JP2010196347A - Structure of column-beam joint part - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁混合構造における柱梁接合部の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a beam-column joint in a reinforced concrete column / steel beam mixed structure.
柱を鉄筋コンクリート造、梁を鉄骨造とする混合構造は、圧縮力に強い鉄筋コンクリート部材を柱に用い、曲げやせん断に優れ、かつ軽量である鉄骨部材を梁に用いる構造である。このような混合構造は材料の特性を活かした理に叶った構造形式である。
ただし、このような構造形式では、異種構造の部材間での応力伝達が重要となり、梁部材から柱部材への応力伝達を合理的に行うために、柱梁接合部およびその近辺にはさまざまな補強が施される。
このような補強の構造として、例えば、柱梁接合部において２本の鉄骨梁の上下のフランジに、鉄筋コンクリート柱の輪郭と同一の輪郭で矩形枠状に配置された鋼材料で形成されたバンドプレートを取り付けることが提案されている（特許文献１参照）。
また、柱梁接合部において鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成する鋼材料で形成された囲み板を２本の鉄骨梁に取り付けるものが提案されている（特許文献２参照）。
上記のような混合構造形式による建築物を耐火建築物とする場合、柱部材は鉄筋コンクリート造であるため、通常、建築基準法に定められた耐火性能を満足するものの、梁部材は鉄骨造であるため、建築基準法で定められた耐火性能を満足するための耐火被覆を施す必要がある。
一方、柱梁接合部は、建築基準法において、明確に耐火被覆が必要な部位とは定められていない。
しかしながら、上記のような混合構造において、梁部材と柱部材との応力伝達を合理的に行うための柱梁接合部の補強として、柱梁接合部およびその近辺に施した補強のうち、鋼材料が露出される部分、すなわち、上記のバンドプレートや囲み板の部分には耐火被覆を施すことが一般的である。
A mixed structure in which a column is a reinforced concrete structure and a beam is a steel structure is a structure in which a reinforced concrete member that is strong in compressive force is used for a column, and a steel member that is excellent in bending and shearing and is lightweight for a beam. Such a mixed structure is a reasonable structure that takes advantage of the properties of the material.
However, in this type of structure, stress transmission between members of different structures is important, and in order to rationally transfer stress from the beam member to the column member, there are various types of components at the column beam joint and its vicinity. Reinforcement is applied.
As a structure of such reinforcement, for example, a band plate formed of a steel material arranged in a rectangular frame shape with the same contour as that of a reinforced concrete column on the upper and lower flanges of two steel beams at a beam-column joint. Has been proposed (see Patent Document 1).
Moreover, what attaches the surrounding board formed with the steel material which comprises the four side surfaces of a reinforced concrete column in a column beam junction part to two steel beam is proposed (refer patent document 2).
When building with a mixed structure as described above is a fireproof building, the column member is reinforced concrete, so the beam member is usually steel frame although it satisfies the fire resistance performance specified in the Building Standard Law. Therefore, it is necessary to apply a fireproof coating to satisfy the fireproof performance defined by the Building Standard Law.
On the other hand, the beam-column joint is not clearly defined as a part requiring fireproof coating in the Building Standard Law.
However, in the mixed structure as described above, as a reinforcement of the beam-column joint for rational transmission of stress between the beam member and the column member, the steel material among the reinforcements applied to the beam-column joint and its vicinity is used. It is common to apply a fireproof coating to the exposed portions, i.e., the band plate and the surrounding plate.
鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁混合構造においては、前述のように、通常、柱部材には耐火被覆を施す必要はなく、耐火被覆が必要となるのは梁部材である。
したがって、表面形状が比較的複雑な柱梁接合部に耐火被覆を施すことは、作業としてかなり煩雑である。特に、珪酸カルシウム成形板などによって耐火被覆を施す場合においては、成形板を加工するためにかなりの労力を要することとなり、結果として工事費用が増大することとなる。
当然ながら、耐火被覆を施さなくてもすむ部分に耐火被覆を施すことは、耐火被覆材料の費用も増大することとなる。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁混合構造において、耐火建築物とするために従来施していた耐火被覆の範囲を削減することにより、工事費用の低減を図る上で有利な柱梁接合部の構造を提供することにある。
In the reinforced concrete column / steel beam mixed structure, as described above, it is usually not necessary to apply fireproof coating to the column member, and it is the beam member that requires fireproof coating.
Therefore, it is quite complicated as an operation to apply a fireproof coating to a column beam joint having a relatively complicated surface shape. In particular, when a fireproof coating is applied with a calcium silicate molded plate or the like, considerable labor is required to process the molded plate, resulting in an increase in construction costs.
Of course, applying a fireproof coating to a portion that does not require a fireproof coating also increases the cost of the fireproof coating material.
The present invention has been made in view of such circumstances, and the purpose of the present invention is to reduce the range of fireproof coating that has been conventionally applied to a fireproof building in a reinforced concrete column / steel beam mixed structure. An object of the present invention is to provide a structure of a column beam joint that is advantageous in reducing the cost.
上述の目的を達成するため、本発明は、Ｉ形鋼からなる２本の鉄骨梁が交差する箇所に断面が矩形の鉄筋コンクリート柱が通る柱梁接合部であって、前記柱梁接合部が火災による加熱を予め定められた耐火時間を受けた場合に、前記鉄骨梁および前記鉄筋コンクリート柱の破壊に先行して、前記柱梁接合部がせん断破壊等を生じないという第１の条件と、前記柱梁接合部が前記火災による加熱を前記耐火時間受けた場合に、前記鉄骨梁の熱膨張による強制水平変位を受ける前記鉄筋コンクリート柱が、構造耐力上支障のある破壊を生じず、上階からの軸力を保持し続けるという第２の条件とを同時に満たし、前記柱梁接合部への耐火被覆を省略して前記柱梁接合部をそのまま残存させるようにしたものである。
また本発明は、Ｉ形鋼からなる２本の鉄骨梁が交差する箇所に断面が矩形の鉄筋コンクリート柱が通る柱梁接合部の構造であって、前記鉄骨梁に作用する長期荷重によって生じる柱梁接合部のせん断力に対し、加熱によって強度を喪失するまたは強度低下する前記柱梁接合部を構成する鋼材部分を考慮した柱梁接合部の残存耐力が上回っているという第１の条件と、前記柱梁接合部が火災による加熱を予め定められた耐火時間受けた場合に、前記柱梁接合部が加熱により構造耐力上支障のある変形、溶融、破壊を生じないように、前記鉄筋コンクリート柱の長期軸力を柱断面積とコンクリート設計基準強度の積で除した値からなる前記鉄筋コンクリート柱の軸力比を、予め実験で定められた値より小にするという第２の条件とを同時に満たし、前記柱梁接合部への耐火被覆を省略して前記柱梁接合部をそのまま残存させるようにしたものである。
また、本発明は、Ｉ形鋼からなる２本の鉄骨梁が交差する箇所に断面が矩形の鉄筋コンクリート柱が通る柱梁接合部の構造であって、前記柱梁接合部の上部において前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成するように、前記２本の鉄骨梁の上フランジの上面に矩形枠状に配置され前記上フランジの上面に取り付けられた鋼材料からなる上側バンドプレートと、前記柱梁接合部の下部において前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成するように、前記２本の鉄骨梁の下フランジの下面に矩形枠状に配置され前記下フランジの下面に取り付けられた鋼材料からなる下側バンドプレートと、前記柱梁接合部において前記２本の鉄骨梁の延在方向の両端の各鉄骨梁の上下のフランジを接続し前記上下のフランジ間において前記鉄筋コンクリート柱の側面を構成するように上下のフランジとウェブとにわたって取着された鋼材料からなる８つの鉛直スティフナーとを備え、前記柱梁接合部において、前記上側バンドプレート、前記下側バンドプレート、前記鉛直スティフナーが前記柱梁接合部内に位置する鉄筋コンクリート柱のコンクリートの側面と共に鉄筋コンクリート柱の側面を構成しており、前記柱梁接合部内に位置する鉄筋コンクリート柱のコンクリートの部分を接合部コンクリートとし、前記２本の鉄骨梁のうち一方の鉄骨梁に鉛直方向への力が作用したと仮定した場合に、前記力が作用した方の鉄骨梁のうち前記柱梁接合部内に位置する上フランジと下フランジの間に位置するコンクリートの部分を接合部フランジ内コンクリートとし、前記力が作用した方の鉄骨梁のウェブのうち前記柱梁接合部の内部に位置するウェブの部分を接合部鉄骨ウェブパネルとし、前記力が作用した方の鉄骨梁に取着された４つの鉛直スティフナーを接合部鉛直スティフナーとし、前記力が作用した方の鉄骨梁の上フランジまたは下フランジの幅方向の寸法を梁幅とし、前記柱梁接合部において前記力が作用した方の鉄骨梁の延在方向の両端に位置する前記鉄筋コンクリート柱の２つの側面間の距離を柱せいとし、前記柱梁接合部において前記力が作用した方の鉄骨梁の延在方向と直交する方向の両端に位置する前記鉄筋コンクリート柱の２つの側面間の距離を柱幅とした場合、下記の式（１）、式（２）、式（３）、式（４）を満たし、
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a beam-column joint where a reinforced concrete column having a rectangular cross section passes through a location where two steel beams made of I-shaped steel intersect, and the beam-beam joint is fired. A first condition that the column beam joint does not cause a shear failure or the like, prior to the destruction of the steel beam and the reinforced concrete column, when heating by a predetermined fireproof time is received; When the beam joint is subjected to the heating by the fire for the fireproof time, the reinforced concrete column that receives the forced horizontal displacement due to the thermal expansion of the steel beam does not cause a failure that hinders structural strength, and the shaft from the upper floor The second condition that the force is continuously maintained is satisfied at the same time, the fire-resistant coating on the column beam joint is omitted, and the column beam junction is left as it is.
Further, the present invention provides a beam-column joint structure in which a reinforced concrete column having a rectangular cross section passes through a location where two steel beams made of I-shaped steel intersect, and the beam is generated by a long-term load acting on the steel beam. The first condition that the residual strength of the beam-column joint considering the steel material part constituting the beam-column joint that loses strength or decreases strength due to heating exceeds the shearing force of the joint, and When the beam-column joint is subjected to heating by fire for a predetermined fire-proof time, the column-beam joint will not be deformed, melted, or destroyed that hinders structural strength due to heating. The second condition that the axial force ratio of the reinforced concrete column, which is a value obtained by dividing the axial force by the product of the column cross-sectional area and the concrete design reference strength, is made smaller than a value determined in advance by experiment is simultaneously satisfied. It is obtained so as to directly leaving the beam-column joints is omitted fire protection to the beam-column joint.
