JP2015059408A - コンクリート柱と鉄骨梁との接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼材量や溶接加工手間を低減でき、コンクリートの充填性が良好で、コンクリート柱の柱主筋の位置の制約の少ないコンクリート柱と鉄骨梁との接合構造を提供する。
【解決手段】コンクリート柱１０を貫通する連結プレート２４の両端部をそれぞれ２つの鉄骨梁１１ａ、１１ｂのウェブ端部に連結する。また、コンクリート柱１０を貫通する上下の鋼棒材１５，１６の両端を２つの鉄骨梁１１ａ、１１ｂの上下に取り付けられてコンクリート柱１０に当接する固定部材１３，１４にそれぞれ固定する。このようにして、コンクリート柱１０を挟んで端部が対向している２つの鉄骨梁１１ａ、１１ｂをコンクリート柱１０に接合させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、柱を鉄筋コンクリート等のコンクリート造とし、梁を鉄骨造とする混合構造における、コンクリート柱と鉄骨梁との接合構造に関する。

大型物流倉庫のように、１０〜１２ｍ程度のロングスパンの梁を有し、１５ｋＮ〜２０ｋＮ／ｍ^２程度の大きな積載荷重を負担する建造物には、鉄骨構造が適している。しかしながら、鉄骨は価格変動が激しい。そこで、近年では、製造コストを安定させるため、価格変動の少ない鉄筋コンクリート（ＲＣ）を柱に用い、鉄骨（Ｓ）を梁に用いる混合構造（以下、「柱ＲＣ梁Ｓ構造」という）が採用されるケースが多い。

図１２及び図１３に示すのは、このような柱ＲＣ梁Ｓ構造の例であって、出願人によって開発されたものである（非特許文献１）。これらは、梁貫通型と呼ばれる形態で、鉄骨梁１０１が鉄筋コンクリート柱１０２を貫通している。図１２を参照すると、鉄筋コンクリート柱１０１との接合部において、鉄骨梁１０１が十字状に交差している。４つのふさぎ板１０３の各々が、鉄骨梁１０１との溶接により一体化し、鉄筋コンクリート柱１０２を取り囲むように配置されている。鉄筋コンクリート柱１０２の主筋１０４は、鉄骨梁１０１によって区分された４隅に配置される。図１３は、図１２に示されたものとは異なる従来技術を示す。この従来技術では、図１２のふさぎ板１０３の代わりに、鉄筋コンクリート柱１０２の中に配置されるせん断補強筋１０５と、鉄骨梁１０１に溶接されて鉄筋コンクリート柱１０２に当接することになる支圧板１０６とが用いられている。

特許文献１には、直交する一方向の梁が、接合端部でＲＣ造、中央部で鉄骨造とされ、他方の梁が鉄骨梁とされることにより、骨組の軽量化及び梁の長スパン化が容易になり、骨組構造が精度よく構築される柱ＲＣ梁Ｓ構造が提案されている。また、特許文献２には、４つの鉄骨梁の端部を十字交差ガセットプレートで互いに結合し、４つの鉄骨梁の端部の下フランジを鉄筋コンクリート柱の主筋先端に固着させることよって、現場での作業を効率化し、鉄筋コンクリート柱に必要な主筋量を確保する柱ＲＣ梁Ｓ構造が提案されている。また、特許文献３には、プレキャストコンクリート柱を貫通する定着金物の両端が、プレキャストコンクリート柱の側面及び鉄骨梁に取り付けられたスプリットティに固定される柱ＲＣ梁Ｓ構造が提案されている。

特開平１０−２８０５４１号公報 特開平１０−２８０５４２号公報 特開２００１−３０３６６６号公報

［online］、平成21年12月18日、［平成25年9月10日検索］、インターネット〈URL：http://www.smcon.co.jp/2009/1218937/〉

しかしながら、図１２及び１３に示す構造では、柱梁接合部内で鉄骨梁にフランジが交差するため、特にフランジ下部のコンクリートの充填性が問題となり、物件毎に施工確認を行い、充填性が確保されることを示すことが要求された。また、柱梁接合部内で鉄骨梁にフランジが交差するため、溶接等の加工手間の省力化が困難でコスト低減の足かせになるとともに、柱主筋の配筋位置が柱の四隅に制約されて柱の耐力を確保するために柱断面を大きくせざるを得ない場合があった。

また、特許文献１に記載の柱ＲＣ梁Ｓ構造では、梁の降伏ヒンジが梁端部の鉄筋コンクリート部分に生じるため、構造特性係数（Ｄｓ値）が鉄筋コンクリート造扱いの値（０．３〜０．５５）となり、梁に鉄骨部材を用いたメリットをフルに生かせないという問題があった。また、地震経験後の梁部材の損傷が、鉄筋コンクリート端部に集中するため、損傷制御型の設計が困難であった。

特許文献２に記載の柱ＲＣ梁Ｓ構造の工法では、現場での主筋と鉄骨梁との締結、十字交差ガセットプレートと鉄骨梁との連結が必要であり、これに伴う鉄骨梁位置の施工精度のさらなる向上が求められていた。

特許文献３に記載の柱ＲＣ梁Ｓ構造では、ねじ鉄筋等の定着金物及びスプリットティのみで鉄骨梁と鉄筋コンクリート柱とを接合するため、耐力を上げることが困難で、適用可能な架構や部位に制限があった。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、十分な耐力を確保した上で、主筋の配置の自由度が高く、施工性を向上できる、コンクリート柱と鉄骨梁との接合構造を提供することを目的とする。

