JP2011169063A - 柱梁接合構造および柱梁接合箇所の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄骨造のブレースと鉄筋コンクリート造の柱とを確実に接続できるとともに、ブレースに生じる応力を各部材に直接伝達することが可能な柱梁接合構造および柱梁接合箇所の施工方法を提供することを目的とする。
【解決手段】鉄筋コンクリート造の下階柱１ａと上階柱１ｂとの間に、鉄骨造の複数の梁２…が外周面から所定長さ突出するようにして形成された柱梁接合部３を設け、この柱梁接合部３の上面に固定された埋設部材４の側面と梁２の上面とにガセットプレート５を接合固定し、これら埋設部材４とガセットプレート５の埋設部材４側端部とを、上階柱１ｂを構成するコンクリートの内部に埋設し、ガセットプレート５に、鉄骨造のブレース６を、その部材心Ａの延長線が、柱１の部材心Ｂと梁２の部材心Ｃとの交点Ｄに対して交差するようにして取り付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄筋コンクリート造の鉛直な柱と、鉄骨造の水平な梁とが互いに接合されてなる柱梁接合構造と、これら柱と梁との接合箇所の施工方法に関する。

剛性の高い鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）の柱と、変形性能に優れる鉄骨造（Ｓ造）の梁のように、構造形式が異なる柱と梁とを互いに組み合わせることによって、優れた耐震性能を実現することが可能な技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、このような柱と梁との混合構造に対して、鉄骨造（Ｓ造）のブレースを取り付けることによって、耐震性能の向上を図る技術も知られている。この場合、鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造のブレースとを接合するのは困難であるため、ブレースは、同じ鉄骨造の梁に接合される。

特開平０５−２２２７７２号公報

ところで、ブレースを、同じ鉄骨造の梁に接合した場合、ブレースに生じる応力の伝達は梁を介して他の部材に伝達されることになる。
この時、ブレースの部材心は、柱の部材心と梁の部材心との交差部に対して偏心した状態となっている。しかも、ブレースに生じる応力は非常に大きいものであるため、梁には、付加せん断力や付加曲げモーメント等の付加応力が発生し、大きな負担がかかることになる。そこで、柱の部材心と梁の部材心とが交差する部分に対して、ブレースの部材心の延長線を交差させながら、該ブレースを、柱と梁との接合部に取り付けることによって、梁に発生する付加応力を小さくしたいという要望がある。
また、このようにブレースの部材心の延長線を、柱の部材心と梁の部材心との交差部に交差させるようにして、該ブレースを、柱と梁との接合部に取り付ける場合、鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造のブレースとの接続が不可欠となる。
しかしながら、上述のように鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造のブレースとを接合するのは困難である。そこで、これら諸問題を解決し得る技術の開発が望まれていた。

本発明の課題は、鉄骨造のブレースと鉄筋コンクリート造の柱とを確実に接続できるとともに、ブレースに生じる応力を各部材に直接伝達することが可能な柱梁接合構造および柱梁接合箇所の施工方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図５に示すように、鉄筋コンクリート造の鉛直な柱と、鉄骨造の水平な梁とが互いに接合されてなる柱梁接合構造において、
前記柱は、下階側に位置する下階柱と上階側に位置する上階柱とからなり、
これら下階柱と上階柱との間には、これら下階柱と上階柱とを一体的に結合するとともに、複数の前記梁が、外周面から所定長さ突出するようにして形成された柱梁接合部が設けられており、
この柱梁接合部の上面には、コンクリートに対しての付着性能を有する埋設部材が固定されており、この埋設部材の側面と前記梁の上面とにはガセットプレートが接合固定されており、これら埋設部材とガセットプレートの埋設部材側端部とが、前記上階柱を構成するコンクリートの内部に埋設されており、
前記ガセットプレートには、鉄骨造のブレースが、その部材心の延長線を、前記柱の部材心と梁の部材心との交点に対して交差させるようにして取り付けられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の柱梁接合構造において、例えば図１，図４および図５に示すように、前記埋設部材は鉄骨造の柱であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の柱梁接合構造において、例えば図１および図４に示すように、前記埋設部材の側面には、この埋設部材と前記上階柱を構成するコンクリートとの付着力を強化するための付着力強化手段が設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、例えば図１〜図５に示すように、下階側に位置する下階柱と上階側に位置する上階柱とからなる鉄筋コンクリート造の鉛直な柱と、鉄骨造の水平な梁とが互いに接合される箇所の施工方法において、
前記下階柱の上端部に、柱の外周面よりも側方に向かって所定長さ突出する前記梁を複数支持させ、
前記柱の周方向に沿って隣り合う複数の梁のウェブ間にわたって、ふさぎ板を配置接合するとともに、このふさぎ板の内部にコンクリートを打設することによって柱梁接合部を形成し、
この柱梁接合部の上面に、コンクリートに対する付着性能を有する埋設部材を固定するとともに、この埋設部材の側面と前記梁の上面とにガセットプレートを接合固定し、
前記上階柱を、この上階柱を構成するコンクリートの内部に前記埋設部材と、前記ガセットプレートの埋設部材側端部とを埋設するようにして形成し、
その後、前記ガセットプレートに対して鉄骨造のブレースを、その部材心の延長線が、前記柱の部材心と梁の部材心との交点に対して交差するようにして取り付けることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の柱梁接合箇所の施工方法において、例えば図１および図４に示すように、前記複数の梁を含む柱梁接合部と、前記埋設部材と、前記ガセットプレートとを予め一体化しておくことを特徴とする。