Further, the present invention is a structure of a beam-column joint where a reinforced concrete column having a rectangular cross section passes at a location where two steel beams made of I-shaped steel intersect, and the reinforced concrete column is located above the beam-beam joint. An upper band plate made of a steel material arranged in a rectangular frame shape on the upper surface of the upper flange of the two steel beams so as to constitute the four side surfaces of the two steel beams, and the column beam joint A lower side made of a steel material arranged in a rectangular frame shape on the lower surface of the lower flange of the two steel beams so as to constitute the four side surfaces of the reinforced concrete column at the lower part of the part, and attached to the lower surface of the lower flange The upper and lower flanges of each steel beam at both ends in the extending direction of the two steel beams are connected to the band plate and the column beam joint, and the reinforcing steel concrete is connected between the upper and lower flanges. Eight vertical stiffeners made of steel material attached across the upper and lower flanges and the web so as to constitute the side surface of the column, and at the column beam joint, the upper band plate, the lower band plate, A vertical stiffener constitutes the side surface of the reinforced concrete column together with the concrete side surface of the reinforced concrete column located in the beam-column joint, and the concrete portion of the reinforced concrete column located in the beam-beam joint is defined as the joint concrete. Assuming that a vertical force is applied to one of the steel beams, the upper and lower flanges located in the column beam joint of the steel beams to which the force is applied The concrete part located between them is the concrete in the joint flange. The portion of the web located inside the beam-column joint of the bridge is a joint steel web panel, and the four vertical stiffeners attached to the steel beam on which the force is applied is a joint vertical stiffener, The dimension of the upper flange or the lower flange of the steel beam on which the force is applied is the beam width, and the reinforced concrete is positioned at both ends in the extending direction of the steel beam on which the force is applied at the column-beam joint. The distance between the two side surfaces of the column is assumed to be the column, and the distance between the two side surfaces of the reinforced concrete column located at both ends in the direction perpendicular to the extending direction of the steel beam to which the force acts is applied at the column beam joint. When the distance is the column width, the following formula (1), formula (2), formula (3), formula (4) is satisfied,
ただし、 However,
ここに、
VjL：長期荷重により生じる前記柱梁接合部のせん断力
Vj1：前記接合部鉄骨ウェブパネルのせん断耐力
Vj2：前記接合部フランジ内コンクリートのせん断耐力
tw：前記接合部鉄骨ウェブパネルの厚さ
jsc：前記柱梁接合部において力が作用した方の鉄骨梁の延在方向の一方の端部における２つの鉛直スティフナーの重心と、前記柱梁接合部において力が作用した方の鉄骨梁の延在方向の他方の端部における２つの鉛直スティフナーの重心との距離である重心間距離
jb：前記鉄骨梁の上フランジと下フランジの重心間距離
swσy：前記接合部鉄骨ウェブパネルの基準強度F値
Bb：前記梁幅
Fc：前記接合部コンクリートの設計基準強度
Jδ：前記力が作用した方の鉄骨梁を該鉄骨梁の延在方向と直交する水平方向から見て、前記鉄筋コンクリート柱と前記力が作用した方の鉄骨梁とが交差する形状を十字形、ト字形、Ｔ字形、Ｌ字形に分類した場合、それら各形状に対応して定められた柱梁接合部の形状係数であって、次の値とし、
前記交差する形状が十字形である場合：Jδ=1
前前交差する形状がト字形あるいはＴ字形である場合：Jδ=2/3
前前交差する形状がL字形である場合：Jδ=1/3
here,
VjL: Shear force of the beam-column joint caused by long-term load
Vj1: Shear strength of the steel frame web panel
Vj2: Shear strength of concrete in the joint flange
tw: thickness of the steel frame web panel
jsc: The center of gravity of the two vertical stiffeners at one end in the extending direction of the steel beam to which the force is applied at the beam-column joint, and the extension of the steel beam to which the force is applied at the beam-column joint Distance between centroids, which is the distance between the centroids of the two vertical stiffeners at the other end in the current direction
jb: Distance between the center of gravity of the upper and lower flanges of the steel beam
swσy: Standard strength F value of the steel frame web panel
Bb: Beam width
Fc: Design standard strength of the joint concrete
Jδ: When the steel beam on which the force is applied is viewed from a horizontal direction orthogonal to the extending direction of the steel beam, the shape in which the reinforced concrete column and the steel beam on which the force is applied intersects is a cross shape, When classifying into a to-shape, a T-shape, and an L-shape, the shape factor of the beam-column joint determined according to each of the shapes is as follows:
When the intersecting shape is a cross shape: Jδ = 1
If the shape that intersects the front and the back is a T-shape or T-shape: Jδ = 2/3
When the front-front intersection shape is L-shaped: Jδ = 1/3
ここに、
η：前記鉄筋コンクリート柱の軸力比
N：前記鉄筋コンクリート柱の長期軸力
Bc：前記柱幅
Dc：前記柱せい
tf：必要耐火時間（分）
さらに、前記鉄筋コンクリート柱の側面を構成する前記上側バンドプレート、前記下側バンドプレート、前記鉛直スティフナーの面への耐火被覆を省略して前記面をそのまま残存させるようにしたものである。
また本発明は、Ｉ形鋼からなる２本の鉄骨梁が交差する箇所に断面が矩形の鉄筋コンクリート柱が通る柱梁接合部の構造であって、前記柱梁接合部の上部において前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成するように、前記２本の鉄骨梁の上フランジの上面に矩形枠状に配置され前記上フランジの上面に取り付けられた鋼材料からなる上側バンドプレートと、前記柱梁接合部の下部において前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成するように、前記２本の鉄骨梁の下フランジの下面に矩形枠状に配置され前記下フランジの下面に取り付けられた鋼材料からなる下側バンドプレートと、前記柱梁接合部において前記２本の鉄骨梁の上フランジ、下フランジ、ウェブにわたって取着され、前記柱梁接合部において前記上側バンドプレートと前記下側バンドプレートと前記２本の鉄骨梁との間で、前記鉄筋コンクリート柱の４つの角部を含む４つのコンクリートの側面を覆って前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成する鋼材料からなる囲み板とを備え、前記柱梁接合部内に位置する鉄筋コンクリート柱のコンクリートの部分を接合部コンクリートとし、前記２本の鉄骨梁のうち一方の鉄骨梁に鉛直方向への力が作用したと仮定した場合に、前記力が作用した方の鉄骨梁のうち前記柱梁接合部内に位置する上フランジと下フランジの間に位置するコンクリートの部分を接合部フランジ内コンクリートとし、前記力が作用した方の鉄骨梁のウェブのうち前記柱梁接合部の内部に位置するウェブの部分を接合部鉄骨ウェブパネルとし、前記力が作用した方の鉄骨梁の上フランジと下フランジとウェブに取着され前記上フランジと下フランジとウェブに囲まれた前記囲み板の部分を鉛直スティフナー部分とし、前記力が作用した方の鉄骨梁の上フランジまたは下フランジの幅方向の寸法を梁幅とし、前記柱梁接合部において前記力が作用した方の鉄骨梁の延在方向の両端に位置する前記鉄筋コンクリート柱の２つの側面間の距離を柱せいとし、前記柱梁接合部において前記力が作用した方の鉄骨梁の延在方向と直交する方向の両端に位置する前記鉄筋コンクリート柱の２つの側面間の距離を柱幅とした場合、下記の式（５）、式（６）、式（７）、式（８）を満たし、
here,
η: axial force ratio of the reinforced concrete column
N: Long-term axial force of the reinforced concrete column
Bc: Column width
Dc: Because of the pillar
tf: Required fireproof time (minutes)
Further, the surface of the upper band plate, the lower band plate, and the vertical stiffener constituting the side surface of the reinforced concrete column is omitted and the surface is left as it is.
Further, the present invention is a structure of a beam-column joint where a reinforced concrete column having a rectangular cross section passes at a location where two steel beams made of I-shaped steel intersect, wherein the reinforced concrete column is located above the beam-beam joint. An upper band plate made of a steel material disposed in a rectangular frame shape on the upper surface of the upper flange of the two steel beams so as to constitute four side surfaces; and the column beam joint portion A lower band made of a steel material, which is arranged in a rectangular frame shape on the lower surface of the lower flange of the two steel beams and is attached to the lower surface of the lower flange so as to constitute the four side surfaces of the reinforced concrete column at the lower part of the steel frame A plate, and an upper flange plate, a lower flange, and a web that are attached to the two beam beams at the beam-to-column connection portion, and the upper band plate at the beam-to-column connection portion. Between the lower band plate and the two steel beams, an enclosure made of a steel material that covers the four concrete side surfaces including the four corners of the reinforced concrete column and constitutes the four side surfaces of the reinforced concrete column When the assumption is that a vertical portion of the two steel beams is applied to the concrete part of the reinforced concrete column located in the beam-column joint, and the concrete part is a joint concrete. In addition, the portion of the concrete positioned between the upper flange and the lower flange located in the column beam joint of the steel beam on which the force is applied is the joint flange concrete, and the steel on which the force is applied The portion of the web that is located inside the beam-to-column joint of the beam is the joint steel web panel, and the upper flange and bottom of the steel beam to which the force is applied. The width of the upper flange or the lower flange of the steel beam to which the force is applied is defined as the vertical stiffener portion of the surrounding plate attached to the lunge and the web and surrounded by the upper flange, the lower flange and the web. Is the beam width, and the distance between the two side surfaces of the reinforced concrete column located at both ends in the extending direction of the steel beam to which the force is applied at the column beam joint is a column. When the distance between the two side surfaces of the reinforced concrete column located at both ends in the direction orthogonal to the extending direction of the steel beam on which the force is applied is defined as the column width, the following equations (5) and (6) , Expression (7) and Expression (8) are satisfied,
ただし、 However,
ここに、
VjL：長期荷重により生じる柱梁接合部のせん断力
Vj1：前記接合部鉄骨ウェブパネルのせん断耐力
Vj2：前記接合部フランジ内コンクリートのせん断耐力
tw：前記接合部鉄骨ウェブパネルの厚さ
jsc：前記柱梁接合部において力が作用した方の鉄骨梁の延在方向の一方の端部における２つの鉛直スティフナー部分の重心と、前記柱梁接合部において力が作用した方の鉄骨梁の延在方向の他方の端部における２つの鉛直スティフナー部分の重心との距離である重心間距離
jb：前記鉄骨梁の上フランジと下フランジの重心間距離
swσy：前記接合部鉄骨ウェブパネルの基準強度F値
Bb：前記梁幅
Fc：前記接合部コンクリートの設計基準強度
Jδ：前記力が作用した方の鉄骨梁を該鉄骨梁の延在方向と直交する水平方向から見て、前記鉄筋コンクリート柱と前記力が作用した方の鉄骨梁とが交差する形状を十字形、ト字形、Ｔ字形、Ｌ字形に分類した場合、それら各形状に対応して定められた柱梁接合部の形状係数であって、次の値とし、
前記交差する形状が十字形である場合：Jδ=1
前前交差する形状がト字形あるいはＴ字形である場合：Jδ=2/3
前前交差する形状がL字形である場合：Jδ=1/3
here,
VjL: Shear force of beam-column joint caused by long-term load
Vj1: Shear strength of the steel frame web panel
Vj2: Shear strength of concrete in the joint flange
tw: thickness of the steel frame web panel
jsc: The center of gravity of the two vertical stiffener portions at one end in the extending direction of the steel beam to which the force is applied at the beam-column joint, and the steel beam to which the force is applied at the beam-column joint Distance between the centers of gravity, which is the distance from the center of gravity of the two vertical stiffener parts at the other end in the extending direction
jb: Distance between the center of gravity of the upper and lower flanges of the steel beam
swσy: Standard strength F value of the steel frame web panel
Bb: Beam width
Fc: Design standard strength of the joint concrete
J δ: When the steel beam on which the force is applied is viewed from a horizontal direction perpendicular to the extending direction of the steel beam, the shape in which the reinforced concrete column and the steel beam on which the force is applied intersects is a cross shape The shape factor of the beam-to-column joint determined in accordance with each of the shapes, when classified into the T-shape, T-shape, and L-shape, with the following values:
When the intersecting shape is a cross shape: Jδ = 1
If the shape that intersects the front and the back is a T-shape or T-shape: Jδ = 2/3
When the front-front intersection shape is L-shaped: Jδ = 1/3
ここに、
η：前記鉄筋コンクリート柱の軸力比
N：前記鉄筋コンクリート柱の長期軸力
Bc：前記柱幅
Dc：前記柱せい
tf：必要耐火時間（分）
さらに、前記鉄筋コンクリート柱の側面を構成する前記上側バンドプレート、前記下側バンドプレート、前記囲み板の面への耐火被覆を省略して前記面をそのまま残存させるようにしたものである。
here,
η: axial force ratio of the reinforced concrete column
N: Long-term axial force of the reinforced concrete column
Bc: Column width
Dc: Because of the pillar
tf: Required fireproof time (minutes)
Furthermore, the surface of the upper band plate, the lower band plate, and the surrounding plate constituting the side surface of the reinforced concrete column is omitted and the surface is left as it is.
