JP2015004168A - 鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法と、その接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造に関し、従来の接合方法においては、大梁の断面性能が確保しにくいことが課題であって、それを解決することである。
【解決手段】梁中央側の鉄骨部材１と梁端部側の鉄筋コンクリート部材２との接合部において、前記接合部が境界プレート４を介して一体化されており、前記鉄筋コンクリート部材における主筋が、１段筋と２段筋とに分けられており、前記鉄筋コンクリート部材における１段筋２ａが、少なくともその接合側の端部を前記境界プレート４の貫通孔に貫通させ定着部材５で前記境界プレート４に定着されている、鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に鉄筋コンクリート（ＲＣ）造の建物で長・大スパンの梁における、鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法とその接合構造に関するものである。

従来、長スパン梁などにおける鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法は、鉄骨部材をコンクリート部材に埋め込む形式（特許文献１参照）と、境界プレートを介して接合する形式（特許文献２参照）とがある。後者の境界プレートを介する形式は、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、コンクリート部材に負担を掛けない接合方式である。

特開２０１２−８２６００号公報 特開２００９−２１５７４８号公報

しかし、上記鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との境界プレートを介する接合方法では、端部ＲＣ部材が大きくなって大梁の断面性能が確保しにくいという課題がある。すなわち、図３（Ｂ）に示すように、中央部鉄骨梁１１のフランジ１１ａ，１１ｂと主筋（１段筋）１２との位置を合わせるために、端部ＲＣ梁１３上端からの距離（ｄｔ）が拡がってしまい、断面効率が悪くなる。

また、中央部鉄骨梁１１のフランジ１１ａ，１１ｂの強度と同性能を確保するため、主筋群１４として多数の主筋１２を並べることになり、結果的に端部ＲＣ幅１５寸法が大きくなると言う課題がある。本発明に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法とその接合構造は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造の上記課題を解決して目的
を達成するための要旨は、 梁中央側の鉄骨部材と梁端部側の鉄筋コンクリート部材との接合部において、前記接合部が境界プレートを介して一体化されており、前記鉄筋コンクリート部材における主筋が、１段筋と２段筋とに分けられており、前記鉄筋コンクリート部材における１段筋が、少なくともその接合側の端部を前記境界プレートの貫通孔に貫通させ定着部材で前記境界プレートに定着されていることである。

前記鉄筋コンクリート部材における２段筋の接合側の端部が、境界プレートに溶接して固着されていることである。

前記２段筋の配筋位置は鉄骨部材のフランジ部の位置に合わせて溶接され、１段筋の配筋位置は前記鉄骨部材のフランジ部の位置より外側に配置されていることである。

前記鉄筋コンクリート部材における１段筋と２段筋とは、梁端部から境界プレートの途中で機械式継手にてその長さを調節されて接続されていることである。
前記境界プレートの梁端部側の端面に、当該境界プレートの厚さを薄くする補剛リブが配設されていることを含むものである。

本発明に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法の上記課題を解決して目的
を達成するための要旨は、梁中央側の鉄骨部材と梁端部側の鉄筋コンクリート部材との接合部方法において、前記鉄筋コンクリート部材における主筋を、１段筋と２段筋とに分け、前記１段筋の接合側の端部を、前記鉄骨部材の建方の後に、前記鉄筋コンクリート部材の梁配筋の時に、少なくとも前記境界プレートの貫通孔に貫通させ定着部材で前記境界プレートに定着させ、中央部鉄骨梁よりも外側に配置可能にしたことである。

前記鉄筋コンクリート部材における２段筋の接合側の端部を、梁中央側の鉄骨部材の端部に固着された境界プレートに、工場若しくは現場サイトにて予め溶接して固着し、前記鉄骨部材の建方とともに所定の位置に搬入されて配筋されることである。

本発明の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法とその構造によれば、中央部鉄骨梁を端部ＲＣ梁に埋め込む形式に対しては、端部ＲＣ梁の損傷（ひび割れ）が分散されて、損傷の起こりづらい端部ＲＣ中央部鉄骨梁の複合構造梁を形成することができる。梁部材角と梁せん断力の荷重曲線が、従来よりも安定した変形ループとなる。