本発明に係るコンクリート柱と鉄骨梁との接合構造は、ウェブ（２１ａ，６１ａ）、該ウェブの上端に結合した上フランジ（２２ａ，６２ａ）及び該ウェブの下端に結合した下フランジ（２３ａ，６３ａ）を有し、水平方向に延在する第１鉄骨梁（１１ａ，５１ａ）と、ウェブ（２１ｂ，６１ｂ）、該ウェブの上端に結合した上フランジ（２２ｂ，６２ｂ）及び該ウェブの下端に結合した下フランジ（２３ｂ，６３ｂ）を有し、前記第１鉄骨梁の延長線上に延在する第２鉄骨梁（１１ｂ，５１ｂ）と、前記第１鉄骨梁のウェブ及び前記第２鉄骨梁のウェブの互いに対向する端部にその両端部が連結される第１連結プレート（２４，５３）と、前記第１鉄骨梁の前記上フランジ及び前記下フランジの前記第１連結プレートが連結される側の端部に各々結合される第１上側固定部材（１３ａ，１３ａ’，１３ａ”，５４ａ）及び第１下側固定部材（１４ａ，１４ａ’，１４ａ”，５５ａ）と、前記第２鉄骨梁の前記上フランジ及び前記下フランジの前記第１連結プレートが連結される側の端部に各々結合される第２上側固定部材（１３ｂ，５４ｂ）及び第２下側固定部材（１４ｂ，５５ｂ）と、前記第１上側固定部材及び前記第２上側固定部材を互いに連結する第１上側鋼棒材（１５ａ，５６）と、前記第１下側固定部材及び前記第２下側固定部材を互いに連結する第１下側鋼棒材（１６ａ，５７）と、前記第１連結プレートを保持し、前記第１上側鋼棒材及び前記第１下側鋼棒材の各々を貫通させ、前記第１及び第２上側固定部材並びに前記第１及び第２下側固定部材が当接するコンクリート柱（１０，５０）とを備えることを特徴とする。

鉄骨梁に曲げ応力が加わる場合には、接合部の上端側及び下端側の一方に引張力が働き、他方に圧縮力が働く。本発明の上記構成によれば、接合部には引張力及び圧縮力に抵抗するための上下フランジがないが、引張力に対しては上側又は下側鋼棒材で抵抗し、圧縮力に対しては、下側又は上側固定部材から圧縮力を受けるコンクリート柱が抵抗する。また、せん断力に対しては、鉄骨梁のウェブに連結された第１連結プレートが抵抗する。すなわち、コンクリート柱内の接合部材にフランジがなくとも、十分な耐力を得ることが出来る。さらに、コンクリート柱の鉄骨梁を接合する部材にフランジがないことによって、柱梁接合部内での鋼材量や溶接加工手間を低減でき、接合部のコンクリートの充填性が向上し、主筋の配置の自由度が高まる。

また、本発明の一側面によれば、上記構成に加えて、ウェブ、該ウェブの上端に結合した上フランジ及び該ウェブの下端に結合した下フランジを有し、水平方向に延在し、前記第１鉄骨梁（５１ａ）及び前記第２鉄骨梁（５１ｂ）の延在方向に所定の角度を持って交差するように、前記コンクリート柱（５０）を貫通する、第３鉄骨梁（５２）を更に備え、前記第１連結プレート（５３）は、一端が前記第１鉄骨梁のウェブに連結され、他端が前記第３鉄骨梁のウェブに溶接される第１鋼板（５３ａ）と、一端が前記第２鉄骨梁のウェブに連結され、他端が前記第３鉄骨梁のウェブに溶接される第２鋼板（５３ｂ）とを有することを特徴とする。

この構成によれば、鉄骨梁の継手数を減らすことが出来る。

また、本発明の一側面によれば、上記構成に加えて、前記第１上側鋼棒材及び前記第１下側鋼棒材の各々は、上下２段に配列された複数の鋼棒材を有し、前記複数の鋼棒材の各々の両端部が、それぞれ、前記第１上側固定部材及び第２上側固定部材、又は前記第１下側固定部材及び第２下側固定部材に連結されることを特徴とする。

この構成によれば、各鋼棒材の引張力によって固定部材に偏心モーメントがかかることを防止又は低減することができる。

また、本発明の一側面によれば、上記第１の構成に加えて、ウェブ（２１ｃ）、該ウェブの上端に結合した上フランジ（２２ｃ）及び該ウェブの下端に結合した下フランジ（２３ｃ）を有し、その延長線が前記第１鉄骨梁（１１ａ）及び前記第２鉄骨梁（１１ｂ）の延在方向に所定の角度を持って交差するように水平方向に延在する第３鉄骨梁（１１ｃ）と、ウェブ（２１ｄ）、該ウェブの上端に結合した上フランジ（２２ｄ）及び該ウェブの下端に結合した下フランジ（２３ｄ）を有し、前記第３鉄骨梁の延長線上に延在する第４鉄骨梁（１１ｄ）と、前記第３鉄骨梁のウェブ及び前記第４鉄骨梁のウェブの互いに対向する端部にその両端部が連結される第２連結プレート（２５）と、前記第３鉄骨梁の前記上フランジ及び前記下フランジの前記第２連結プレートが連結される側の端部に各々結合される第３上側固定部材（１３ｃ）及び第３下側固定部材（１４ｃ）と、前記第４鉄骨梁の前記上フランジ及び前記下フランジの前記第２連結プレートが連結される側の端部に各々結合される第４上側固定部材（１３ｄ）及び第４下側固定部材（１４ｄ）と、前記第３上側固定部材及び前記第４上側固定部材を互いに連結する第２上側鋼棒材（１５ｂ）と、前記第３下側固定部材及び前記第４下側固定部材を互いに連結する第２下側鋼棒材（１６ｂ）とを更に備え、前記第２連結プレートは、前記コンクリート柱に保持され、前記第１連結プレート（２４）は、一端が前記第１鉄骨梁のウェブに連結され、他端が前記第２連結プレートに溶接される第１鋼板（２４ａ）と、一端が前記第２鉄骨梁のウェブに連結され、他端が前記第２連結プレートに溶接される第２鋼板（２４ｂ）とを有し、前記第３及び第４上側固定部材、並びに前記第３及び第４下側固定部材は、前記コンクリート柱（１０）に当接していることを特徴とする。さらに、この構成において、前記第１及び第２鉄骨梁の延在方向と前記第３及び第４鉄骨梁の延在方向とは直交しており、前記第１連結プレートと前記第２連結プレートとが結合して平面視で十字形を呈する十字形ウェブプレートを形成してもよい。