第１、第２の条件を同時に満たすことで、柱梁接合部に耐火被覆を施さなくても、建物が火災時に崩壊することが防止できるため、工事費用の低減を図る上で有利となる。 By satisfying the first and second conditions at the same time, the building can be prevented from collapsing at the time of fire without applying a fireproof coating to the beam-column joint, which is advantageous in reducing the construction cost.
まず、本発明の柱梁接合部の構造の原理について説明する。
火災時に建物が崩壊しないためには、常時生じている荷重(長期荷重)に対し、荷重を支持している部材、あるいは部分が破壊しないことが必要である。
すなわち、柱梁接合部おいては、梁に作用する長期荷重によって生じるせん断力に対し破壊しないことが要求され、柱部材においては、柱に作用する長期の鉛直荷重に対し破壊しないことが要求される。
なお、梁部材においては、本発明が対象とする構造では、鉄骨梁であるため、十分な耐火被覆が施されることが前提であるために破壊は生じない。
本発明においては、火災時に柱梁接合部が破壊しないようにするために、柱梁接合部が火災による加熱を予め定められた耐火時間を受けた場合に、鉄骨梁および鉄筋コンクリート柱の破壊に先行して、柱梁接合部がせん断破壊等を生じないことを第１の条件とする。
言い換えると、柱梁接合部が火災による加熱を予め定められた耐火時間受けた場合に、柱梁接合部が加熱により構造耐力上支障のある変形、溶融、破壊を生じないように、鉄骨梁に作用する長期荷重によって生じる柱梁接合部のせん断力に対し、加熱によって強度を喪失するまたは強度低下する前記柱梁接合部を構成する鋼材部分を考慮した柱梁接合部の残存耐力が上回っていることを第１の条件とする。
また、火災時に鉄筋コンクリート柱が破壊しないようにするために、柱梁接合部が火災による加熱を耐火時間受けた場合に、鉄骨梁の熱膨張による強制水平変位を受ける鉄筋コンクリート柱が、構造耐力上支障のある破壊を生じず、上階からの軸力を保持し続けることを第２の条件とする。
言い換えると、柱梁接合部が火災による加熱を予め定められた耐火時間受けた場合に、柱梁接合部が加熱により構造耐力上支障のある変形、溶融、破壊を生じないように、鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁混合構造を対象とし、鉄筋コンクリート柱の長期軸力を柱断面積とコンクリート設計基準強度の積で除した値からなる鉄筋コンクリート柱の軸力比を、予め実験で定められた値より小にすることを第２の条件とする。
さらに、言い換えると、柱の作用軸力比と耐火時間との関係を定めるために実施された後述する実験を基に、必要耐火時間に応じて、柱の軸力比を制限する。これを第２の条件とする。
本発明は、これら第１、第２の条件を同時に満たすように構成した鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁混合構造における柱梁接合部の耐火被覆を省略するようにしたものである。
First, the principle of the structure of the column beam joint of the present invention will be described.
In order to prevent the building from collapsing in the event of a fire, it is necessary that the member or part supporting the load does not break against the load that is always generated (long-term load).
That is, the column-beam joint is required not to break against the shear force generated by the long-term load acting on the beam, and the column member is required not to break against the long-term vertical load acting on the column. The
In the beam member, the structure targeted by the present invention is a steel beam, and therefore, it is assumed that a sufficient fireproof coating is applied, so that no breakage occurs.
In the present invention, in order to prevent the beam-column joint from being destroyed in the event of a fire, when the beam-to-column connection is subjected to a predetermined fire-resistant heating time prior to the destruction of the steel beam and the reinforced concrete column. Thus, the first condition is that the beam-column joint does not cause shear failure or the like.
In other words, when the beam-to-column joint is subjected to heating by fire for a predetermined fire-resistant time, the beam-to-column connection is made so that the beam-to-column joint does not cause deformation, melting, or destruction that hinders structural strength due to heating. The residual strength of the beam-column joint is greater than the shear force of the beam-column joint caused by the applied long-term load, taking into account the steel part that constitutes the beam-beam joint that loses strength or decreases strength due to heating. This is the first condition.
Also, in order to prevent the reinforced concrete columns from being destroyed in the event of a fire, the reinforced concrete columns that are subject to forced horizontal displacement due to the thermal expansion of the steel beams are not good for structural strength when the beam-to-column joints are subjected to fire-resistant heating for a long time. The second condition is to maintain the axial force from the upper floor without causing any destruction.
In other words, when the beam-column joint is subjected to heating by a fire for a predetermined fireproof time, the beam-column joint is not deformed, melted, or destroyed due to the structural strength. For mixed steel beam structures, the axial force ratio of reinforced concrete columns, which is the value obtained by dividing the long-term axial force of reinforced concrete columns by the product of column cross-sectional area and concrete design standard strength, is made smaller than the value determined in advance through experiments. This is the second condition.
Furthermore, in other words, the axial force ratio of the column is limited according to the required fireproof time, based on an experiment described later to determine the relationship between the acting axial force ratio of the column and the fireproof time. This is the second condition.
In the present invention, the fire-resistant coating of the beam-column joint portion in the reinforced concrete column / steel beam mixed structure configured to satisfy the first and second conditions at the same time is omitted.
（第１の実施の形態）
次に本発明の第１の実施の形態について図１乃至図３を参照して説明する。
図１、図２に示すように、本発明は、Ｉ形鋼からなる２本の鉄骨梁１２が交差する箇所に断面が矩形の鉄筋コンクリート柱１４が通る柱梁接合部１０の構造である。
鉄骨梁１２は、ウェブ１２０２と、上フランジ１２０４と、下フランジ１２０６とを備えている。
柱梁接合部１０は、上側バンドプレート１６と、下側バンドプレート１８と、鉛直スティフナー２０と、接合部内横補強筋２２と、柱主筋２４と、リブプレート２６とを含んで構成されている。
(First embodiment)
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the present invention is a structure of a beam-column joint 10 in which a reinforced
The
The column beam joint 10 includes an
上側バンドプレート１６は鋼材料からなり、柱梁接合部１０の上部において鉄筋コンクリート柱１４の４つの側面１４０２を構成するように、２本の鉄骨梁１２の上フランジ１２０４の上面に矩形枠状に配置され上フランジ１２０４の上面に取り付けられる。
下側バンドプレート１８は鋼材料からなり、柱梁接合部１０の下部において鉄筋コンクリート柱１４の４つの側面１４０２を構成するように、２本の鉄骨梁１２の下フランジ１２０６の下面に矩形枠状に配置され下フランジ１２０６の下面に取り付けられる。
上側バンドプレート１６および下側バンドプレート１８は、鉄筋コンクリート柱１４の４つの側面１４０２を構成する４つの側面部１６０２、１８０２をそれぞれ有している。
The
The
The
鉛直スティフナー２０は鋼材料からなり、８つ設けられている。
各鉛直スティフナー２０は、柱梁接合部１０において２本の鉄骨梁１２の延在方向の両端の各鉄骨梁１２の上下のフランジ１２０４、１２０６を接続し上下のフランジ１２０４、１２０６間において鉄筋コンクリート柱１４の側面を構成するように上下のフランジ１２０４、１２０６とウェブ１２０２とにわたって取着されている。
鉛直スティフナー２０は、柱梁接合部１０内部のコンクリートの有効範囲を拡大し、せん断耐力を増大させるためのものであり、いわゆる支圧板として機能している。
The
Each
The
接合部内横補強筋２２は複数設けられ、各接合部内横補強筋２２は、柱梁接合部１０において上下に間隔をおき２本の鉄骨梁１２の各ウェブ１２０２を挿通して矩形枠状に配置されている。
柱主筋２４は、柱梁接合部１０において上下に延在している。
A plurality of in-joint
The column
リブプレート２６は鋼材料からなり、柱梁接合部１０の中心に対向する上側バンドプレート１６の４つの側面部１６０２の内面と、２本の鉄骨梁１２の上フランジ１２０４の上面とにわたって溶着されている。
また、リブプレート２６は、柱梁接合部１０の中心に対向する下側バンドプレート１８の４つの側面部の内面と、２本の鉄骨梁１２の下フランジ１２０６の下面とにわたって溶着されている。
したがって、上側バンドプレート１６と２本の鉄骨梁１２は４つのリブプレート２６を介して取着され、下側バンドプレート１８と２本の鉄骨梁１２は４つのリブプレート２６を介して取着されている。
The
The
Therefore, the
柱梁接合部１０において、上側バンドプレート１６、下側バンドプレート１８、鉛直スティフナー２０は、柱梁接合部１０内に位置する鉄筋コンクリート柱１４のコンクリートの側面と共に鉄筋コンクリート柱１４の側面１４０２を構成している。
In the beam-column joint 10, the
ここで、柱梁接合部１０内に位置する鉄筋コンクリート柱１４のコンクリートの部分を接合部コンクリートとする。
また、２本の鉄骨梁１２のうち一方の鉄骨梁１２に鉛直方向への力が作用したと仮定した場合に、力が作用した方の鉄骨梁１２のうち柱梁接合部１０内に位置する上フランジ１２０４と下フランジ１２０６の間に位置するコンクリートの部分を接合部フランジ内コンクリートとする。
また、力が作用した方の鉄骨梁１２のウェブ１２０２のうち柱梁接合部１０の内部に位置するウェブ１２０２の部分を接合部鉄骨ウェブパネルとする。
Here, the concrete portion of the reinforced
When it is assumed that a vertical force is applied to one of the two
Moreover, the part of the
また、図２に示すように、力が作用した方の鉄骨梁１２の上フランジ１２０４または下フランジ１２０６の幅方向の寸法を梁幅Ｂｂとする。
また、柱梁接合部１０において力が作用した方の鉄骨梁１２の延在方向の両端に位置する鉄筋コンクリート柱１４の２つの側面１４０２間の距離を柱せいＤｃとする。
また、柱梁接合部１０において力が作用した方の鉄骨梁１２の延在方向と直交する方向の両端に位置する鉄筋コンクリート柱１４の２つの側面間の距離を柱幅Ｂｃとする。
Also, as shown in FIG. 2, the dimension in the width direction of the
Further, the distance between the two
Further, the distance between the two side surfaces of the reinforced
（第１の条件）
そして、前記の第１の条件を具体的に次のように定める。
すなわち、鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁混合構造形式の構造設計において、まず、梁部材に作用する長期(常時)荷重に基づき柱梁接合部に生じるせん断力VjLを算出する。
そして、火災時の柱梁接合部１０の耐力に相当する(Vj1+0.85・Vj2)を、以下に示す式（２）、式（３）に基づき算出し、この耐力(Vj1+0.85・Vj2)と、算出されたせん断力VjLとの大小関係が式（１）を満足することを第１の条件とする。
(First condition)
The first condition is specifically defined as follows.