また、従来の境界プレートを介して中央部鉄骨梁と端部ＲＣ梁を接合させる形式に対しては、２段筋を梁のフランジレベルの位置に溶接させることで、境界プレートを過大に厚くしなくても（例えば、１５ｍのロングスパンの場合、２段筋も含めて貫通させてナット定着させた場合の境界プレート厚がｔ＝９０ｍｍ→溶接にすることで厚さがｔ＝７５ｍｍにできる）１〜２割程度のプレート厚の低減が図られる。しかも端部ＲＣ梁の梁幅が縮小されて、コンクリートの打設量が低減されて梁重量が軽量化されるとともに、効率の良い断面性能を発揮させることができる。

鉄筋コンクリート部材の鉄筋を、１段筋と２段筋とに分けて、前記１段筋を境界プレートに貫通させて定着し、前記２段筋を境界プレートに溶接することで、負担応力が分担されて、全鉄筋を溶接する方式に比べて、溶接量を半減できる。また、２段筋の溶接作業を、工場若しくは現場サイトで予め行うことで、現場溶接作業を無くし、安全性を確保して工期短縮できるものである。

更に、プレストレス大梁によるロングスパン化に比べて、１割程度のコスト低減および緊張工事が無いので、ＲＣ４階建ての建物で半月ほどの工期の短縮が可能となる。特に建物の中央スパンにロングスパン梁が計画される場合、コスト低減が著しい接合構造となるなど、数々の優れた効果を奏するものである。

本発明に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法による構造を示す縦断面図（Ａ）、横断面図（Ｂ）、境界プレートのせん断伝達部材９を示す一部拡大斜視図（Ｃ）である。 同本発明の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法における、境界プレートと２段筋との溶接する工程を示す斜視図（Ａ）、その一部拡大斜視図（Ｂ）である。 従来例に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法を示す縦断面図（Ａ）、横断面図（Ｂ）である。

本発明に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、鉄筋コンクリート部材における少なくとも１段筋の端部を境界プレートに貫通させて定着させる接合構造である。

図１に示すように、梁中央側の鉄骨部材１と梁端部側の鉄筋コンクリート部材２との接合部３において、前記接合部３が境界プレート４を介して一体化されており、前記鉄筋コンクリート部材２における１段筋２ａの接合側の端部２ｂを前記境界プレート４の貫通孔４ａに貫通させ、ナットや板ナットなどの定着部材５で前記境界プレート４に定着させる。

更に、前記鉄筋コンクリート部材２における２段筋２ｃの接合側の端部２ｄを前記境界プレート４に溶接して固着する。この溶接には、例えば、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、Ｕ字形の銅当て金で囲って炭酸ガスアーク溶接を用いた半自動のエンクローズ溶接により行うものである。これにより、２段筋溶接を行わなかった場合の境界プレートの厚さよりも、１割から２割程度、厚さを薄くすることができる。

前記２段筋２ｃの配筋位置は、鉄骨部材１のフランジ部１ａのレベルの位置に溶接され、１段筋２ａの配筋位置は、前記鉄骨部材１のフランジ部１ａの位置より外側に配置されている。これにより、図１（Ｂ）に示すように、鉄筋コンクリート部材２における、被り厚（ｄｔ）の厚さを無駄に厚くすること無く、効率よく断面性能が発揮される。

前記鉄筋コンクリート部材２における１段筋２ａと２段筋２ｃとは、梁端部２ｇから境界プレート４までの途中で、接続手段として、例えば機械式継手７にてその長さを調節されて接続されている。これにより、例えば、１５ｍの梁でも、中央部梁の搬入長さを１２ｍ以下にすることができるのである。これは、梁の輸送・搬入に好都合となる。

上記このような接合構造を形成する接合方法について説明する。まず、手順１として、柱の配筋を行う。手順２として、その柱間に、鉄骨部材１をクレーンなどで搬入し、支保工で支持する。この鉄骨部材１の境界プレート４には、鉄筋コンクリート部材２における２段筋の接続側の端部２ｄが予め溶接して固着されている。

