JP2011163047A - Joint structure of steel frame member and reinforced concrete member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は建物における構造部材どうしの接合技術に係わり、特に鉄骨部材と鉄筋コンクリート部材との接合構造に関する。 The present invention relates to a technique for joining structural members in a building, and more particularly, to a joining structure of a steel frame member and a reinforced concrete member.
建物の構造として、たとえば特許文献1に示されるように、鉄骨造(S造)と鉄筋コンクリート造(RC造)とを組み合わせた複合構造が知られている。
これは、図10に模式的に示すように、RC造の柱1と、梁鉄骨2aを主体とするS造の梁2とを組み合わせたもので、その梁2の梁端部2bのみをRC造として柱1に対してアンカー筋(図示略)を介して構造的に一体に接合するようにしたものである。
As a structure of a building, for example, as shown in
As schematically shown in FIG. 10, this is a combination of an
なお、このような構造は、柱1と一体に設けた鉄筋コンクリート部材(RC部材)としての梁端部2bに対して鉄骨部材としての梁鉄骨2aの端部を埋設した構造であるともいえるし、そのような梁端部2bは鉄骨部材が埋設されることから結果的には鉄骨鉄筋コンクリート部材(SRC部材)であるともいえる。
また、梁端部2bは現場打ちのRC造として施工される他、プレキャストコンクリートにより形成されることもある。
In addition, it can be said that such a structure is a structure in which the end of the
In addition, the
ところで、上記のようなS造とRC造との複合構造では、図11に示すように、梁2の主体である梁鉄骨2aに作用する鉛直荷重Pは、その梁鉄骨2aの端部を埋設している梁端部2bからの反力R1、R2によって支持されることになるが、このとき、梁鉄骨2aの先端側に生じる下向きの反力R2に比べて手前側に生じる上向きの反力R1の方が大きくなるから、従来のこの種の構造ではRC部材としての梁端部2bの先端側に大きな応力集中が生じることになり、それに起因して図11(b)に示すように梁端部2bの先端面にひび割れや剥落が生じることがある。
そのようなひび割れや剥落等の損傷が生じてもそれ自体は軽微であって、梁端部2bに必要とされる終局耐力には影響が及ばないので構造的には問題は生じないものの、補修が必要となるので好ましいことではない。
By the way, in the composite structure of the S structure and the RC structure as described above, as shown in FIG. 11, the vertical load P acting on the
Even if damage such as cracking or peeling occurs, it is insignificant and does not affect the ultimate strength required for the
なお、このことは上記のようなS造の梁2の場合のみならず、図12に示すようにS造の柱3の柱脚部をRC造とするような場合、つまり柱鉄骨3aの柱脚部に根巻きコンクリート3bを設ける場合にも同様に生じ、この場合は柱鉄骨3aに作用する水平荷重によって(b)に示すように根巻きコンクリート3bの上面にひび割れや剥落が生じることがある。
This is not only the case of the S-
上記事情に鑑み、本発明は、この種の複合構造において梁鉄骨や柱鉄骨等の鉄骨部材を梁端部や根巻きコンクリートのような鉄筋コンクリート部材に対して接合する場合において、それら鉄筋コンクリート部材にひび割れや剥落が生じることを防止し得る有効適切な接合構造を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention cracks the reinforced concrete members in the case of joining steel members such as beam steel and column steel to reinforced concrete members such as beam ends and root wound concrete in this type of composite structure. Another object of the present invention is to provide an effective and appropriate joint structure capable of preventing the occurrence of peeling.
請求項1記載の発明は、鉄骨部材の端部を鉄筋コンクリート部材に埋設してそれら鉄骨部材と鉄筋コンクリート部材どうしを接合するための構造であって、前記鉄骨部材を埋設する前記鉄筋コンクリート部材の埋設部のうち、該鉄筋コンクリート部材の表面からの所定寸法Lの範囲を応力集中部として該応力集中部では前記鉄骨部材を該鉄筋コンクリート部材に対して応力伝達不能に絶縁するとともに、前記埋設部のうち前記応力集中部よりも先端側の全体で前記鉄骨部材を該鉄筋コンクリート部材に対して応力伝達可能に一体化してなることを特徴とする。
The invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の鉄骨部材と鉄筋コンクリート部材との接合構造であって、前記応力集中部に前記鉄筋コンクリート部材と前記鉄骨部材とを応力伝達不能に絶縁する絶縁材を設けたことを特徴とする。
The invention according to
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明の鉄骨部材と鉄筋コンクリート部材との接合構造であって、前記応力集中部の厚さ寸法を前記鉄筋コンクリート部材の表面から先端側に向かって漸次小さくしたことを特徴とする。
The invention according to
本発明によれば、鉄骨部材を埋設する鉄筋コンクリート部材の表面近傍に応力集中部を設定してそこでは鉄骨部材と鉄筋コンクリート部材とを絶縁したことにより、鉄筋コンクリート部材の表面近傍への応力集中が緩和されてそこにひび割れや剥落が生じることを防止することができる。 According to the present invention, the stress concentration portion is set in the vicinity of the surface of the reinforced concrete member in which the steel member is embedded, and the stress concentration in the vicinity of the surface of the reinforced concrete member is reduced by insulating the steel member and the reinforced concrete member there. It is possible to prevent cracks and peeling off.