That is, in the structural design of the reinforced concrete column / steel beam mixed structure type, first, the shear force VjL generated at the beam-column joint is calculated based on the long-term (normal) load acting on the beam member.
And (Vj1 + 0.85 · Vj2) corresponding to the strength of the column beam joint 10 at the time of fire is calculated based on the following formulas (2) and (3), and this strength (Vj1 + 0.85 · Vj2) The first condition is that the magnitude relationship between the calculated value and the calculated shear force VjL satisfies the expression (1).
ここに、
VjL：長期荷重により生じる柱梁接合部１０のせん断力
Vj1：接合部鉄骨ウェブ１２０２パネルのせん断耐力
Vj2：接合部フランジ内コンクリートのせん断耐力
tw：接合部鉄骨ウェブ１２０２パネルの厚さ
jsc：柱梁接合部１０において力が作用した方の鉄骨梁１２の延在方向の一方の端部における２つの鉛直スティフナー２０の重心と、柱梁接合部１０において力が作用した方の鉄骨梁１２の延在方向の他方の端部における２つの鉛直スティフナー２０の重心との距離である重心間距離
jb：鉄骨梁１２の上フランジ１２０４と下フランジ１２０６の重心間距離
swσy：接合部鉄骨ウェブ１２０２パネルの基準強度F値
Bb：梁幅
Fc：接合部コンクリートの設計基準強度
Jδ：力が作用した方の鉄骨梁１２を該鉄骨梁１２の延在方向と直交する水平方向から見て、鉄筋コンクリート柱１４と力が作用した方の鉄骨梁１２とが交差する形状を十字形、ト字形、Ｔ字形、Ｌ字形に分類した場合、それら各形状に対応して定められた柱梁接合部１０の形状係数であって、次の値とし、
交差する形状が十字形である場合：Jδ=1
前前交差する形状がト字形あるいはＴ字形である場合：Jδ=2/3
前前交差する形状がL字形である場合：Jδ=1/3
とする。
here,
VjL: Shear force of beam-column joint 10 caused by long-term load
Vj1: Shear strength of
Vj2: Shear strength of concrete in joint flange
tw:
jsc: the center of gravity of the two
jb: Distance between the centers of gravity of the
swσy: Standard strength F value of
Bb: Beam width
Fc: Design standard strength of joint concrete
J δ: When the
When the intersecting shape is a cross: Jδ = 1
If the shape that intersects the front and the back is a T-shape or T-shape: Jδ = 2/3
When the front-front intersection shape is L-shaped: Jδ = 1/3
And
ここで、上記の鉄筋コンクリート柱１４と力が作用した方の鉄骨梁１２とが交差する形状について具体的に説明する。
図３に示すように、鉄筋コンクリート柱１４と力が作用した方の鉄骨梁１２とが交差する形状は、該鉄骨梁１２を該鉄骨梁１２の延在方向と直交する水平方向から見た形状である。
鉄筋コンクリート柱１４と鉄骨梁１２とが交差する形状は、十字形、ト字形、Ｔ字形、Ｌ字形に分類される。
Here, the shape where the reinforced
As shown in FIG. 3, the shape in which the reinforced
The shape in which the reinforced
（第２の条件）
前記の第２の条件、すなわち、火災時に鉄筋コンクリート柱１４が破壊しないようにするために、柱梁接合部１０が火災による加熱を耐火時間受けた場合に、鉄骨梁の熱膨張による強制水平変位を受ける鉄筋コンクリート柱１４が、構造耐力上支障のある破壊を生じず、上階からの軸力を保持し続ける条件を具体的に次のように定める。
鉄筋コンクリート柱１４の長期軸力を柱断面積とコンクリート設計基準強度の積で除した値からなる鉄筋コンクリート柱１４の軸力比ηを、後述する実験で定められた値より小にする。
すなわち、当該建築物の必要耐火時間に基づき、式（４）に示すように鉄筋コンクリート柱１４の軸力比ηを制限する。
言い換えると、鉄筋コンクリート柱１４の軸力比ηが式（４）を満たすように鉄筋コンクリート柱１４の断面形状Bc×Dc、鉄筋コンクリート柱１４のコンクリート設計基準強度Fcを決定する。
(Second condition)
In order to prevent the reinforced
The axial force ratio η of the reinforced
That is, based on the required fireproof time of the building, the axial force ratio η of the reinforced
In other words, the cross-sectional shape Bc × Dc of the reinforced
ここに、
η：鉄筋コンクリート柱１４の軸力比
N：鉄筋コンクリート柱１４の長期軸力
Bc：柱幅
Dc：柱せい
tf：必要耐火時間（分）
とする。
here,
η: Axial force ratio of reinforced
N: Long-term axial force of reinforced
Bc: Column width
Dc: Pillar
tf: Required fireproof time (minutes)
And
本実施の形態の柱梁接合部１０の構造は、上述した第１、第２の条件の双方を満たし、言い換えると、式（１）、式（２）、式（３）、式（４）を満たし、さらに、鉄筋コンクリート柱１４の側面１４０２を構成する上側バンドプレート１６、下側バンドプレート１８、鉛直スティフナー２０の面への耐火被覆を省略して前記面をそのまま残存させるようにしたものである。
The structure of the column beam joint 10 of the present embodiment satisfies both the first and second conditions described above. In other words, the formula (1), the formula (2), the formula (3), and the formula (4). Further, the surface of the
（実施例）
次に、第１の実施の形態における実施例について説明する。
第１の実施の形態の柱梁接合部１０において、鉄筋コンクリート柱１４および鉄骨梁１２の諸元を下記のように設定する。
鉄筋コンクリート柱１４の柱断面Bc×Dc (mm)＝900×900
鉄筋コンクリート柱１４のコンクリート設計基準強度：Fc=36N/mm2
鉄骨梁１２の高さ（上フランジ１２０４の上面から下フランジ１２０６下面までの寸法）：９００ｍｍ
鉄骨梁１２のフランジの幅：３５０ｍｍ
鉄骨梁１２のウェブ１２０２の厚さ：１６ｍｍ
鉄骨梁１２のフランジの厚さ：３２ｍｍ
鉄骨梁１２の鋼材の種類：ＳＭ４９０Ａ（ＪＩＳ Ｇ３１０６−１９９９）
鉄骨梁１２の基準強度：F値=325N/mm2
Jδ=2/3（図３に示すように、力が作用した方の鉄骨梁１２を該鉄骨梁１２の延在方向と直交する水平方向から見て、鉄筋コンクリート柱１４と力が作用した方の鉄骨梁１２とが交差する形状がト字形である）
上記数値を式（２）、式（３）に代入してＶｊ１、Ｖｊ２を求めると、
(Example)
Next, an example in the first embodiment will be described.
In the column beam joint 10 of the first embodiment, the specifications of the reinforced
Column cross section of reinforced
Concrete design standard strength of reinforced concrete column 14: Fc = 36N / mm 2
The thickness of the
The thickness of the flange of the steel beam 12: 32mm
Steel material of steel beam 12: SM490A (JIS G3106-1999)
Standard strength of steel beam 12: F value = 325 N / mm 2
Jδ = 2/3 (As shown in FIG. 3, when the
Substituting the above numerical values into Equation (2) and Equation (3) to obtain V j1 and V j2 ,
となる。
したがって、これらＶｊ１、Ｖｊ２を式（１）に代入することで火災時の柱梁接合部耐力(Vj1+0.85・Vj2)が次のように求められる。
(Vj1+0.85・Vj2)＝４６４９＋０．８５×１５２８＝５９４８（ｋＮ）
よって、鉄骨梁１２の長期鉛直荷重により生じる柱梁接合部１０のせん断力VjLは、5948(kN)より小である必要がある。
また、当該部分の鉄筋コンクリート柱１４に対し、要求される耐火時間が２時間である場合、式（４）より、
It becomes.
Therefore, by substituting these V j1 and V j2 into the equation (1), the column beam joint strength (Vj1 + 0.85 · Vj2) at the time of fire is obtained as follows.
(Vj1 + 0.85 ・ Vj2) = 4649 + 0.85 × 1528 = 5948 (kN)
Therefore, the shear force VjL of the beam-column joint 10 caused by the long-term vertical load of the
Moreover, when the required fireproof time is 2 hours for the reinforced
となり、したがって、鉄筋コンクリート柱１４の長期軸力Nについて求めると、
Therefore, when the long-term axial force N of the reinforced
となる。
したがって、鉄筋コンクリート柱１４に生じる長期軸力Ｎが7873(kN)より小であれば、鉄筋コンクリート柱１４の側面１４０２を構成する上側バンドプレート１６、下側バンドプレート１８、鉛直スティフナー２０の面への耐火被覆を省略して前記面をそのまま残存させることが可能となる。
It becomes.
Therefore, if the long-term axial force N generated in the reinforced
本実施の形態によれば、柱梁接合部１０の構造において、式（１）、式（２）、式（３）、式（４）を満たし、さらに、鉄筋コンクリート柱１４の側面１４０２を構成する上側バンドプレート１６、下側バンドプレート１８、鉛直スティフナー２０の面への耐火被覆を省略して前記面をそのまま残存させるようにした。
したがって、柱梁接合部１０の耐火性能を確保しつつ、表面形状が比較的複雑な柱梁接合部１０に耐火被覆を施す必要がなくなる。
そのため、耐火建築物とするために従来施していた耐火被覆の範囲を削減でき、作業の簡単化および耐火被覆用の材料の削減を図れるため、工事費用の低減を図る上で有利となる。
According to the present embodiment, the structure of the beam-column joint 10 satisfies the expressions (1), (2), (3), and (4), and further configures the
Therefore, it is not necessary to apply fireproof coating to the column beam joint 10 having a relatively complicated surface shape while ensuring the fire resistance performance of the column beam joint 10.
Therefore, it is possible to reduce the range of the fire-resistant coating that has been conventionally applied to make a fire-resistant building, simplify the work and reduce the material for the fire-resistant coating, which is advantageous in reducing the construction cost.
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態の柱梁接合部１０の構造について説明する。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態における鉛直スティフナー２０と接合部内横補強筋２２を用いる代わりに囲み板３０を用いた点が柱梁接合部１０の構造と相違しており、その他の点は第１の実施の形態と同様である。
図４は第１の実施の形態における柱梁接合部１０の斜視図、図５は第１の実施の形態における柱梁接合部１０の断面平面図である。なお、以下の実施の形態において第１の実施の形態と同様の部分、部材については同一の符号を付して説明する。
図４、図５に示すように、鉄骨梁１２は、第１の実施の形態と同様に、ウェブ１２０２と、上フランジ１２０４と、下フランジ１２０６とを備えている。
柱梁接合部１０は、上側バンドプレート１６と、下側バンドプレート１８と、囲み板３０と、柱主筋２４と、リブプレート２６とを含んで構成されている。
(Second Embodiment)
Next, the structure of the column beam joint 10 of the second embodiment will be described.