これら構成によれば、４つの鉄骨梁を接合することができるとともに、第１の構成と同様の効果を得ることが出来る。すなわち、引張力に対しては上側又は下側鋼棒材で抵抗し、圧縮力に対しては、下側又は上側固定部材から圧縮力を受けるコンクリート柱が抵抗する。また、せん断力に対しては、鉄骨梁のウェブに連結された連結プレート（十字形ウェブプレート）が抵抗する。このように、コンクリート柱内の接合部材にフランジがなくとも、十分な耐力を得ることが出来る。さらに、コンクリート柱の鉄骨梁を接合する部材にフランジがないことによって、柱梁接合部内での鋼材量や溶接加工手間を低減でき、接合部のコンクリートの充填性が向上し、主筋の配置の自由度が高まる。

また、本発明の一側面によれば、上記構成において、前記コンクリート柱は、前記十字形ウェブプレートと、前記第１及び第２鋼棒材、又は前記第１及び第２鋼棒材が挿入されるシース管（３７）とが取り付けられたプレキャストコンクリートであり、前記十字形ウェブプレートの各端部は、前記コンクリート柱から露出していてもよい。

この構成によれば、現場打ちのコンクリートに比べて工期が短縮できる。また、コンクリート柱から突出する十字形ウェブプレートの端部や鋼棒材の端部は短いので、運搬及びストックの効率がよい。

また、本発明の一側面によれば、上記構成に加えて、一端が前記コンクリート柱と前記第１〜第４鉄骨梁のいずれかとの接合部に取り付けられる鉄骨ブレース（３９）を更に備え、前記第１〜第４上側固定部材は、一体化されて前記コンクリート柱の側面を取り囲む上側リングプレート（４０）を形成し、前記下側第１〜第４固定部材は、一体化されて前記コンクリート柱の側面を取り囲む下側リングプレート（４１）を形成し、前記第１〜第４鉄骨梁と前記十字形ウェブプレートとの連結は、前記第１〜第４鉄骨梁のウェブと前記十字形ウェブプレートとの溶接によって行われ、前記第１〜第４鉄骨梁と前記第１〜第４上側固定部材との結合は、前記第１〜第４鉄骨梁の上フランジと前記第１〜第４上側固定部材との溶接によって行われ、前記第１〜第４鉄骨梁と前記第１〜第４下側固定部材との結合は、前記第１〜第４鉄骨梁の下フランジと前記第１〜第４下側固定部材との溶接によって行われることを特徴とする。

この構成によれば、鉄骨ブレースからの力が接合部の略中央に向かうように鉄骨ブレースの仕口を設けることができる。

また、本発明の一側面によれば、上述の構成のいずれかにおいて、前記コンクリート柱は、前記第１及び第２鉄骨梁が接合する部分において柱せいが拡幅され、前記第１上側鋼棒材及び前記第１下側鋼棒材は、前記コンクリート柱に付着していることを特徴とする。

この構成によれば、鋼棒材のコンクリートへの付着力が増すとともに、柱全体の柱せいを大きくすることなく、柱梁接合部のせん断強度を大きくすることができる。また、拡幅部は、柱梁接合部の一部として取り扱うことが出来るため、経済的な設計ができる。また、拡幅部は、鉄骨梁をコンクリート柱に取り付ける際の施工誤差を吸収する調整しろとして使用することが出来る。

本発明によれば、コンクリート柱内の接合部材にフランジがなくとも、十分な耐力を得ることが出来る。すなわち、鉄骨梁に曲げ応力が加わる場合には、接合部の上端側及び下端側の一方に引張力が働き、他方に圧縮力が働くが、引張力に対しては上側又は下側鋼棒材で抵抗し、圧縮力に対しては、下側又は上側固定部材から圧縮力を受けるコンクリート柱が抵抗する。また、せん断力に対しては、鉄骨梁のウェブに連結された第１連結プレートが抵抗する。さらに、コンクリート柱の鉄骨梁を接合する部材にフランジがないことによって、柱梁接合部内での鋼材量や溶接加工手間を低減でき、接合部のコンクリートの充填性が向上し、主筋の配置の自由度が高まる。

本発明の第１実施形態に係る柱ＲＣ梁Ｓ構造の斜視図 本発明の第１実施形態に係る柱ＲＣ梁Ｓ構造の一部を省略した斜視図 本発明の第１実施形態に係る柱ＲＣ梁Ｓ構造の（ａ）平面図及び（ｂ）正面図 本発明の第１実施形態に係る複数のバリエーションの固定プレートを示す斜視図 本発明の第１実施形態に係る柱ＲＣ梁Ｓ構造の施工方法を示す概略図 本発明の第１実施形態に係る柱ＲＣ梁Ｓ構造の施工方法を示す概略図 本発明の第１実施形態の変形形態に係る柱ＲＣ梁Ｓ構造の（ａ）平面図及び（ｂ）正面図 本発明の第２実施形態に係る柱ＲＣ梁Ｓ構造の（ａ）平面図及び（ｂ）正面図 本発明の第２実施形態に係る柱ＲＣ梁Ｓ構造の組み合わせを示す概略平面図 実施例に係る柱梁接合部の荷重−変形角関係 実施例に係る柱梁接合部の荷重−変形角関係 従来技術の斜視図 従来技術の斜視図