図1は本発明の一実施形態を示すものである。
本実施形態は、図10〜図11に示したようにRC造の柱1とS造の梁2とによる複合構造への適用例であって、基本的には従来の場合と同様に、梁2の梁端部2bのみをRC造としてそれに梁主体としての梁鉄骨2aの端部を埋設したもの、つまり鉄筋コンクリート部材(RC部材)としての梁端部2bに対して鉄骨部材としての梁鉄骨2aを埋設してそれらを構造的に一体に接合するようにしたものである。
なお、本実施形態においても、特許文献1に示されるように梁端部2bを柱1に対してアンカー筋を介して接合することでも良いし、RC部材としての梁端部2bをプレキャストコンクリートにより形成することでも良い。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
This embodiment is an application example to a composite structure with
Also in this embodiment, as shown in
従来においては、梁端部2bに対して梁鉄骨2aの端部全体を単に埋設してその全体を梁端部2bに対して応力伝達可能な状態で一体化していたのであるが、本実施形態では梁端部2bの表面近傍においてはそれらを敢えて一体化せずに絶縁する、つまり構造的に縁切りすることを主眼とする。
すなわち、本実施形態では、図1(a)に示すように、梁鉄骨2aが埋設される梁端部2bの埋設部のうち、梁端部2bの先端面から所定寸法Lの範囲を応力集中部として、その応力集中部では梁鉄骨2aを梁端部2bに対して応力伝達不能に絶縁するようにし、そのうえで、応力集中部よりも先端側の全体で梁鉄骨2aを梁部材2bに対して応力伝達可能に一体化するようにしている。
Conventionally, the entire end of the
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 1 (a), the stress concentration is within a range of a predetermined dimension L from the distal end surface of the
応力集中部において梁鉄骨2aと梁端部2bとを絶縁するためには、図1(b)に示すように梁鉄骨2aの上フランジの上面および下フランジの下面にそれぞれ絶縁材4を取り付ければ良く、これにより応力集中部においては絶縁材4によってそれらの一体化が妨げられて応力伝達が生じないように構造的に縁切りすることができる。
絶縁材4としてはコンクリートに比べて弾性係数が充分に小さい素材であれば特に限定されないが、たとえばゴムが好適に採用可能である。また、絶縁材4の幅Lや厚さは梁鉄骨2aが変形した際にも梁端部2bに対する絶縁状態が維持されて応力が伝達されないように適宜設定すれば良いが、たとえば幅Lは50mm程度、厚さを5mm程度で充分である。
In order to insulate the
The
このように梁端部2bの先端面近傍に応力集中部を設定してそこでは梁鉄骨2aと梁端部2bとを構造的に絶縁したことにより、梁鉄骨2aに作用する鉛直荷重によって梁端部2bに生じる反力点の位置が従来よりも梁鉄骨2aの先端側に変位し、それにより梁端部2bの先端部への応力集中が緩和され、その結果、梁端部2bの先端面にひび割れや剥落が生じることを未然に防止することができる。
勿論、上記の応力集中部を確保した以外は従来と同様に梁鉄骨2aの全体を梁端部2bに対して応力伝達可能に接合することにより、この接合部全体として必要とされる応力伝達性能は支障なく確保することができる。
As described above, the stress concentration portion is set in the vicinity of the distal end surface of the
Of course, except that the above-mentioned stress concentration portion is secured, the entire
なお、図示例のように、応力集中部の厚さ(すなわち絶縁材4の厚さ)をその幅寸法全体にわたって均等とすることでも良いが、図2に示すように梁鉄骨2aの軸方向の応力分布に応じて先端側を漸次薄くするようにしても良い。 Note that, as shown in the example of the drawing, the thickness of the stress concentration portion (that is, the thickness of the insulating material 4) may be made uniform over the entire width dimension. However, as shown in FIG. The tip side may be made thinner gradually according to the stress distribution.