The second embodiment is different from the structure of the beam-column joint 10 in that a surrounding
FIG. 4 is a perspective view of the beam-column joint 10 in the first embodiment, and FIG. 5 is a cross-sectional plan view of the beam-column joint 10 in the first embodiment. In the following embodiments, portions and members similar to those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
As shown in FIGS. 4 and 5, the
The column beam joint 10 includes an
上側バンドプレート１６は鋼材料からなり、柱梁接合部１０の上部において鉄筋コンクリート柱１４の４つの側面１４０２を構成するように、２本の鉄骨梁１２の上フランジ１２０４の上面に矩形枠状に配置され上フランジ１２０４の上面に取り付けられる。
下側バンドプレート１８は鋼材料からなり、柱梁接合部１０の下部において鉄筋コンクリート柱１４の４つの側面１４０２を構成するように、２本の鉄骨梁１２の下フランジ１２０６の下面に矩形枠状に配置され下フランジ１２０６の下面に取り付けられる。
上側バンドプレート１６および下側バンドプレート１８は、鉄筋コンクリート柱１４の４つの側面１４０２を構成する４つの側面部１６０２、１８０２をそれぞれ有している。
The
The
The
囲み板３０は鋼材料からなり、柱梁接合部１０において２本の鉄骨梁１２の上フランジ１２０４、下フランジ１２０６、ウェブ１２０２にわたって取着されている。
囲み板３０は、柱梁接合部１０において上側バンドプレート１６と下側バンドプレート１８と２本の鉄骨梁１２との間で、鉄筋コンクリート柱１４の４つの角部を含む４つのコンクリートの側面を覆って鉄筋コンクリート柱１４の４つの側面１４０２を構成している。
したがって、柱梁接合部１０において、上側バンドプレート１６、下側バンドプレート１８、囲み板３０は、鉄筋コンクリート柱１４の側面１４０２を構成している。
The surrounding
The surrounding
Therefore, in the column beam joint 10, the
また、第２の実施の形態では、上フランジ１２０４と下フランジ１２０６とウェブ１２０２に囲まれた囲み板３０の部分を鉛直スティフナー部分３００２とすると、鉛直スティフナー部分３００２は８つ設けられていることになる。
各鉛直スティフナー部分３００２は、柱梁接合部１０において２本の鉄骨梁１２の延在方向の両端の各鉄骨梁１２の上下のフランジ１２０４、１２０６を接続し上下のフランジ１２０４、１２０６間において鉄筋コンクリート柱１４の側面を構成するように上下のフランジ１２０４、１２０６とウェブ１２０２とにわたって延在している。
鉛直スティフナー部分３００２は、第１の実施の形態における鉛直スティフナー２０と同様に、柱梁接合部１０内部のコンクリートの有効範囲を拡大し、せん断耐力を増大させるためのものであり、いわゆる支圧板として機能している。
In the second embodiment, if the portion of the surrounding
Each
Similar to the
柱主筋２４は、柱梁接合部１０において上下に延在している。
The column
リブプレート２６は鋼材料からなり、柱梁接合部１０の中心に対向する上側バンドプレート１６の４つの側面部１６０２の内面と、２本の鉄骨梁１２の上フランジ１２０４の上面とにわたって溶着されている。
また、リブプレート２６は、柱梁接合部１０の中心に対向する下側バンドプレート１８の４つの側面部の内面と、２本の鉄骨梁１２の下フランジ１２０６の下面とにわたって溶着されている。
したがって、上側バンドプレート１６と２本の鉄骨梁１２は４つのリブプレート２６を介して取着され、下側バンドプレート１８と２本の鉄骨梁１２は４つのリブプレート２６を介して取着されている。
The
The
Therefore, the
ここで、柱梁接合部１０内に位置する鉄筋コンクリート柱１４のコンクリートの部分を接合部コンクリートとする。
また、２本の鉄骨梁１２のうち一方の鉄骨梁１２に鉛直方向への力が作用したと仮定した場合に、力が作用した方の鉄骨梁１２のうち柱梁接合部１０内に位置する上フランジ１２０４と下フランジ１２０６の間に位置するコンクリートの部分を接合部フランジ内コンクリートとする。
また、力が作用した方の鉄骨梁１２のウェブ１２０２のうち柱梁接合部１０の内部に位置するウェブ１２０２の部分を接合部鉄骨ウェブパネルとする。
Here, the concrete portion of the reinforced
When it is assumed that a vertical force is applied to one of the two
Moreover, the part of the
また、図５に示すように、力が作用した方の鉄骨梁１２の上フランジ１２０４または下フランジ１２０６の幅方向の寸法を梁幅Ｂｂとする。
また、柱梁接合部１０において力が作用した方の鉄骨梁１２の延在方向の両端に位置する鉄筋コンクリート柱１４の２つの側面１４０２間の距離を柱せいＤｃとする。
柱梁接合部１０において力が作用した方の鉄骨梁１２の延在方向と直交する方向の両端に位置する鉄筋コンクリート柱１４の２つの側面間の距離を柱幅Ｂｃとする。
Also, as shown in FIG. 5, the dimension in the width direction of the
Further, the distance between the two
The distance between the two side surfaces of the reinforced
第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に第１の条件、第２の条件を定める。
すなわち、鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁混合構造形式の構造設計において、まず、梁部材に作用する長期(常時)荷重に基づき柱梁接合部に生じるせん断力VjLを算出する。
そして、火災時の柱梁接合部１０の耐力に相当する(Vj1+0.85・Vj2)を、以下に示す式（６）、式（７）基づき算出し、この耐力(Vj1+0.85・Vj2)と、算出されたせん断力VjLとの大小関係が式（５）を満足することを第１の条件とする。
Also in the second embodiment, the first condition and the second condition are determined as in the first embodiment.
That is, in the structural design of the reinforced concrete column / steel beam mixed structure type, first, the shear force VjL generated at the beam-column joint is calculated based on the long-term (normal) load acting on the beam member.
And (Vj1 + 0.85 · Vj2) corresponding to the proof stress of the column beam joint 10 at the time of fire is calculated based on the following formulas (6) and (7), and this proof strength (Vj1 + 0.85 · Vj2) The first condition is that the magnitude relationship with the calculated shear force VjL satisfies the formula (5).
ここに、
VjL：長期荷重により生じる柱梁接合部１０のせん断力
Vj1：接合部鉄骨ウェブ１２０２パネルのせん断耐力
Vj2：接合部フランジ内コンクリートのせん断耐力
tw：接合部鉄骨ウェブ１２０２パネルの厚さ
jsc：柱梁接合部１０において力が作用した方の鉄骨梁１２の延在方向の一方の端部における２つの鉛直スティフナー部分３００２の重心と、柱梁接合部１０において力が作用した方の鉄骨梁１２の延在方向の他方の端部における２つの鉛直スティフナー部分３００２の重心との距離である重心間距離
jb：鉄骨梁１２の上フランジ１２０４と下フランジ１２０６の重心間距離
swσy：接合部鉄骨ウェブ１２０２パネルの基準強度F値
Bb：梁幅
Fc：接合部コンクリートの設計基準強度
Jδ：図３に示すように、力が作用した方の鉄骨梁１２を該鉄骨梁１２の延在方向と直交する水平方向から見て、鉄筋コンクリート柱１４と力が作用した方の鉄骨梁１２とが交差する形状を十字形、ト字形、Ｔ字形、Ｌ字形に分類した場合、それら各形状に対応して定められた柱梁接合部１０の形状係数であって、次の値とし、
交差する形状が十字形である場合：Jδ=1
前前交差する形状がト字形あるいはＴ字形である場合：Jδ=2/3
前前交差する形状がL字形である場合：Jδ=1/3
とする。
here,
VjL: Shear force of beam-column joint 10 caused by long-term load
Vj1: Shear strength of
Vj2: Shear strength of concrete in joint flange
tw:
jsc: The center of gravity of the two
jb: Distance between the centers of gravity of the
swσy: Standard strength F value of
Bb: Beam width
Fc: Design standard strength of joint concrete
J δ: As shown in FIG. 3, when the
When the intersecting shape is a cross: Jδ = 1
If the shape that intersects the front and the back is a T-shape or T-shape: Jδ = 2/3
When the front-front intersection shape is L-shaped: Jδ = 1/3
And
（第２の条件）
第２の実施の形態においても、第２の条件は第１の実施の形態と同様であり、当該建築物の必要耐火時間に基づき、次に示す式（８）を満たすように鉄筋コンクリート柱１４の断面形状Bc×Dc、鉄筋コンクリート柱１４のコンクリート設計基準強度Fcを決定する。
(Second condition)
Also in 2nd Embodiment, 2nd conditions are the same as that of 1st Embodiment, and based on the required fireproof time of the said building, the reinforced
ここに、
η：鉄筋コンクリート柱１４の軸力比
N：鉄筋コンクリート柱１４の長期軸力
Bc：柱幅
Dc：柱せい
tf：必要耐火時間（分）
とする。
here,
η: Axial force ratio of reinforced
N: Long-term axial force of reinforced
Bc: Column width
Dc: Pillar
tf: Required fireproof time (minutes)
And
第２の実施の形態の柱梁接合部１０の構造も、第１の実施の形態と同様に、上述した第１、第２の条件の双方を満たし、言い換えると、式（５）、式（６）、式（７）、式（８）を満たし、さらに、鉄筋コンクリート柱１４の側面１４０２を構成する上側バンドプレート１６、下側バンドプレート１８、囲み板３０の面への耐火被覆を省略して前記面をそのまま残存させるようにしたものである。
Similarly to the first embodiment, the structure of the column beam joint 10 of the second embodiment satisfies both the first and second conditions described above. In other words, the formula (5) and the formula ( 6), satisfying the formula (7) and the formula (8), and further omitting the fireproof coating on the surfaces of the
このような第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が奏される。 Even in the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
（実験例）
次に、本発明における第１、第２の条件を満足することで、柱梁接合部１０に耐火被覆を施さなくても、火災時に柱梁接合部１０が破壊せず、かつ、鉄筋コンクリート柱１４が必要耐火時間以内で破壊しないことを確認する実験を実施した。
以下この実験について説明する。
下記の表１は、鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁混合構造の柱梁接合部も含めた部分架構骨組に対して火災時を想定した載荷加熱実験を行った際の試験体の諸元を示す。
なお、柱梁接合部１０の構造として第２の実施の形態に示したものを用いた。
(Experimental example)
Next, by satisfying the first and second conditions in the present invention, the column-beam joint 10 is not destroyed in the event of a fire and the reinforced
This experiment will be described below.
Table 1 below shows the specifications of the test specimen when a loading heating experiment was performed on a partial frame including a beam-column joint of a reinforced concrete column / steel beam mixed structure assuming a fire.
Note that the structure shown in the second embodiment is used as the structure of the column beam joint 10.