以下、本発明に係るコンクリート柱と鉄骨梁との接合構造について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、例えば、第１〜第４鉄骨梁１１ａ〜１１ｄのように、同様の形状を有するが配置が異なる部材について、それらを区別するときは、アルファベットの添え字を付けるが、これらを区別する必要がないときは、アルファベットの添え字を省略して、鉄骨梁１１のように記載する。他の部材についても同様とする。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る柱ＲＣ梁Ｓ構造のコンクリートを透視した斜視図であり、図２は、交差する一方向の鉄骨梁を省略し、コンクリートを透視した斜視図であり、図３は、コンクリートを透視した平面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。

図１、図２及び図３を参照すると、第１実施形態に係る柱ＲＣ梁Ｓの接合構造は、鉄筋コンクリート柱１０と、鉄筋コンクリート柱１０に接合する鉄骨梁１１ａ〜１１ｄと、鉄骨梁１１に連結される十字形ウェブプレート１２と、鉄骨梁１１ａ〜１１ｄに固定されて鉄筋コンクリート柱１０に当接する上側固定部材１３ａ〜１３ｄ及び下側固定部材１４ａ〜１４ｄと、対向する鉄骨梁１１にそれぞれ固定された２つの上側固定部材１３又は２つの下側固定部材１４を連結する上側鋼棒材１５ａ，１５ｂ及び下側鋼棒材１６ａ，１６ｂとを備える。

鉄筋コンクリート柱１０は、プレキャスト部材又は現場打ちの、四角柱形状の鉄筋コンクリート造の部材である。鉄筋コンクリート柱１０は、鉛直方向に延在する主筋１９及び主筋１９を取り囲む帯筋２０を備える。また、鉄筋コンクリート柱１０は、鉄骨梁１１との接合部において柱せいが拡幅されている。

第１鉄骨梁１１ａ、第２鉄骨梁１１ｂ、第３鉄骨梁１１ｃ及び第４鉄骨梁１１ｄが、全体として十字を形成するように、それぞれの一端部で鉄筋コンクリート柱１０に接合している。第１〜第４鉄骨梁１１ａ〜１１ｄの各々は、ウェブ２１ａ〜２１ｄと、ウェブ２１ａ〜２１ｄの上端に結合した上フランジ２２ａ〜２２ｄと、ウェブ２１ａ〜２１ｄの下端に結合した下フランジ２３ａ〜２３ｄとを備えたＨ形鋼からなる。第１〜第４鉄骨梁１１ａ〜１１ｄの各々は、水平方向に延在している。第１鉄骨梁１１ａと第２鉄骨梁１１ｂとは、鉄筋コンクリート柱１０を挟んで同一方向に延在している。第３鉄骨梁１１ｃと第４鉄骨梁１１ｄとは、鉄筋コンクリート柱１０を挟んで同一方向に延在している。第１鉄骨梁１１ａと第２鉄骨梁１１ｂとの延在方向は、第３鉄骨梁１１ｃと第４鉄骨梁１１ｄとの延在方向と直交しており、両者の延長線は、鉄筋コンクリート柱１０の上下方向の中心軸近傍で交わる。

十字形ウェブプレート１２は、それぞれ長方形形状の鋼板からなる第１連結プレート２４と第２連結プレート２５とが、鉛直に立った状態で平面視で十字に結合してなる。より具体的には、第１連結プレート２４は、それぞれ長方形形状の第１鋼板２４ａと第２鋼板２４ｂとからなり、第１鋼板２４ａ及び第２鋼板２４ｂの一端が、第２プレートの中央の互いに反対側の面に溶接されて、十字形ウェブプレート１２が形成される。十字形ウェブプレート１２は、中心部が鉄筋コンクリート柱１０内に埋め込まれてコンクリートに付着しており、４つの端部がコンクリート柱１０の少なくとも外面まで延在しており、それぞれ第１〜第４鉄骨梁１１ａ〜１１ｄに結合している。具体的には、第１連結プレート２４の両端が、それぞれ第１鉄骨梁１１ａのウェブ２１ａと第２鉄骨梁１１ｂのウェブ２１ｂとに結合し、第２連結プレート２５の両端が、それぞれ第３鉄骨梁１１ｃのウェブ２１ｃと第４鉄骨梁１１ｄのウェブ２１ｄとに結合している。結合は、継手板１７を十字形ウェブプレートの端部及び鉄骨梁１１のウェブ２１にあてて高力ボルト１８を締結することによってなされる。溶接してもよい。

第１〜第４鉄骨梁１１ａ〜１１ｄの各々の、鉄筋コンクリート柱１０に面する側の端部には、第１〜第４上側固定部材１３ａ〜１３ｄ及び第１〜第４下側固定部材１４ａ〜１４ｄが結合されている。図４（ａ）は、第１鉄骨梁１１ａに取り付けられた第１上側固定部材１３ａ及び第１下側固定部材１４ａの斜視図である。