また、上記実施形態では応力集中部を梁鉄骨2aの上下(上フランジの上面と下フランジの下面)にのみ設けたが、応力集中部は梁端部2bの先端面から所定寸法の範囲に設定する限りにおいてその位置や範囲は任意であって、たとえば図3に示すように上下のフランジのそれぞれの上下面に設定したり、図4に示すように上下フランジの下面にのみ設定したり、図5に示すようにウェブも含めて梁鉄骨2aの全周にわたって設定することでも良い。
Further, in the above embodiment, the stress concentration portion is provided only on the upper and lower sides of the
但し、図11に示した従来例のように、梁端部2bの先端面でのひび割れや剥落は下フランジの下部に最も生じやすいことから、少なくとも図6に示すように下フランジの下面側には絶縁材4を設けてそこでは絶縁状態を確保すべきである。
However, as in the conventional example shown in FIG. 11, cracks and peeling off at the tip surface of the
以上の実施形態はS造の梁2への適用例であるが、図7に示す実施形態は図12に示したようなS造の柱3への適用例である。この場合、鉄骨部材としての柱鉄骨3aの下端部をRC部材としての根巻きコンクリート3bに埋設するのであるが、根巻きコンクリート3bの上面からの所定寸法Lの範囲に応力集中部を設定してそこに絶縁材4を設けることによりそこでは柱鉄骨3aと根巻きコンクリート3bとを応力伝達不能に絶縁し、以て根巻きコンクリート3bの上面に過度の応力集中が生じることを防止してひび割れや剥落を防止するようにしたものである。
この場合も、絶縁材4(応力集中部)は図7(b)に示すように柱鉄骨3の左右のフランジの外面側に設ける他、図8に示すように左右のフランジの両面にそれぞれ設けることでも良く、さらには図9に示すようにウェブも含めて柱鉄骨3aの全周にわたって設けることでも良い。
The above embodiment is an application example to the S-structured
Also in this case, the insulating material 4 (stress concentration part) is provided on both outer surfaces of the left and right flanges of the
以上で本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態のようにS造の梁2をRC造の柱1に接合する場合や、S造の柱3に根巻きコンクリート3aを設ける場合に適用するのみならず、鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材とを接合する場合全般に広く適用できることはいうまでもない。
また、上記実施形態では応力集中部に絶縁材4を介在させることで鉄骨部材と鉄筋コンクリート部材とを絶縁するようにしたが、本発明では応力集中部での応力伝達を断つように構造的に縁切りすれば良いのであって、その限りにおいては必ずしも絶縁材4を設けることはなく、たとえば応力集中部に絶縁材4の厚みに相当するような隙間を単に確保しておくことでも同様の絶縁効果が得られる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention provides the case where the S-shaped
Further, in the above embodiment, the steel member and the reinforced concrete member are insulated by interposing the insulating
1 柱
2 梁
2a 梁鉄骨(鉄骨部材)
2b 梁端部(鉄筋コンクリート部材)
3 柱
3a 柱鉄骨(鉄骨部材)
3b 根巻きコンクリート(鉄筋コンクリート部材)
4 絶縁材(応力集中部)
1
2b Beam end (reinforced concrete member)
3
3b Neck winding concrete (steel reinforced concrete member)
4 Insulation material (stress concentration part)
Claims (3)
前記鉄骨部材を埋設する前記鉄筋コンクリート部材の埋設部のうち、該鉄筋コンクリート部材の表面からの所定寸法の範囲を応力集中部として該応力集中部では前記鉄骨部材を該鉄筋コンクリート部材に対して応力伝達不能に絶縁するとともに、前記埋設部のうち前記応力集中部よりも先端側の全体で前記鉄骨部材を該鉄筋コンクリート部材に対して応力伝達可能に一体化してなることを特徴とする鉄骨部材と鉄筋コンクリート部材との接合構造。 It is a structure for embedding the ends of steel members in reinforced concrete members and joining these steel members and reinforced concrete members,
Of the embedded portion of the reinforced concrete member in which the steel member is embedded, a range of a predetermined dimension from the surface of the reinforced concrete member is defined as a stress concentrated portion, and the stress concentrated portion cannot transmit stress to the reinforced concrete member. The steel member and the reinforced concrete member, wherein the steel member and the reinforced concrete member are integrated so as to be able to transmit stress to the reinforced concrete member throughout the embedded portion and on the tip side of the stress concentration portion. Junction structure.
前記応力集中部に前記鉄筋コンクリート部材と前記鉄骨部材とを応力伝達不能に絶縁する絶縁材を設けたことを特徴とする鉄骨部材と鉄筋コンクリート部材との接合構造。 A joint structure between the steel frame member and the reinforced concrete member according to claim 1,
A joining structure of a steel member and a reinforced concrete member, wherein an insulating material that insulates the reinforced concrete member and the steel member from each other so as not to transmit stress is provided in the stress concentration portion.
前記応力集中部の厚さ寸法を前記鉄筋コンクリート部材の表面から先端側に向かって漸次小さくしたことを特徴とする鉄骨部材と鉄筋コンクリート部材との接合構造。 A joint structure between the steel member and the reinforced concrete member according to claim 1 or 2,
A joining structure between a steel member and a reinforced concrete member, wherein the thickness of the stress concentration portion is gradually reduced from the surface of the reinforced concrete member toward the tip side.
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JP2015001123A (en) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | 清水建設株式会社 | Structure for joining steel beam and concrete column |
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