図８は、載荷加熱実験の実験装置８０の構成を示す説明図である。
実験装置８０は、柱用載荷部８２と、梁用載荷部８４と、伸出荷重発生部８６と、加熱部８８を含んで構成されている。
柱用載荷部８２は、鉄筋コンクリート柱１４に軸力ＮＬを載荷するものである。
梁用載荷部８４は、鉄骨梁１２に鉛直荷重Ｗを載荷するものである。
本例では、柱梁接合部１０の水平方向の中心から１９５０ｍｍをおいた鉄骨梁１２の箇所に鉛直荷重Ｗを載荷した。
伸出荷重発生部８６は、鉄骨梁１２に対して該鉄骨梁１２が柱梁接合部１０を押す方向に作用する、言い換えると、水平方向に荷重Ｐを与えることにより、鉄筋コンクリート柱１４に強制水平変位を与えるものである。
加熱部８８は、図中二点鎖線で示す加熱部分、すなわち、柱梁接合部１０および該柱梁接合部１０の下部に位置する鉄筋コンクリート柱１４の部分（下柱部分）を加熱するものである。
また、図８において、符号Ｒａは、鉄筋コンクリート柱１４の上部（上端部）における水平方向の反力（上柱の水平反力）を示す。
本例では、柱梁接合部１０の鉛直方向の中心から上方に２４００ｍｍをおいた箇所で水平方向の反力Ｒａを測定した。
符号Ｒｂは、鉄筋コンクリート柱１４の下部（下端部）における水平方向の反力（下柱の水平反力）を示す。
本例では、柱梁接合部１０の鉛直方向の中心から下方に２４００ｍｍをおいた箇所で水平方向の反力Ｒｂを測定した。
符号Ｒｃは、鉄骨梁１２の柱梁接合部１０から離れた端部の梁端鉛直反力（梁先端の鉛直反力）を示す。
本例では、鉛直荷重Ｗを載荷した箇所から柱梁接合部１０から離れる方向において２２５０ｍｍをおいた箇所で梁端鉛直反力Ｒｃを測定した。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the configuration of the
The
The
The
In this example, the vertical load W was loaded at the location of the
The extension
The
Further, in FIG. 8, symbol Ra indicates a horizontal reaction force (horizontal reaction force of the upper column) at the upper portion (upper end portion) of the reinforced
In this example, the horizontal reaction force Ra was measured at a
The symbol Rb indicates a horizontal reaction force (horizontal reaction force of the lower column) at the lower portion (lower end portion) of the reinforced
In this example, the reaction force Rb in the horizontal direction was measured at a location where 2400 mm was placed downward from the center in the vertical direction of the column beam joint 10.
The symbol Rc indicates the beam end vertical reaction force at the end of the
In this example, the beam end vertical reaction force Rc was measured at a location where 2250 mm was placed in the direction away from the column-beam joint 10 from the location where the vertical load W was loaded.
載荷加熱実験は次のようにして行われる。
すなわち、柱用載荷部８２により鉄筋コンクリート柱１４に軸力ＮＬを載荷すると共に、梁用載荷部８４により鉄骨梁１２に鉛直荷重Ｗを載荷し、これら軸力ＮＬと鉛直荷重Ｗとを一定に制御した状態とする。したがって、実際に鉄筋コンクリート柱１４に加わる軸力は上記の軸力ＮＬと鉛直荷重Ｗの一部との和となる。
この状態で、柱梁接合部１０と、この柱梁接合部１０および下部に位置する鉄筋コンクリート柱１４の部分（下柱部分）を加熱部８８によって加熱し、この状態を保持できる時間である耐火時間を測定する。
この場合、鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁混合構造骨組では、梁が鉄骨造であることから、図６、図７に示すように、火災時に鉄骨梁１２が熱膨張により伸び水平変位を生じる。
このような鉄骨梁１２の水平変位が生じることにより、骨組最外部の鉄筋コンクリート柱１４は、外部に押し出される外力Ｐを受ける。
よって、この実験では、このような火災時の現象を模擬するために、加熱開始とともに、伸出荷重発生部８６によって、鉄骨梁１２に水平変位を漸増して与え、これにより、鉄筋コンクリート柱１４へ水平方向の外力Ｐが作用するようにした。
The loading heating experiment is performed as follows.
That is, the axial load NL is loaded on the reinforced
In this state, the column beam joint 10 and the column beam joint 10 and the portion of the reinforced
In this case, in the reinforced concrete column / steel beam mixed structure frame, since the beam is a steel frame, as shown in FIGS. 6 and 7, the
When such a horizontal displacement of the
Therefore, in this experiment, in order to simulate such a fire phenomenon, a horizontal displacement is gradually increased and applied to the
表１に示すように、柱梁接合部１０の試験体として、参考比較のための１つの試験体Ｎｏ２と、本発明に係る２つの試験体Ｎｏ３、Ｎｏ４との３つの試験体を用意した。
試験体Ｎｏ２は、柱梁接合部１０に耐火被覆を施したものであり、鉄筋コンクリート柱１４の軸力比ηは０．３３である。
試験体Ｎｏ３は、柱梁接合部１０の耐火被覆を省いたものであり、鉄筋コンクリート柱１４の軸力比ηは０．２５である。
試験体Ｎｏ４は、柱梁接合部１０の耐火被覆を省いたものであり、鉄筋コンクリート柱１４の軸力比ηは０．３３である。
すなわち、実験因子は、鉄筋コンクリート柱１４の柱の軸力比ηであり、参考比較のため、試験体Ｎｏ２についても試験体Ｎｏ３、Ｎｏ４と同一条件による実験を行った。
なお、この実験では、いずれの試験体においても、柱梁接合部１０に破壊は見られず、耐火時間を決定したのは、柱梁接合部１０の下部に位置する鉄筋コンクリート柱１４の部分（下柱部分）の破壊であった。
As shown in Table 1, three test bodies were prepared as a test body for the beam-column joint 10; one test body No2 for reference comparison and two test bodies No3 and No4 according to the present invention.
The test body No2 is obtained by applying a fireproof coating to the column beam joint 10 and the axial force ratio η of the reinforced
The test body No3 is obtained by omitting the fire-resistant coating of the column beam joint 10 and the axial force ratio η of the reinforced
The test body No4 is obtained by omitting the fireproof coating of the column beam joint 10 and the axial force ratio η of the reinforced
That is, the experimental factor is the axial force ratio η of the reinforced
In this experiment, no damage was observed in the beam-to-column joint 10 in any of the test bodies, and the fireproof time was determined by the part of the reinforced concrete column 14 (below the bottom of the beam-to-beam joint 10) It was destruction of the pillar part).
図９は、鉄骨梁１２に載荷した鉛直荷重Ｗにより柱梁接合部１０に生じるせん断力と、式（５）で計算される火災時の柱梁接合部１０のせん断耐力とを比較した図である。
いずれの試験体も、鉄骨梁１２の鉛直荷重Ｗにより柱梁接合部１０に生じるせん断力は、式（５）による火災時の柱梁接合部１０のせん断耐力＝（Ｖｊ１＋０．８５・Ｖｊ２）を下回っている。
FIG. 9 is a diagram comparing the shear force generated in the beam-column joint 10 by the vertical load W loaded on the
In any of the test bodies, the shear force generated in the beam-column joint 10 by the vertical load W of the
一方、図１０は、上記部分架構による載荷加熱実験より得られた鉄筋コンクリート柱１４の軸力比ηと耐火時間とｔｆとの関係を示す図である。
図１０において破線が鉄筋コンクリート柱１４の軸力比ηと耐火時間とｔｆとの関係を示し、３つの点は各試験体Ｎｏ２、Ｎｏ３、Ｎｏ４の測定結果を示す。
実験結果からは、鉄筋コンクリート柱１４の軸力比ηと耐火時間とｔｆとの間に相関関係が見られ、本発明で示した式（８）はこれらの関係式を安全側に評価していることがわかる。
以上の実験結果より、柱梁接合部１０の構造が第２の実施の形態に示す構造である場合には、第１、第２の条件を満足することで、言い換えると、式（５）、式（６）、式（７）、式（８）を満たすことで、鉄筋コンクリート柱１４の側面１４０２を構成する上側バンドプレート１６、下側バンドプレート１８、囲み板３０の面への耐火被覆を省略して前記面をそのまま残存させても、火災時に建物が崩壊しないことが確認された。
また、柱梁接合部１０の構造が第１の実施の形態に示す構造である場合にも同様であり、第１、第２の条件を満足することで、言い換えると、式（１）、式（２）、式（３）、式（４）を満たすことで、鉄筋コンクリート柱１４の側面１４０２を構成する上側バンドプレート１６、下側バンドプレート１８、鉛直スティフナー２０の面への耐火被覆を省略して前記面をそのまま残存させても、火災時に建物が崩壊しないことになる。
On the other hand, FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the axial force ratio η, the fireproof time, and tf of the reinforced
In FIG. 10, the broken line shows the relationship between the axial force ratio η, the fireproof time, and tf of the reinforced
From the experimental results, there is a correlation among the axial force ratio η of the reinforced
From the above experimental results, when the structure of the beam-column joint 10 is the structure shown in the second embodiment, satisfying the first and second conditions, in other words, the expression (5), By satisfying Expression (6), Expression (7), and Expression (8), fireproof coating on the surfaces of the
The same applies to the case where the structure of the beam-column joint 10 is the structure shown in the first embodiment. By satisfying the first and second conditions, in other words, the expression (1) and the expression By satisfying (2), formula (3), and formula (4), the fireproof coating on the surfaces of the
１０……柱梁接合部、１２……鉄骨梁１２……鉄筋コンクリート柱、１６……上側バンドプレート、１８……下側バンドプレート、２０……鉛直スティフナー、３０……囲み板。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記柱梁接合部が火災による加熱を予め定められた耐火時間を受けた場合に、前記鉄骨梁および前記鉄筋コンクリート柱の破壊に先行して、前記柱梁接合部がせん断破壊等を生じないという第１の条件と、
前記柱梁接合部が前記火災による加熱を前記耐火時間受けた場合に、前記鉄骨梁の熱膨張による強制水平変位を受ける前記鉄筋コンクリート柱が、構造耐力上支障のある破壊を生じず、上階からの軸力を保持し続けるという第２の条件とを同時に満たし、
前記柱梁接合部への耐火被覆を省略して前記柱梁接合部をそのまま残存させるようにした、
柱梁接合部の構造。 It is a beam-column joint where a reinforced concrete column with a rectangular cross section passes through two places where two steel beams made of I-shaped steel intersect.
When the beam-column joint is subjected to heating by fire in a predetermined fireproof time, the beam-column joint does not cause shear failure or the like prior to the destruction of the steel beam and the reinforced concrete column. 1 condition and
When the beam-column joint is subjected to the fire-resistant heating for the fire-resistant time, the reinforced concrete column subjected to the forced horizontal displacement due to the thermal expansion of the steel beam does not cause damage that hinders structural strength, and from the upper floor Satisfies the second condition of maintaining the axial force of
The fire-resistant coating on the beam-column joint was omitted, and the beam-beam joint was left as it was,
Structure of the beam-column joint.
前記柱梁接合部が火災による加熱を予め定められた耐火時間受けた場合に、前記柱梁接合部が加熱により構造耐力上支障のある変形、溶融、破壊を生じないように、
前記鉄骨梁に作用する長期荷重によって生じる柱梁接合部のせん断力に対し、加熱によって強度を喪失するまたは強度低下する前記柱梁接合部を構成する鋼材部分を考慮した柱梁接合部の残存耐力が上回っているという第１の条件と、
前記鉄筋コンクリート柱の長期軸力を柱断面積とコンクリート設計基準強度の積で除した値からなる前記鉄筋コンクリート柱の軸力比を、予め実験で定められた値より小とするという第２の条件とを同時に満たし、
前記柱梁接合部への耐火被覆を省略して前記柱梁接合部をそのまま残存させるようにした、
柱梁接合部の構造。 A structure of a beam-to-column joint where a reinforced concrete column with a rectangular cross section passes through two places where two steel beams made of I-shaped steel intersect.