本発明によれば、柱梁接合部の上面に、コンクリートに対する付着性能を有する埋設部材を固定するとともに、この埋設部材の側面と梁の上面とにガセットプレートを接合固定するので、このガセットプレートを介して、このガセットプレートに取り付けられる鉄骨造のブレースと埋設部材とを確実に接続できる。そして、これら埋設部材とガセットプレートの埋設部材側端部とを、上階柱を構成するコンクリートの内部に埋設するので、鉄骨造のブレースと鉄筋コンクリート造の柱とを確実に接続することが可能となる。
また、鉄骨造のブレースをガセットプレートに取り付ける際は、このブレースの部材心の延長線を、柱の部材心と梁の部材心との交点に対して交差させるので、このブレースに生じる応力を、柱と梁とに直接伝達させることができる。これによって、従来とは異なり、付加せん断力や付加曲げモーメント等の付加応力が梁に発生するのを確実に防ぐことができる。

本発明の柱梁接合構造および柱梁接合箇所を示す概略図である。 柱梁接合部を示す斜視図である。 柱梁接合部を示す平面図である。 柱梁接合部と埋設部材とガセットプレートとが一体化された状態を示す斜視図である。 本発明の柱梁接合構造および柱梁接合箇所の施工方法を採用して建築された建築物を示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る柱梁接合構造の一例を示す概略図である。
図１において符号１は、柱を示す。この柱１は、鉄筋コンクリート造とされており、図示しない基礎上に鉛直に配置されている。また、この柱１の内部には上下方向に配筋された複数の主筋１ｃ…と、水平方向に配筋された複数のフープ筋（図示せず）とが埋設されている。
また、この柱１は、下階側に位置する下階柱１ａと上階側に位置する上階柱１ｂとからなる。これら下階柱１ａと上階柱１ｂとは、後述する柱梁接合部３を上下に貫通する主筋１ｃと、柱梁接合部３に打設されるコンクリートとによって一体的に結合されている。

また、図１において符号２は、梁を示す。この梁２は、鉄骨造とされており、前記柱１と交差するとともに水平に配置されている。本実施の形態の梁２はウェブ２ａとフランジ２ｂとからなるＨ形鋼が用いられている。
なお、この梁２の長さは、適宜変更可能である。例えば、間隔をあけて隣り合う柱間に架け渡される長さでもよいし、輸送等を考慮して短めに設定され、延長用の梁８を連結して用いるような長さとしてもよいものとする。

また、前記下階柱１ａと上階柱１ｂとの間には、これら下階柱１ａと上階柱１ｂとを一体的に結合するとともに、複数の前記梁２…が、外周面から所定長さ突出するようにして形成された柱梁接合部３が設けられている。
この柱梁接合部３に含まれる複数の梁２…は、図２および図３に示すように、柱梁接合部３の中央を貫通するようにして配置される一本の梁２と、この一本の梁２に対して交差するようにして配置される二本の梁２，２とを指している。すなわち、これら複数の梁２，２，２は前記柱１の周方向に沿って隣り合うようにして配置されている。
そして、これら複数の梁２，２，２のウェブ２ａ，２ａ間にわたって、ふさぎ板３ａを配置接合するとともに、このふさぎ板３ａの内部にコンクリートを打設することによって柱梁接合部３が形成されている。