図４（ａ）を参照すると、第１上側固定部材１３ａは、表面が鉄筋コンクリート柱１０に当接するように第１鉄骨梁１１ａのウェブ２１ａの上端側及び上フランジ２２ａの端部に取り付けられた固定プレート２６ａと、その端辺が上フランジ２２ａの側縁と固定プレート２６ａの裏面とに結合するように上フランジ２２ａの両側部に配置された２つの水平補強リブ２７ａと、その端辺が上フランジ２２ａの上面と固定プレート２６ａの裏面とに結合するように配置された鉛直補強リブ２８ａとを備える。固定プレート２６ａ、水平補強リブ２７ａ及び鉛直補強リブ２８ａは、いずれも鋼板からなり、それぞれ、長方形形状、台形形状、三角形形状を呈し、互いの結合及び第１鉄骨梁１１ａとの結合は、溶接による。固定プレート２６ａは、上下を略２等分する位置で上フランジ２２ａに溶接されており、その上側には、後述の第１上側鋼棒材１５ａが挿入される孔２９が左右に同じ数だけ設けられている。

第１下側固定部材１４ａは、表面が鉄筋コンクリート柱１０に当接するように第１鉄骨梁１１ａのウェブ２１ａの下端側及び下フランジ２３ａの端部に取り付けられた固定プレート３０ａと、その端辺が下フランジ２３ａの側縁と固定プレート３０ａの裏面とに結合するように下フランジ２３ａの両側部に配置された２つの水平補強リブ３１ａと、その端辺が下フランジ２３ａの下面と固定プレート２６ａの裏面とに結合するように配置された鉛直補強リブ３２ａとを備える。固定プレート３０ａ、水平補強リブ３１ａ及び鉛直補強リブ３２ａは、いずれも鋼板からなり、それぞれ、長方形形状、台形形状、三角形形状を呈し、互いの結合及び第１鉄骨梁１１ａとの結合は、溶接による。固定プレート３０ａは、上下を略２等分する位置で下フランジ２３ａに溶接されており、その上側には、後述の第１下側鋼棒材１６ａが挿入される孔３３が左右に同じ数だけ設けられている。

第２上側固定部材１３ｂ及び第２下側固定部材１４ｂは、結合先が第２鉄骨梁１１ｂであるという点を除いて、第１上側固定部材１３ａ及び第１下側固定部材１４ａと略同一である。第３上側固定部材１３ｃ及び第３下側固定部材１４ｃは、結合先が第３鉄骨梁１１ｃであるという点、及び固定プレートに設けられる孔２９，３３の位置が固定プレート２６，３０の下側であるという点を除いて、第１上側固定部材１３ａ及び第１下側固定部材１４ａと略同一である。第４上側固定部材１３ｄ及び第４下側固定部材１４ｄは、結合先が第４鉄骨梁１１ｄであるという点を除いて、第３上側固定部材１３ｃ及び第３下側固定部材１４ｃと略同一である。

図４（ｂ）は、上側及び下側固定部材１３，１４の変形例（１３ａ’，１４ａ’）を示す。固定プレート２６，３０の左右両端部から鉄筋コンクリート柱１０側に突出した平板状の埋め込み補強リブ３４，３５を設けても良い。後述の各鋼棒材１５，１６が固定プレート２６，３０に対して偏心して取り付けられているため、各鋼棒材１５，１６の引張力による偏心モーメントが固定プレート２６，３０に生じるが、埋め込み補強リブ３４，３５がこの偏心モーメントに抵抗することにより、偏心モーメントによる固定プレート２６，３０の強度の低下を低減することができる。また、図４（ｃ）は、上側及び下側固定部材１３，１４の他の変形例（１３ａ”，１４ａ”）を示す。この変形例では、偏心モーメントを低減または防止するために、固定プレート２６，３０に設ける孔２９，３３をそれぞれ上下２段にして、それぞれに対応する各鋼棒材１５，１６を締結している。

再び、図１〜図３を参照する。第１上側鋼棒材１５ａは、その両端が、第１鉄骨梁１１ａに固定された第１上側固定部材１３ａと第２鉄骨梁１１ｂに固定された第２上側固定部材１３ｂとに連結される。第１下側鋼棒材１６ａは、その両端が、第１鉄骨梁１１ａに固定された第１下側固定部材１４ａと第２鉄骨梁１１ｂに固定された第２下側固定部材１４ｂとに連結される。第２上側鋼棒材１５ｂは、その両端が、第３鉄骨梁１１ｃに固定された第３上側固定部材１３ｃと第４鉄骨梁１１ｄに固定された第４上側固定部材１３ｄとに連結される。第２下側鋼棒材１６ｂは、その両端が、第３鉄骨梁１１ｃに固定された第３下側固定部材１４ｃと第４鉄骨梁１１ｄに固定された第４下側固定部材１４ｄとに連結される。各鋼棒材１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂには、高強度異形鉄筋、ねじ鉄筋、ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線又はアンカーボルトを用いることができる。各鋼棒材１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの両端部は、ねじ部となっており、定着ナット３６を締結することによって、各固定部材１３ａ〜１３ｄ，１４ａ〜１４ｄに締結される。各鋼棒材１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの中央部は、鉄筋コンクリート柱１０のコンクリートに直接付着していてもよく、鉄筋コンクリート柱１０に配設されたシース管３７（図５参照）に挿入されてグラウトによりコンクリートと結合していてもよく、また、シース管３７に挿入されたのみのアンボンドであってもよい。