When the beam-column joint is subjected to heating by a fire for a predetermined fire resistance time, the beam-column joint is prevented from being deformed, melted, or destroyed due to the structural strength by heating.
Residual proof stress of the beam-column joint considering the steel part constituting the beam-beam joint that loses strength or decreases strength by heating against the shear force of the beam-column joint caused by long-term load acting on the steel beam The first condition that is exceeding,
A second condition that an axial force ratio of the reinforced concrete column, which is a value obtained by dividing a long-term axial force of the reinforced concrete column by a product of a column cross-sectional area and a concrete design reference strength, is smaller than a value predetermined in an experiment; Meet at the same time,
The fire-resistant coating on the beam-column joint was omitted, and the beam-beam joint was left as it was,
Structure of the beam-column joint.
前記柱梁接合部の上部において前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成するように、前記２本の鉄骨梁の上フランジの上面に矩形枠状に配置され前記上フランジの上面に取り付けられた鋼材料からなる上側バンドプレートと、
前記柱梁接合部の下部において前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成するように、前記２本の鉄骨梁の下フランジの下面に矩形枠状に配置され前記下フランジの下面に取り付けられた鋼材料からなる下側バンドプレートと、
前記柱梁接合部において前記２本の鉄骨梁の延在方向の両端の各鉄骨梁の上下のフランジを接続し前記上下のフランジ間において前記鉄筋コンクリート柱の側面を構成するように上下のフランジとウェブとにわたって取着された８つの鋼材料からなる鉛直スティフナーとを含んでいる、
請求項１または２記載の柱梁接合部の構造。 The steel part constituting the beam-column joint is:
Steel material arranged in a rectangular frame shape on the upper surface of the upper flanges of the two steel beams so as to constitute the four side surfaces of the reinforced concrete column at the upper part of the beam-column joint, and attached to the upper surface of the upper flange An upper band plate comprising:
A steel material that is arranged in a rectangular frame shape on the lower surface of the lower flange of the two steel beams and is attached to the lower surface of the lower flange so as to constitute the four side surfaces of the reinforced concrete column at the lower part of the beam-column joint. A lower band plate comprising:
The upper and lower flanges and the web are configured so that the upper and lower flanges of the steel beams at both ends in the extending direction of the two steel beams are connected to form the side surface of the reinforced concrete column between the upper and lower flanges at the column beam joint. And a vertical stiffener made of eight steel materials attached across
The structure of the beam-column joint part according to claim 1 or 2.
前記柱梁接合部の上部において前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成するように、前記２本の鉄骨梁の上フランジの上面に矩形枠状に配置され前記上フランジの上面に取り付けられた鋼材料からなる上側バンドプレートと、
前記柱梁接合部の下部において前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成するように、前記２本の鉄骨梁の下フランジの下面に矩形枠状に配置され前記下フランジの下面に取り付けられた鋼材料からなる下側バンドプレートと、
前記柱梁接合部において前記２本の鉄骨梁の上フランジ、下フランジ、ウェブにわたって取着され、前記柱梁接合部において前記上側バンドプレートと前記下側バンドプレートと前記２本の鉄骨梁との間で、前記鉄筋コンクリート柱の４つの角部を含む４つのコンクリートの側面を覆って前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成する鋼材料からなる囲み板とを含んでいる、
請求項１または２記載の柱梁接合部の構造。 The steel part constituting the beam-column joint is:
Steel material arranged in a rectangular frame shape on the upper surface of the upper flanges of the two steel beams so as to constitute the four side surfaces of the reinforced concrete column at the upper part of the beam-column joint, and attached to the upper surface of the upper flange An upper band plate comprising:
A steel material that is arranged in a rectangular frame shape on the lower surface of the lower flange of the two steel beams and is attached to the lower surface of the lower flange so as to constitute the four side surfaces of the reinforced concrete column at the lower part of the beam-column joint. A lower band plate comprising:
At the column beam joint, the two steel beams are attached over the upper flange, the lower flange, and the web. At the column beam joint, the upper band plate, the lower band plate, and the two steel beams Between the four concrete sides including the four corners of the reinforced concrete column, and a shroud made of a steel material constituting the four side surfaces of the reinforced concrete column,
The structure of the beam-column joint part according to claim 1 or 2.
前記柱梁接合部の上部において前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成するように、前記２本の鉄骨梁の上フランジの上面に矩形枠状に配置され前記上フランジの上面に取り付けられた鋼材料からなる上側バンドプレートと、
前記柱梁接合部の下部において前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成するように、前記２本の鉄骨梁の下フランジの下面に矩形枠状に配置され前記下フランジの下面に取り付けられた鋼材料からなる下側バンドプレートと、
前記柱梁接合部において前記２本の鉄骨梁の延在方向の両端の各鉄骨梁の上下のフランジを接続し前記上下のフランジ間において前記鉄筋コンクリート柱の側面を構成するように上下のフランジとウェブとにわたって取着された８つの鋼材料からなる鉛直スティフナーとを備え、
前記柱梁接合部において、前記上側バンドプレート、前記下側バンドプレート、前記鉛直スティフナーが前記柱梁接合部内に位置する鉄筋コンクリート柱のコンクリートの側面と共に鉄筋コンクリート柱の側面を構成しており、
前記柱梁接合部内に位置する鉄筋コンクリート柱のコンクリートの部分を接合部コンクリートとし、
前記２本の鉄骨梁のうち一方の鉄骨梁に鉛直方向への力が作用したと仮定した場合に、
前記力が作用した方の鉄骨梁のうち前記柱梁接合部内に位置する上フランジと下フランジの間に位置するコンクリートの部分を接合部フランジ内コンクリートとし、
前記力が作用した方の鉄骨梁のウェブのうち前記柱梁接合部の内部に位置するウェブの部分を接合部鉄骨ウェブパネルとし、
前記力が作用した方の鉄骨梁に取着された４つの鉛直スティフナーを接合部鉛直スティフナーとし、
前記力が作用した方の鉄骨梁の上フランジまたは下フランジの幅方向の寸法を梁幅とし、
前記柱梁接合部において前記力が作用した方の鉄骨梁の延在方向の両端に位置する前記鉄筋コンクリート柱の２つの側面間の距離を柱せいとし、
前記柱梁接合部において前記力が作用した方の鉄骨梁の延在方向と直交する方向の両端に位置する前記鉄筋コンクリート柱の２つの側面間の距離を柱幅とした場合、下記の式（１）、式（２）、式（３）、式（４）を満たし、
VjL：長期荷重により生じる前記柱梁接合部のせん断力
Vj1：前記接合部鉄骨ウェブパネルのせん断耐力
Vj2：前記接合部フランジ内コンクリートのせん断耐力
tw：前記接合部鉄骨ウェブパネルの厚さ
jsc：前記柱梁接合部において力が作用した方の鉄骨梁の延在方向の一方の端部における２つの鉛直スティフナーの重心と、前記柱梁接合部において力が作用した方の鉄骨梁の延在方向の他方の端部における２つの鉛直スティフナーの重心との距離である重心間距離
jb：前記鉄骨梁の上フランジと下フランジの重心間距離
swσy：前記接合部鉄骨ウェブパネルの基準強度F値
Bb：前記梁幅
Fc：前記接合部コンクリートの設計基準強度
Jδ：前記力が作用した方の鉄骨梁を該鉄骨梁の延在方向と直交する水平方向から見て、前記鉄筋コンクリート柱と前記力が作用した方の鉄骨梁とが交差する形状を十字形、ト字形、Ｔ字形、Ｌ字形に分類した場合、それら各形状に対応して定められた柱梁接合部の形状係数であって、次の値とし、
前記交差する形状が十字形である場合：Jδ=1
前前交差する形状がト字形あるいはＴ字形である場合：Jδ=2/3
前前交差する形状がL字形である場合：Jδ=1/3
η：前記鉄筋コンクリート柱の軸力比
N：前記鉄筋コンクリート柱の長期軸力
Bc：前記柱幅
Dc：前記柱せい
tf：必要耐火時間（分）
さらに、前記鉄筋コンクリート柱の側面を構成する前記上側バンドプレート、前記下側バンドプレート、前記鉛直スティフナーの面への耐火被覆を省略して前記面をそのまま残存させるようにした、
柱梁接合部の構造。 A structure of a beam-to-column joint where a reinforced concrete column with a rectangular cross section passes through two places where two steel beams made of I-shaped steel intersect.
Steel material arranged in a rectangular frame shape on the upper surface of the upper flanges of the two steel beams so as to constitute the four side surfaces of the reinforced concrete column at the upper part of the beam-column joint, and attached to the upper surface of the upper flange An upper band plate comprising:
A steel material that is arranged in a rectangular frame shape on the lower surface of the lower flange of the two steel beams and is attached to the lower surface of the lower flange so as to constitute the four side surfaces of the reinforced concrete column at the lower part of the beam-column joint. A lower band plate comprising:
The upper and lower flanges and the web are configured so that the upper and lower flanges of the steel beams at both ends in the extending direction of the two steel beams are connected to form the side surface of the reinforced concrete column between the upper and lower flanges at the column beam joint. And a vertical stiffener made of eight steel materials,
In the column beam joint, the upper band plate, the lower band plate, and the vertical stiffener constitute the side surface of the reinforced concrete column together with the concrete side surface of the reinforced concrete column located in the column beam junction,
The concrete portion of the reinforced concrete column located within the beam-column joint is a joint concrete,
When it is assumed that a vertical force is applied to one of the two steel beams,
Of the steel beam on which the force is applied, the concrete portion located between the upper flange and the lower flange located in the column beam joint is the joint flange concrete,
Of the steel beam web on which the force is applied, the web portion located inside the column beam joint is a joint steel web panel,
The four vertical stiffeners attached to the steel beam on which the force is applied are the joint vertical stiffeners,
The beam width is the dimension in the width direction of the upper or lower flange of the steel beam on which the force is applied,
The distance between the two side surfaces of the reinforced concrete column located at both ends in the extending direction of the steel beam to which the force is applied in the column beam joint portion is a column.
When the distance between the two side surfaces of the reinforced concrete column located at both ends in the direction orthogonal to the extending direction of the steel beam to which the force is applied in the column beam joint is defined as the column width, the following formula (1 ), Formula (2), formula (3), formula (4) are satisfied,
VjL: Shear force of the beam-column joint caused by long-term load
Vj1: Shear strength of the steel frame web panel
Vj2: Shear strength of concrete in the joint flange
tw: thickness of the steel frame web panel
jsc: The center of gravity of the two vertical stiffeners at one end in the extending direction of the steel beam to which the force is applied at the beam-column joint, and the extension of the steel beam to which the force is applied at the beam-column joint Distance between centroids, which is the distance between the centroids of the two vertical stiffeners at the other end in the current direction
jb: Distance between the center of gravity of the upper and lower flanges of the steel beam
swσy: Standard strength F value of the steel frame web panel
Bb: Beam width
Fc: Design standard strength of the joint concrete
Jδ: When the steel beam on which the force is applied is viewed from a horizontal direction orthogonal to the extending direction of the steel beam, the shape in which the reinforced concrete column and the steel beam on which the force is applied intersects is cross-shaped, When classifying into a to-shape, a T-shape, and an L-shape, the shape factor of the beam-column joint determined according to each of the shapes is as follows:
When the intersecting shape is a cross shape: Jδ = 1
If the shape that intersects the front and the back is a T-shape or T-shape: Jδ = 2/3
When the front-front intersection shape is L-shaped: Jδ = 1/3
η: axial force ratio of the reinforced concrete column
N: Long-term axial force of the reinforced concrete column
Bc: Column width
Dc: Because of the pillar
tf: Required fireproof time (minutes)
Furthermore, the upper band plate constituting the side surface of the reinforced concrete pillar, the lower band plate, the surface of the vertical stiffener was omitted and the surface was left as it was,
Structure of the beam-column joint.