このふさぎ板３ａは、平面視において略Ｌ字型に形成されるとともに柱梁接合部３の周囲を囲む補強鋼板であり、両端部が前記梁２のウェブ２ａに対して溶接されて固定されている。また、このふさぎ板３ａの上縁および下縁は、前記ウェブ２ａとフランジ２ｂとからなる梁２の形状に合わせて適宜切り欠かれている。
また、このふさぎ板３ａによって囲まれた柱梁接合部３の外周面は、前記下階柱１ａおよび上階柱１ｂの外周面と面一となるように設定されている。

なお、本実施の形態においては、前記複数の梁２…は、合計三本の梁２，２，２を使用するものとしたが、これに限るものではなく、適宜変更可能である。例えば四本の梁２を柱梁接合部の中央部分で接合してもよい。
また、本実施の形態の柱梁接合部３は、この柱梁接合部３から突出する梁２の本数が四本となるように構成されているが、これに限るものではなく、適宜変更可能である。これに合わせて前記ふさぎ板３ａの形状も適宜変更してもよいものとする。

前記柱梁接合部３の上面には、図１および図４に示すように、コンクリートに対しての付着性能を有する埋設部材４が固定されている。
なお、この埋設部材４は鉄骨造の柱である。より具体的には形鋼であり、本実施の形態においては、ウェブ４ａとフランジ４ｂとからなるＨ形鋼が用いられている。このようなＨ形鋼であれば、鉄骨造の柱として例えば丸型鋼管や角型鋼管等の鉄骨を用いる場合よりも高いコンクリート付着性能を発揮することができる。
また、この埋設部材４の固定方法は、本実施の形態では溶接による固定が採用されているが、これに限られるものではなく、例えば埋設部材４の下端部に接合されるとともに前記柱梁接合部３の上面（すなわち、梁２のフランジ２ｂ）に接合され、これら埋設部材４と柱梁接合部３とを強固に連結する連結部材（図示せず）等を用いて固定するようにしてもよい。

また、このような埋設部材４の側面には、この埋設部材４と前記上階柱１ｂを構成するコンクリートとの付着力を強化するための付着力強化手段を設けるようにしてもよい。
本実施の形態においては、この付着力強化手段として、図１および図４に示すように複数のジベル４ｃ…が用いられている。すなわち、前記埋設部材４の側面から突出する複数の鋼棒であり、本体軸部と頭部とからなるボルト状に形成されている。
そして、このように付着力強化手段が設けられることによって、前記埋設部材４のコンクリートとの付着力を強化することができるので、前記埋設部材４と上階柱１ｂとを確実かつ強固に一体化することができる。
さらに、この埋設部材４の上端部には矩形状の天板４ｄが固定されており、これによって、埋設部材４と前記上階柱１ｂを構成するコンクリートとの付着力をさらに強化できるようになっている。

また、この埋設部材４の側面と前記梁２の上面とには、図１および図４に示すように、ガセットプレート５が接合固定されている。このガセットプレート５は、後述する鉄骨造のブレース６が取り付けられるものであり、地震時に構造部材の変形に追従できる程度の強度を有するような大きさに形成されている。
また、このガセットプレート５と、前記埋設部材４の側面および前記梁２の上面とは溶接接合されている。なお、本実施の形態においては、前記ガセットプレート５は溶接接合するものとしたが、これに限られるものではなく、ボルト等によって連結してもよい。
また、このガセットプレート５は、図４および図５に示すように、前記埋設部材４を中心とし、この埋設部材４の両側に同一直線上に２枚配置されている。なお、本実施の形態においては、前記ガセットプレート５を、前記埋設部材４の両側に配置するものとしたが、これに限られるものではなく、前記埋設部材４の片側のみに配置してもよい。

なお、ガセットプレート５の埋設部材４側端部には、上下方向に複数の貫通孔５ｂ…が形成されている。これら複数の貫通孔５ｂ…には、前記柱１の内部に配筋された主筋１ｃに対し、柱１の周方向に沿って接合される前記フープ筋を挿通できるようになっている。つまり、前記埋設部材４を前記柱梁接合部３の上面に固定した場合であっても、前記上階柱１ｂの下端部に対して柱１の他の部位と同じく確実に鉄筋を配筋できる。

また、前記埋設部材４とガセットプレート５の埋設部材４側端部とは、図１に示すように、前記上階柱１ｂを構成するコンクリートの内部に埋設されている。
このとき、前記複数の貫通孔５ｂ…および、これら複数の貫通孔５ｂ…に挿通されるフープ筋も、前記上階柱１ｂを構成するコンクリートの内部に埋設されることになる。