手順３として、梁端部側の鉄筋コンクリート部材２に必要な梁配筋を行い、１段筋２ａの配筋を行って、その接続側の端部を境界プレート４に貫通させてナット等の定着部材５で定着させ、２段筋２ｃを配筋して、前記２段筋の接続側の端部２ｄと機械式継手７を介して接続する。また、あばら筋や補強筋等を配筋する。手順４として、梁端部のＲＣ梁部分に型枠を組んで支保工で支持し、その後、コンクリートを型枠内に打設する。

なお、２段筋２ｃに関して、機械式継手７は予め接続側の端部２ｄに装着しておいても良い。２段筋２ｃが配筋されたときに、前記機械式継手７を回転させて端部２ｄ側から引き出して、接続するものである。このほか、定着部材５に関しても、ナット等に限定するものでは無く、他の公知の定着部材でも良い。

図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、補剛リブ８を施すことにより、更に境界プレート４の厚さを薄くすることができる。また、図１（Ｃ）に示すように、前記境界プレート４には、せん断力を鉄筋コンクリート部材２に伝達させるため、スタッド９ａやシアキー９ｂを併用するせん断伝達部材９を取り付けている。

本発明に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法とその構造は、長スパン、大スパンで、比較的軽量の負荷荷重の梁に適用されるものであり、梁の軽量化にも貢献するものである。

１ 鉄骨部材、 １ａ フランジ、
２ 鉄筋コンクリート部材、 ２ａ １段筋、
２ｂ 端部、 ２ｃ ２段筋、
２ｄ 端部、 ２ｅ 一端部、
２ｆ 一端部、
３ 接合部、
４ 境界プレート、 ４ａ 貫通孔、
５ 定着部材、
６ 柱、
７ 機械式継手、
８ 補剛リブ、
９ せん断伝達部材、 ９ａ スタッド、
９ｂ シアキー、
１０ スラブ、
１１ 中央部鉄骨梁、 １１ａ フランジ、
１１ｂ フランジ、 １１ｃ 境界プレート、
１２ 主筋（１段筋）、 １２ａ ２段筋、
１３ 端部ＲＣ梁、
１４ 主筋群、
１５ 端部ＲＣ幅。

Claims (7)

1. 梁中央側の鉄骨部材と梁端部側の鉄筋コンクリート部材との接合部において、
   前記接合部が境界プレートを介して一体化されており、
   前記鉄筋コンクリート部材における主筋が、１段筋と２段筋とに分けられており、
   前記鉄筋コンクリート部材における１段筋が、少なくともその接合側の端部を前記境界プレートの貫通孔に貫通させ定着部材で前記境界プレートに定着されていること、
   を特徴とする鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造。
2. 鉄筋コンクリート部材における２段筋の接合側の端部が、境界プレートに溶接して固着されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造。
3. ２段筋の配筋位置は鉄骨部材のフランジ部の位置に合わせて溶接され、１段筋の配筋位置は前記鉄骨部材のフランジ部の位置より外側に配置されていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造。
4. 鉄筋コンクリート部材における１段筋と２段筋とは、梁端部から境界プレートの途中で接続手段にてその長さを調節されて接続されていること、
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造。
5. 境界プレートの梁端部側の端面に、当該境界プレートの厚さを薄くする補剛リブが配設されていること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造。
6. 梁中央側の鉄骨部材と梁端部側の鉄筋コンクリート部材との接合部方法において、
   前記鉄筋コンクリート部材における主筋を、１段筋と２段筋とに分け、
   前記１段筋の接合側の端部を、前記鉄骨部材の建方の後に、前記鉄筋コンクリート部材の梁配筋の時に、少なくとも前記境界プレートの貫通孔に貫通させ定着部材で前記境界プレートに定着させ、中央部鉄骨梁よりも外側に配置可能にしたこと、
   を特徴とする鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法。
7. 鉄筋コンクリート部材における２段筋の接合側の端部を、梁中央側の鉄骨部材の端部に固着された境界プレートに、工場若しくは現場サイトにて予め溶接して固着し、前記鉄骨部材の建方とともに所定の位置に搬入されて配筋されること、
   を特徴とする請求項６に記載の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法。

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