前記柱梁接合部において上下に間隔をおき２本の鉄骨梁の各ウェブを挿通して矩形枠状に配置された複数の接合部内横補強筋と、
前記柱梁接合部において上下に延在する柱主筋とを含んでいる、
請求項５記載の柱梁接合部の構造。 The column beam joint is
A plurality of lateral reinforcement bars in the joint portion arranged in a rectangular frame shape by passing through the respective webs of the two steel beams at intervals in the vertical direction in the column beam joint portion;
Including column main bars extending up and down in the beam-column joint,
The structure of a beam-column joint according to claim 5.
前記柱梁接合部の中心に対向する前記上側バンドプレートの４つの側面部の内面と、２本の鉄骨梁の上フランジの上面とは、それらにわたって溶着された鋼材料からなる４つのリブプレートを介して取着され、
前記柱梁接合部の中心に対向する前記下側バンドプレートの４つの側面部の内面と、２本の鉄骨梁の下フランジの下面とは、それらにわたって溶着された鋼材料からなる４つのリブプレートを介して取着されている、
請求項５または６記載の柱梁接合部の構造。 The upper band plate and the lower band plate have four side surfaces constituting the four side surfaces of the reinforced concrete column,
The inner surfaces of the four side surfaces of the upper band plate facing the center of the column beam joint and the upper surfaces of the upper flanges of the two steel beams are four rib plates made of steel material welded over them. Is attached via
Four rib plates made of steel material welded to the inner surfaces of the four side surfaces of the lower band plate facing the center of the column beam joint and the lower surfaces of the lower flanges of the two steel beams Is being attached through the
The structure of the beam-column joint part according to claim 5 or 6.
前記柱梁接合部の上部において前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成するように、前記２本の鉄骨梁の上フランジの上面に矩形枠状に配置され前記上フランジの上面に取り付けられた鋼材料からなる上側バンドプレートと、
前記柱梁接合部の下部において前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成するように、前記２本の鉄骨梁の下フランジの下面に矩形枠状に配置され前記下フランジの下面に取り付けられた鋼材料からなる下側バンドプレートと、
前記柱梁接合部において前記２本の鉄骨梁の上フランジ、下フランジ、ウェブにわたって取着され、前記柱梁接合部において前記上側バンドプレートと前記下側バンドプレートと前記２本の鉄骨梁との間で、前記鉄筋コンクリート柱の４つの角部を含む４つのコンクリートの側面を覆って前記鉄筋コンクリート柱の４つの側面を構成する鋼材料からなる囲み板とを備え、
前記柱梁接合部内に位置する鉄筋コンクリート柱のコンクリートの部分を接合部コンクリートとし、
前記２本の鉄骨梁のうち一方の鉄骨梁に鉛直方向への力が作用したと仮定した場合に、
前記力が作用した方の鉄骨梁のうち前記柱梁接合部内に位置する上フランジと下フランジの間に位置するコンクリートの部分を接合部フランジ内コンクリートとし、
前記力が作用した方の鉄骨梁のウェブのうち前記柱梁接合部の内部に位置するウェブの部分を接合部鉄骨ウェブパネルとし、
前記力が作用した方の鉄骨梁の上フランジと下フランジとウェブに取着され前記上フランジと下フランジとウェブに囲まれた前記囲み板の部分を鉛直スティフナー部分とし、
前記力が作用した方の鉄骨梁の上フランジまたは下フランジの幅方向の寸法を梁幅とし、
前記柱梁接合部において前記力が作用した方の鉄骨梁の延在方向の両端に位置する前記鉄筋コンクリート柱の２つの側面間の距離を柱せいとし、
前記柱梁接合部において前記力が作用した方の鉄骨梁の延在方向と直交する方向の両端に位置する前記鉄筋コンクリート柱の２つの側面間の距離を柱幅とした場合、下記の式（５）、式（６）、式（７）、式（８）を満たし、
VjL：長期荷重により生じる柱梁接合部のせん断力
Vj1：前記接合部鉄骨ウェブパネルのせん断耐力
Vj2：前記接合部フランジ内コンクリートのせん断耐力
tw：前記接合部鉄骨ウェブパネルの厚さ
jsc：前記柱梁接合部において力が作用した方の鉄骨梁の延在方向の一方の端部における２つの鉛直スティフナー部分の重心と、前記柱梁接合部において力が作用した方の鉄骨梁の延在方向の他方の端部における２つの鉛直スティフナー部分の重心との距離である重心間距離
jb：前記鉄骨梁の上フランジと下フランジの重心間距離
swσy：前記接合部鉄骨ウェブパネルの基準強度F値
Bb：前記梁幅
Fc：前記接合部コンクリートの設計基準強度
Jδ：前記力が作用した方の鉄骨梁を該鉄骨梁の延在方向と直交する水平方向から見て、前記鉄筋コンクリート柱と前記力が作用した方の鉄骨梁とが交差する形状を十字形、ト字形、Ｔ字形、Ｌ字形に分類した場合、それら各形状に対応して定められた柱梁接合部の形状係数であって、次の値とし、
前記交差する形状が十字形である場合：Jδ=1
前前交差する形状がト字形あるいはＴ字形である場合：Jδ=2/3
前前交差する形状がL字形である場合：Jδ=1/3
η：前記鉄筋コンクリート柱の軸力比
N：前記鉄筋コンクリート柱の長期軸力
Bc：前記柱幅
Dc：前記柱せい
tf：必要耐火時間（分）
さらに、前記鉄筋コンクリート柱の側面を構成する前記上側バンドプレート、前記下側バンドプレート、前記囲み板の面への耐火被覆を省略して前記面をそのまま残存させるようにした、
柱梁接合部の構造。 A structure of a beam-to-column joint where a reinforced concrete column with a rectangular cross section passes through two places where two steel beams made of I-shaped steel intersect.
Steel material arranged in a rectangular frame shape on the upper surface of the upper flanges of the two steel beams so as to constitute the four side surfaces of the reinforced concrete column at the upper part of the beam-column joint, and attached to the upper surface of the upper flange An upper band plate comprising:
A steel material that is arranged in a rectangular frame shape on the lower surface of the lower flange of the two steel beams and is attached to the lower surface of the lower flange so as to constitute the four side surfaces of the reinforced concrete column at the lower part of the beam-column joint. A lower band plate comprising:
At the column beam joint, the two steel beams are attached over the upper flange, the lower flange, and the web. At the column beam joint, the upper band plate, the lower band plate, and the two steel beams Between the four concrete sides including the four corners of the reinforced concrete column, and a surrounding plate made of a steel material constituting the four side surfaces of the reinforced concrete column,
The concrete portion of the reinforced concrete column located within the beam-column joint is a joint concrete,
When it is assumed that a vertical force is applied to one of the two steel beams,
Of the steel beam on which the force is applied, the concrete portion located between the upper flange and the lower flange located in the column beam joint is the joint flange concrete,
Of the steel beam web on which the force is applied, the web portion located inside the column beam joint is a joint steel web panel,
A portion of the surrounding plate that is attached to the upper flange, lower flange, and web of the steel beam on which the force is applied and is surrounded by the upper flange, the lower flange, and the web is a vertical stiffener portion,
The beam width is the dimension in the width direction of the upper or lower flange of the steel beam on which the force is applied,
The distance between the two side surfaces of the reinforced concrete column located at both ends in the extending direction of the steel beam to which the force is applied in the column beam joint portion is a column.
When the distance between the two side surfaces of the reinforced concrete column located at both ends in the direction orthogonal to the extending direction of the steel beam to which the force is applied at the column beam joint is defined as the column width, the following formula (5 ), Formula (6), formula (7), formula (8) are satisfied,
VjL: Shear force of beam-column joint caused by long-term load
Vj1: Shear strength of the steel frame web panel
Vj2: Shear strength of concrete in the joint flange
tw: thickness of the steel frame web panel
jsc: The center of gravity of the two vertical stiffener portions at one end in the extending direction of the steel beam to which the force is applied at the beam-column joint, and the steel beam to which the force is applied at the beam-column joint Distance between the centers of gravity, which is the distance from the center of gravity of the two vertical stiffener parts at the other end in the extending direction
jb: Distance between the center of gravity of the upper and lower flanges of the steel beam
swσy: Standard strength F value of the steel frame web panel
Bb: Beam width
Fc: Design standard strength of the joint concrete
J δ: When the steel beam on which the force is applied is viewed from a horizontal direction perpendicular to the extending direction of the steel beam, the shape in which the reinforced concrete column and the steel beam on which the force is applied intersects is a cross shape The shape factor of the beam-to-column joint determined in accordance with each of the shapes, when classified into the T-shape, T-shape, and L-shape, with the following values:
When the intersecting shape is a cross shape: Jδ = 1
If the shape that intersects the front and the back is a T-shape or T-shape: Jδ = 2/3
When the front-front intersection shape is L-shaped: Jδ = 1/3
η: axial force ratio of the reinforced concrete column
N: Long-term axial force of the reinforced concrete column
Bc: Column width
Dc: Because of the pillar
tf: Required fireproof time (minutes)
Furthermore, the upper band plate constituting the side surface of the reinforced concrete column, the lower band plate, the fireproof coating on the surface of the enclosure plate was omitted, and the surface was left as it was,
Structure of the beam-column joint.
前記柱梁接合部において上下に延在する柱主筋とを含んでいる、
請求項８記載の柱梁接合部の構造。 The column beam joint is
Including column main bars extending up and down in the beam-column joint,
The structure of a beam-column joint according to claim 8.
前記柱梁接合部の中心に対向する前記上側バンドプレートの４つの側面部の内面と、２本の鉄骨梁の上フランジの上面とは、それらにわたって溶着された鋼材料からなる４つのリブプレートを介して取着され、
前記柱梁接合部の中心に対向する前記下側バンドプレートの４つの側面部の内面と、２本の鉄骨梁の下フランジの下面とは、それらにわたって溶着された鋼材料からなる４つのリブプレートを介して取着されている、
請求項８または９記載の柱梁接合部の構造。 The upper band plate and the lower band plate have four side surfaces constituting the four side surfaces of the reinforced concrete column,
The inner surfaces of the four side surfaces of the upper band plate facing the center of the column beam joint and the upper surfaces of the upper flanges of the two steel beams are four rib plates made of steel material welded over them. Is attached via
Four rib plates made of steel material welded to the inner surfaces of the four side surfaces of the lower band plate facing the center of the column beam joint and the lower surfaces of the lower flanges of the two steel beams Is being attached through the
The structure of a beam-column joint according to claim 8 or 9.
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