そして、前記ガセットプレート５には、鉄骨造のブレース６が、その部材心Ａの延長線を、前記柱の部材心Ｂと梁の部材心Ｃとの交点Ｄに対して交差させるようにして取り付けられている。これにより、このブレース６に生じる引っ張りや圧縮等の応力を、柱１の軸方向および梁２の軸方向に沿うようにして直接伝達できることとなる。
なお、図１において、これらブレース６、柱１、梁２の各部材の部材心Ａ，Ｂ，Ｃを表す一点差線は、これら各部材の部材心Ａ，Ｂ，Ｃの位置・方向等を的確に表現するためのものである。

また、図１に示すように、前記ガセットプレート５は、このガセットプレート５に対して前記ブレース６が取り付けられる部分の縁部が、前記ブレース６の部材心Ａの方向に対して直交する方向になるように形成されている。また、このガセットプレート５のブレース６側縁部の長さは、前記ブレース６のガセットプレート５側端部の幅寸法と略等しくなるように形成されている。

なお、前記ブレース６は、前記ガセットプレート５に対して、これらブレース６のガセットプレート５側端部とガセットプレート５とに架け渡されるスプライスプレート６ａを介して取り付けられている。このスプライスプレート６ａと、このスプライスプレート６ａが当接する前記ガセットプレート５およびブレース６の各部位とには、図示しない連結ボルトを設けるためのボルト孔が形成されており、前記スプライスプレート６ａは、前記ガセットプレート５およびブレース６に対してボルト連結されている。
また、このブレース６は、柱１と梁２とで形成される矩形状の架構の対角線に沿って設けられる場合と、架構の中央付近にガセットプレートを取り付け、このガセットプレートと柱梁接合部３とに架け渡すようにして設ける場合とのうち、いずれを採用してもよいものとする。

なお、長尺物を輸送車両に載せて輸送する際には長さ制限がある。前記柱梁接合部３の外周面から側方に向かって突出する梁２の突出長さについては適宜変更可能であるが、この制限の範囲で設定されていることは言うまでもない。
また、図５に示すように、前記複数の梁２…のうち、少なくとも一本の梁２の長さが、前記長さ制限の範囲内で、他の梁２よりも長くなるように設定しておけば、輸送上、都合がよいだけでなく、現場での施工効率も向上させることができるので好ましい。長さの短い他の梁２，２間には延長用の梁８が架設される。また、これら梁２と梁８との連結にはスプライスプレートを用いたボルト連結がなされる。

次に、前記柱１と梁２とが互いに接合される箇所の施工方法について説明する。
まず、基礎上に立設された下階柱１ａの上端部に、柱１の外周面よりも側方に向かって所定長さ突出する前記梁２を複数支持させる。
続いて、図２および図３に示すように、前記柱１の周方向に沿って隣り合う複数の梁２…のウェブ２ａ間にわたって、ふさぎ板３ａを配置接合するとともに、このふさぎ板３ａの内部にコンクリートを打設することによって柱梁接合部３を形成する。
続いて、この柱梁接合部３の上面に、前記埋設部材４を固定するとともに、この埋設部材４の側面と前記梁２の上面とにガセットプレート５を接合固定する。

ここで、図４に示すように、前記複数の梁２…を含む柱梁接合部３と、前記埋設部材４と、前記ガセットプレート５とを予め一体化しておくようにしてもよい。すなわち、一体構造部材７として予め工場等で作製しておく。これにより、現場での施工効率を格段に向上させることができる。
また、前記ふさぎ板３ａの内側に打設されるコンクリートも予め工場等で打設しておいてもよい。その際は、このコンクリートの前記主筋１ｃが通過する部分に貫通孔を形成しておけばよい。
さらに、このように前記ふさぎ板３ａの内側に、予めコンクリートも打設しておく場合は、図１に示すように、前記下階柱１ａの上端部に、この下階柱１ａを構成するコンクリートと、前記一体構造部材７のコンクリートとを一体化するためのコンクリートを打設するコンクリート打設層１ｄを構成しておくことが好ましい。