また、第１上側鋼棒材１５ａが締結される第１及び第２上側固定部材１３ａ，１３ｂの孔２９の高さ（固定プレート２６の上側）と、第２上側鋼棒材１５ｂが締結される第３及び第４上側固定部材１３ｃ，１３ｄの孔の高さ（固定プレート２６の下側）とが異なるため、第１上側鋼棒材１５ａと第２上側鋼棒材１５ｂとは、平面視で交差するが、上下方向にはずれて配置される。第１下側鋼棒材１６ａと第２下側鋼棒材１６ｂとについても同様である。また、図４（ｃ）で示されるように固定プレート２６，３０に上下２段の孔２９，３３を設けた場合も、第１上側鋼棒材１５ａと第２上側鋼棒材１５ｂとが、平面視で交差するが上下方向にずれて配置されるように、孔２９，３３の位置が調整される。

図５は、鉄筋コンクリート柱１０にプレキャスト部材を用いる場合の施工方法の一例を模式的に示す図である。図５（ａ）を参照すると、十字形ウェブプレート１２及び各鋼棒材１５，１６が挿入されるシース管３７が設置されたプレキャスト部材の鉄筋コンクリート柱１０が２本設置されている。十字形ウェブプレート１２は、その中央部が鉄筋コンクリート柱１０のコンクリートに付着し、その端部が鉄筋コンクリート柱１０から露出している。この状態から、図５（ｂ）に示すように、２本の鉄筋コンクリート柱の間に、上側固定部材１３及び下側固定部材１４が取り付けられた鉄骨梁１１を配置し、鉄骨梁１１のウェブ２１と十字形ウェブプレート１２の端部を高力ボルトで締結し、上側及び下側鋼棒材１５，１６をシース管３７及び上側又は下側固定部材１３，１４の孔２９，３３（図４参照）に挿入し、上側及び下側鋼棒材１５，１６の両端を定着ナット３６（図３参照）で締結する。定着ナットで締結する前に、シース管３７にグラウトを注入してもよい。

図６は、鉄筋コンクリート柱１０にプレキャスト部材を用いる場合の施工方法の他の一例を模式的に示す図である。図６（ａ）を参照すると、十字形ウェブプレート１２及び各鋼棒材１５，１６が設置されたプレキャスト部材の鉄筋コンクリート柱１０が２本設置されている。十字形ウェブプレート１２は、その中央部が鉄筋コンクリート柱１０のコンクリートに付着し、その端部が鉄筋コンクリート柱１０から露出している。また、図の左側の鉄筋コンクリート柱１０には、鉄骨梁１１と同一断面のＨ形鋼からなる継ぎ手部３８が、十字形ウェブプレート１２の端部の１つに取り付けられている。取付手段は、鉄骨梁１１と同様であり、上側固定部材１３及び下側固定部材１４を解して上側鋼棒材１５及び下側鋼棒材１６に締結され、継ぎ手部３８のウェブと十字形ウェブプレートの端部の１つとが継手板１７を解して高力ボルトで締結されている。この状態から、図６（ｂ）に示すように、２本の鉄筋コンクリート柱の間に、上側固定部材１３及び下側固定部材１４が右端側に取り付けられた鉄骨梁１１を配置し、鉄骨梁１１のウェブ２１と右側の鉄筋コンクリート柱の十字形ウェブプレート１２の端部を高力ボルトで締結し、上側固定部材１３及び下側固定部材１４に上側鋼棒材１５及び下側鋼棒材１６が定着ナットで締結される。その後、継ぎ手部３８の右端側と鉄骨梁１１の左端側との互いのウェブ及び両フランジ同士を継手板１７を介して高力ボルトで締結する。

次に、第１実施形態の作用効果について説明する。
鉄骨梁１１に曲げ応力が加わる場合には、接合部の上端側及び下端側の一方に引張力が働き、他方に圧縮力が働く。このとき、引張力に対しては上側又は下側鋼棒材１５，１６で抵抗し、圧縮力に対しては、下側又は上側固定部材１４，１３から圧縮力を受ける鉄筋コンクリート柱１０が抵抗する。また、せん断力に対しては、鉄骨梁１１のウェブ２１に連結された十字形ウェブプレート１２が抵抗する。このように、接合部内の部材、すなわち十字形ウェブプレート１２にフランジがなくとも、引張力に弱く圧縮力に強いコンクリートの特性を利用し、少ない鋼材量で効率的に荷重に耐えることができ、鉄骨梁が鉄筋コンクリート柱内を貫通する従来の梁貫通型接合部と同等の耐力を発揮できる。さらに、十字形ウェブプレート１２にフランジがないことによって、次の利点が生まれる。第１に、柱梁接合部内での鋼材量や溶接加工手間を低減できる。第２に、接合部のコンクリートの充填性が向上する。第３に、主筋１９の配置の自由度が高まる。

また、梁の一部に鉄筋コンクリート梁を用いる場合に比べると、鉄骨梁１１の端部に降伏ヒンジが形成されるため、Ｄｓ値は鉄骨造扱いの値（０．２５〜０．５）となり、合理的な構造設計が可能となるとともに、鉄骨梁１１の端部に損傷が集中するため、鉄筋コンクリート部材の損傷制御設計を行う必要がない。

また、鉄筋コンクリート柱１０をプレキャスト部材とした場合、鉄筋コンクリート柱１０の側面から突出するのは、十字形ウェブプレート１２及び各鋼棒材１５，１６の端部のみ、または十字形ウェブプレート１２の端部のみ（シース管３７が埋め込まれる場合）であり、その突出量は小さい。そのため、鉄筋コンクリート柱１０の運搬及び貯蔵の効率が高まる。
また、上側及び下側鋼棒材１５，１６として、高強度異形鉄筋を用いた場合、アンカーボルトに比べて引き抜き強度が高まり、接合部の耐力が向上する。

