が貫通した柱接合部２０の貫通孔２１と柱筋Ｃ２との隙間に高強度グラウト材を充填する。

柱Ｃに隣接する一方の柱でも上述と同様の工程を実行するようにして周囲の柱で同様の工程を経てから、図６，図７のように、梁と梁との間にスラブＳを配置する（Ｓ０７）。スラブＳは、断面下部をプレキャストとした鉄筋コンクリートからなり、ハーフプレキャスト（ＰＣａ）部材であり、下端筋として鉄筋Ｓ１が組み込まれている。なお、スラブＳが載る梁の載せ掛け面の幅は端から１５〜２０ｍｍ程度である。

次に、図６，図７のように、スラブＳの上に上端筋として鉄筋Ｔを配置してから（Ｓ０８）、スラブＳ、梁Ｂ、梁接合部１１〜１４の上面にコンクリート打設を行う（Ｓ０９）。これにより、図７のように、梁Ｂの上面に露出したせん断補強筋Ｂ５および梁Ｂの上面に配置された梁上端筋２５がコンクリート内に埋設される。なお、スラブＳの下面から仕上げ面ＳＳまでの厚さは、例えば、１５０〜２００ｍｍ程度とされる。また、各梁接合部１１〜１４においてもせん断補強筋１９の上部１９ａおよび梁上端筋２５がコンクリート内に埋設される。

上述のようにして図１，図２の柱梁接合ユニット１０を用いて柱Ｃと梁Ｂとを接合することができる。なお、図３，図６の柱Ｃから突き出た柱筋Ｃ２は、例えば、柱Ｃの上に配置した接合部で上階の柱の柱筋とスリーブ式継手等を用いて接合される。

以上のように図１，図２の柱梁接合ユニット１０を用いた柱梁接合の施工方法によれば、柱梁接合ユニット１０を柱Ｃに取り付け、梁接合部１１〜１４の載せ掛け部１５間に梁Ｂを載置することができるので、従来のような梁の支保工を省略することができ、柱梁接合部における梁の定着の簡易化を図ることができる。このため、梁についてクレーン揚重時間の短縮化を実現できる。このようにして、鉄筋コンクリート構造物の施工の合理化および工期の大幅短縮を図ることができる。このため、鉄筋コンクリート構造物の施工の合理化および工期の大幅短縮を図ることができる。

また、柱および梁をプレキャスト部材とし、柱梁接合ユニット１０で柱梁接合部をプレキャストにより一体化することで、従来のようなウェット施工（コンクリートの場所打ち等）要素をさらに少なくでき、工期の大幅短縮を実現できる。

以上のように、施工に手間・期間を要するＲＣ造の柱梁接合部のウェット施工要素を一掃することにより、ＲＣ構造物の超短工期技術を確立できるとともに、将来的な維持管理も含めたライフサイクルレベルでのコスト低減を実現することができる。

また、柱梁接合ユニット１０の各梁接合部１１〜１４の載せ掛け部１５は、梁Ｂが置かれても支保工が不要でかつ安定するように所要の構造計算により形状（例えば、図１の載せ掛け部１５の厚さｂや載せ掛け面１６の幅ａ等）および仕様を決定することが好ましい。

また、鉄筋接合をより精度の厳しい機械式継手でも可能とするため、工場製作時に実大モデルとの整合や仮接合により鉄筋およびプレキャスト材（梁と柱梁接合ユニット）同士の突合せ精度を確保する方式とすることで、機械式継手の許容精度（±５ｍｍ以内）を確保することができる。

以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、梁Ｂの梁下端筋Ｂ２の配置位置は構造性能に影響のない範囲で適宜変更が可能であり、それに応じて柱梁接合ユニット１０に組み込まれる梁下端筋１８の位置を変更できる。

また、柱梁接合ユニット１０は第１〜第４梁接合部１１〜１４を有し略十字形の平面形状を有するものとして説明したが、柱梁接合ユニット１０が取り付けられる柱の位置に対応して第１〜第４梁接合部１１〜１４の内の１つまたは２つが省略されることがあり、この場合、柱梁接合ユニット１０は、略Ｔ字状、略Ｌ字状、略直線状の各平面形状となる。

本実施の形態による柱梁接合ユニットの概略的構成を示す斜視図である。図１の柱梁接合ユニットの内部も含めた概略的構成を示す側面図である。図１，図２の柱梁接合ユニット１０を柱に取り付け梁接合部１１に梁を載せた状態を概略的に示す側面図である。図１，図２の柱梁接合ユニット１０を柱に取り付け梁接合部１１、１３に梁を載せた状態を柱上方からみた平面図である。図４の状態を柱下方からみた場合の平面図である。図１，図２の柱梁接合ユニット１０を柱に取り付け梁を載せスラブを一部に載せた状態を概略的に示す斜視図である。図６の梁およびスラブの断面を示す断面図である。図１，図２の柱梁接合ユニット１０を用いて柱と梁とを接合する施工工程Ｓ０１〜Ｓ０８を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０柱梁接合ユニット
１１〜１４梁接合部
１５載せ掛け部
１６載せ掛け面
１８梁下端筋
１９せん断補強筋
２０柱接合部
２１貫通孔
２３，２６機械式継手
２５梁上端筋
Ｂ梁
Ｂ１突き出し部
Ｂ２梁下端筋
Ｂ５せん断補強筋
Ｃ柱
Ｃ２柱筋

Claims

鉄筋コンクリート造の柱とプレキャスト部材の梁との接合部を構成するようにプレキャストにより一体化された柱梁接合ユニットであって、
柱と接合する柱接合部と、前記柱接合部の側面から突き出て梁と接合する少なくとも２つの梁接合部と、を備え、
前記梁接合部は、梁との接合面において梁を載置可能な載せ掛け部を備えることを特徴とする柱梁接合ユニット。
前記梁接合部を貫通して梁筋が組み込まれて梁長手方向に突き出ている請求項１に記載の柱梁接合ユニット。
前記柱接合部に柱筋が貫通する貫通孔が形成されている請求項１または２に記載の柱梁接合ユニット。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の柱梁接合ユニットを用いて鉄筋コンクリート造の柱と梁とを接合する施工方法であって、
隣接する二本の柱の各上面に前記柱梁接合ユニットを載せる工程と、
前記一方の柱に載せた前記柱梁接合ユニットの梁接合部の載せ掛け部と前記他方の柱に載せた前記柱梁接合ユニットの梁接合部の載せ掛け部との間に梁を載せる工程と、を含むことを特徴とする柱梁接合の施工方法。
前記載せ掛け部で前記梁接合部と前記梁との水平方向および／または鉛直方向の位置調整を行うことができる請求項４に記載の柱梁接合の施工方法。
前記梁接合部を貫通して突き出た梁筋と前記梁から突き出た梁筋とを突き合わせて機械式継手により接合する請求項４または５に記載の柱梁接合の施工方法。
前記梁筋の接合後に前記梁と前記梁接合部との接合部を包囲するように型枠を組み込み、前記型枠内にグラウト材を充填する請求項６に記載の柱梁接合の施工方法。