続いて、前記梁２に対して、延長用の梁８を連結したり、離間して隣り合う下階柱１ａ，１ａ間に梁２，８を適宜架け渡したりした後、これら梁２，８上に床９を構築する。
このように床９を構築した後、前記上階柱１ｂを、この上階柱１ｂを構成するコンクリートの内部に前記埋設部材４と、前記ガセットプレート５の埋設部材４側端部とを埋設するようにして形成する。
なお、前記ガセットプレート５の梁２側端部は、前記床９の上面よりも下方に位置することになる。
その後、前記ガセットプレート５に対して鉄骨造のブレース６を、その部材心Ａの延長線が、前記柱１の部材心Ｂと梁２の部材心Ｃとの交点Ｄに対して交差するようにして取り付ける。
以上のようにして前記柱１と梁２とが互いに接合される箇所を施工することができる。

本実施の形態によれば、前記柱梁接合部３の上面に、コンクリートに対する付着性能を有する埋設部材４を固定するとともに、この埋設部材４の側面と前記梁２の上面とにガセットプレート５を接合固定するので、このガセットプレート５を介して、このガセットプレート５に取り付けられる鉄骨造のブレース６と前記埋設部材４とを確実に接続できる。そして、これら埋設部材４とガセットプレート５の埋設部材４側端部とを、前記上階柱１ｂを構成するコンクリートの内部に埋設するので、鉄骨造のブレース６と鉄筋コンクリート造の柱１とを確実に接続することが可能となる。
また、前記鉄骨造のブレース６をガセットプレート５に取り付ける際は、このブレース６の部材心Ａの延長線を、前記柱１の部材心Ｂと梁２の部材心Ｃとの交点Ｄに対して交差させるので、このブレース６に生じる応力を、前記柱１と梁２とに直接伝達させることができる。これによって、従来とは異なり、付加せん断力や付加曲げモーメント等の付加応力が梁２に発生するのを確実に防ぐことができる。

１ 柱
１ａ 下階柱
１ｂ 上階柱
２ 梁
３ 柱梁接合部
４ 埋設部材
５ ガセットプレート
６ ブレース
Ａ ブレースの部材心
Ｂ 柱の部材心
Ｃ 梁の部材心
Ｄ 柱の部材心と梁の部材心との交点

Claims (5)

1. 鉄筋コンクリート造の鉛直な柱と、鉄骨造の水平な梁とが互いに接合されてなる柱梁接合構造において、
   前記柱は、下階側に位置する下階柱と上階側に位置する上階柱とからなり、
   これら下階柱と上階柱との間には、これら下階柱と上階柱とを一体的に結合するとともに、複数の前記梁が、外周面から所定長さ突出するようにして形成された柱梁接合部が設けられており、
   この柱梁接合部の上面には、コンクリートに対しての付着性能を有する埋設部材が固定されており、この埋設部材の側面と前記梁の上面とにはガセットプレートが接合固定されており、これら埋設部材とガセットプレートの埋設部材側端部とが、前記上階柱を構成するコンクリートの内部に埋設されており、
   前記ガセットプレートには、鉄骨造のブレースが、その部材心の延長線を、前記柱の部材心と梁の部材心との交点に対して交差させるようにして取り付けられていることを特徴とする柱梁接合構造。
2. 前記埋設部材は鉄骨造の柱であることを特徴とする請求項１に記載の柱梁接合構造。
3. 前記埋設部材の側面には、この埋設部材と前記上階柱を構成するコンクリートとの付着力を強化するための付着力強化手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の柱梁接合構造。
4. 下階側に位置する下階柱と上階側に位置する上階柱とからなる鉄筋コンクリート造の鉛直な柱と、鉄骨造の水平な梁とが互いに接合される箇所の施工方法において、
   前記下階柱の上端部に、柱の外周面よりも側方に向かって所定長さ突出する前記梁を複数支持させ、
   前記柱の周方向に沿って隣り合う複数の梁のウェブ間にわたって、ふさぎ板を配置接合するとともに、このふさぎ板の内部にコンクリートを打設することによって柱梁接合部を形成し、
   この柱梁接合部の上面に、コンクリートに対する付着性能を有する埋設部材を固定するとともに、この埋設部材の側面と前記梁の上面とにガセットプレートを接合固定し、
   前記上階柱を、この上階柱を構成するコンクリートの内部に前記埋設部材と、前記ガセットプレートの埋設部材側端部とを埋設するようにして形成し、
   その後、前記ガセットプレートに対して鉄骨造のブレースを、その部材心の延長線が、前記柱の部材心と梁の部材心との交点に対して交差するようにして取り付けることを特徴とする柱梁接合箇所の施工方法。
5. 前記複数の梁を含む柱梁接合部と、前記埋設部材と、前記ガセットプレートとを予め一体化しておくことを特徴とする請求項４に記載の柱梁接合箇所の施工方法。

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