また、鉄筋コンクリート柱１０の柱せいが拡幅されているため、上側及び下側鋼棒材１５，１６と、鉄筋コンクリート柱１０との付着力が増大し、鉄骨梁１１のフランジ２２，２３に生じる引張力に対する抵抗が増大する。さらに、柱梁接合部のせいが大きくなるため、柱梁接合部のせん断強度も増大する。すなわち、鉄筋コンクリート柱１０全体の柱せいを大きくすることなく、柱梁接合部のせん断強度を大きくすることが出来る。また、梁の一部に鉄筋コンクリート造の梁を用いると、その梁は鉄筋コンクリート造の梁材として取り扱われるが、第１変形実施形態の拡幅されたコンクリート部分（拡幅部）は、柱梁接合部の一部として取り扱われる。そのため、第１変形実施形態に係る柱梁接合部は、梁の一部に鉄筋コンクリート造の梁を用いる場合に比べて、せん断強度が大きく耐震性が向上するとともに、Ｄｓ値が小さい（鉄筋コンクリート梁のＤｓ値：０．３以上、鉄骨梁のＤｓ値：０．２５以上）ため梁部材の断面を小さくでき、経済的設計が可能となる。また、拡幅部は、鉄骨梁１１を鉄筋コンクリート柱１０に取り付ける際の施工誤差を吸収する調整しろとしても機能する。

次に、図７を参照して、第１実施形態の変形実施形態について説明する。変形実施形態に係る柱梁接合構造は、鉄骨ブレース３９を備える点、並びに上側及び下側固定部材１３，１４がリング状になっている点で、第１実施形態と異なる。

鉄骨ブレース３９は、その両端が、互いに異なる接合部に取り付けられて、構造物を補強する。図７は、コンクリート柱１０と第２鉄骨梁１１ｂとの接合部に鉄骨ブレース３９の一端が取り付けられた状態を示している。鉄筋コンクリート柱１０に当接する第１〜第４上側固定部材１３ａ〜１３ｄは、その各々が隣接する２つの上側固定部材１３とその両端で結合されることによって、一体化し、上側リングプレート４０を形成している。同様に、鉄筋コンクリート柱１０に当接する第１〜第４下側固定部材１４ａ〜１４ｄは、その各々が隣接する２つの下側固定部材１４とその両端で結合されることによって、一体化し、下側リングプレート４１を形成している。鉄骨梁１１のウェブ２１と十字形ウェブプレート１２との結合、並びに鉄骨梁１１の上下フランジ２２，２３と上側及び下側リングプレート４０，４１との結合は、溶接が望ましい。このように、上側及び下側リングプレート４０，４１を採用することによって、柱梁接合部に鉄骨ブレース３９の仕口部を設けやすくなり、鉄骨ブレースから加わる力の方向を柱梁接合部の中心付近に向けやすくなる。

＜第２実施形態＞
次に図８を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態と、構造や作用効果が一致するものについては、説明を省略する。図８は、第２実施形態に係る柱ＲＣ梁Ｓ構造の平面図及び正面図である。第２実施形態荷係る柱ＲＣ梁Ｓの接合構造は、鉄筋コンクリート柱５０と、鉄筋コンクリート柱５０にその端部で接合する鉄骨梁５１（第１鉄骨梁５１ａ、第２鉄骨梁５１ｂ）と、鉄筋コンクリート柱５０を貫通する第３鉄骨梁５２と、第１及び第２鉄骨梁５１ａ，５１ｂを連結する連結プレート５３と、第１及び第２鉄骨梁５１ａ，５１ｂに固定されて鉄筋コンクリート柱５０に当接する上側固定部材５４及び下側固定部材５５と、第１及び第２鉄骨梁５１ａ，５１ｂにそれぞれ固定された２つの上側固定部材５４又は２つの下側固定部材５５を連結する上側鋼棒材５６及び下側鋼棒材５７とを備える。

鉄筋コンクリート柱５０は、プレキャスト部材又は現場打ちの、四角柱形状の鉄筋コンクリート造の部材である。梁との接合部のみを現場打ちとし、残りをプレキャスト部材としてもよい。

第１鉄骨梁５１ａ及び第２鉄骨梁５１ｂは、同一直線状に延在し、その一端が鉄筋コンクリート柱に接合される。第１及び第２鉄骨梁５１ａ，５１ｂの各々は、第１実施形態の鉄骨梁１１と同様に、ウェブ６１ａ，６１ｂと、ウェブ６１ａ，６１ｂの上端に結合した上フランジ６２ａ，６２ｂと、ウェブ６１ａ，６１ｂの下端に結合した下フランジ６３ａ，６３ｂとを備えたＨ形鋼からなる。第１及び第２鉄骨梁５１ａ，５１ｂの各々は、水平方向に延在している。第１鉄骨梁５１ａと第２鉄骨梁５１ｂとは、鉄筋コンクリート柱５０を挟んで同一方向に延在している。

第３鉄骨梁５２は、ウェブ６１ｃと、ウェブｃの上端に結合した上フランジ６２ｃと、ウェブ６１ｃの下端に結合した下フランジ６３ｃとを備えたＨ形鋼からなる。第３鉄骨梁は、鉄筋コンクリート柱５０の横方向の中央を貫通し、第１及び第２鉄骨梁５１ａ，５１ｂを結ぶ延長線を直交するように、水平方向に延在している。

連結プレート５３は、それぞれ長方形形状の、第１鋼板５３ａと第２鋼板５３ｂとからなり、第１鋼板５３ａ及び第２鋼板５３ｂの一端が、第３鉄骨梁５２のウェブ６１ｃの中央の互いに反対側の面に溶接されて、第３鉄骨梁５２と一体となって平面視で十字形を形成する。連結プレート５３は、中心部が鉄筋コンクリート柱５０内に埋め込まれてコンクリートに付着しており、両端部が少なくとも鉄筋コンクリート柱５０の外面まで延在しており、それぞれ第１及び第２鉄骨梁５１ａ，５１ｂに結合している。結合は、継手板１７を介して高力ボルト１８を締結することによって行われるが、溶接でもよい。

第１及び第２鉄骨梁５１ａ，５１ｂの各々の、鉄筋コンクリート柱５０に面する側の端部には、第１及び第２上側固定部材５４ａ，５４ｂ及び第１及び第２下側固定部材５５ａ，５５ｂが結合されている。第１及び第２上側固定部材５４ａ，５４ｂ並びに第１及び第２下側固定部材５５ａ，５５ｂは、図４（ｃ）に示される第１実施形態の上側及び下側固定部材１３ａ”，１４ａ”と同一の形状を備え、それぞれ、第１及び第２鉄骨部材５１ａ，５１ｂの上側、ならびに第１及び第２鉄骨部材５１ａ，５１ｂの下側に取り付けられる。

再び、図８を参照する。上側鋼棒材５６は、第１鉄骨梁５１ａに固定された第１上側固定部材５４ａと第２鉄骨梁５１ｂに固定された第２上側固定部材５４ｂとを連結する。下側鋼棒材５７は、第１鉄骨梁５１ａに固定された第１下側固定部材５５ａと第２鉄骨梁５１ｂに固定された第２下側固定部材５５ｂとを連結する。上側及び下側鋼棒材５６，５７は、各々２段になっている点を除いて、第１実施形態の第１上側及び第１下側鋼棒材１５ａ，１６ａと同様であるため、同様な部分の説明は省略する。上側及び下側鋼棒材５６，５７が、各々２段になっているため、それらの引張力による偏心モーメントは、防止又は低減される。上側鋼棒材５６の上側の段の鋼棒材は、第３鉄骨梁５２の上フランジ６２ｃの上側を通り、上側鋼棒材５６の下側の段の鋼棒材は、第３鉄骨梁５２の上フランジ６２ｃの下側を通る。そのため、第３鉄骨梁５２のウェブ６１ｃの上部には、上側鋼棒材１５の下段の鋼棒材が貫通する孔が設けられている。同様に、下側鋼棒材５７の下側の段の鋼棒材は、第３鉄骨梁５２の下フランジ６３ｃの下側を通り、下側鋼棒材５７の上側の段の鋼棒材は、第３鉄骨梁５２の下フランジ６３ｃの上側を通る。そのため、第３鉄骨梁５２のウェブ６１ｃの下部には、下側鋼棒材１６の上段の鋼棒材が貫通する孔が設けられている。

次に、第２実施形態の作用効果について説明する。
第１又は第２鉄骨梁５１に曲げ応力が加わる場合には、接合部の上端側及び下端側の一方に引張力が働き、他方に圧縮力が働く。このとき、引張力に対しては上側又は下側鋼棒材５６，５７で抵抗し、圧縮力に対しては、下側又は上側固定部材５５，５４から圧縮力を受ける鉄筋コンクリート柱５０が抵抗する。また、せん断力に対しては、第１又は第２鉄骨梁５１のウェブ６１に連結された連結プレート５３が抵抗する。また、第３鉄骨梁５２に曲げ応力が加わる場合は、接合部を第３鉄骨梁５２が貫通しているため、第３鉄骨梁のウェブ６１ｃ及び上下フランジ６２ｃ，６３ｃで、せん断力、並びに圧縮力及び引張力に抵抗する。このように、接合部内を直交する２つの部材の内、一方の部材、すなわち連結プレート５３にフランジがなくとも、引張力に弱く圧縮力に強いコンクリートの特性を利用し、少ない鋼材量で効率的に荷重に耐えることができ、従来の梁貫通型接合部と同等の耐力を発揮できる。さらに、連結プレート５３にフランジがないことに関して、第１実施形態において十字形ウェブプレート１２にフランジがないことによって生じる効果と同種の効果を一定程度得ることが出来る。すなわち、第１に、柱梁接合部内での鋼材量や溶接加工手間を低減できる。第２に、接合部のコンクリートの充填性が向上する。第３に、主筋１９の配置の自由度が高まる。

また、梁の一部に鉄筋コンクリート梁を用いる場合に比べた場合、第１実施形態と同様の効果を得られる。すなわち、鉄骨梁１１の端部に降伏ヒンジが形成されるため、Ｄｓ値は鉄骨造扱いの値（０．２５〜０．５）となり、合理的な構造設計が可能となるとともに、鉄骨梁１１の端部に損傷が集中するため、鉄筋コンクリート部材の損傷制御設計を行う必要がない。

また、第２実施形態の接合構造を用いると、図９に示すように、鉄骨梁の継手数を効率よく低減できる。すなわち、図９に示すような６グリッドの構造において、従来工法だと継手が３４箇所必要だった（５．６７箇所／グリッド）のに対し、第２実施形態に係る接合構造を用いると、継手は図９に示すように６箇所（１．００箇所／グリッド）で済む。

以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、各要素の具体的形状や、配置、数量、および作業手順の順序などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、鉄骨梁が延在する２方向は、直交する方向だけではなく、直角以外の角度で交差しても良い。この場合、第１実施形態の十字形ウェブプレート１２の第１連結プレート２４（第１鋼板２４ａ、第２鋼板２４ｂ）は、鉄骨梁の交差角度と同じ角度で交差するように第２連結プレート２５に取り付けられる。同様に、第２実施形態の連結プレート５３は、鉄骨梁の交差角度と同じ角度で交差するように第３鉄骨梁５２に取り付けられる。また、本発明は、建造物の隅部や外壁部での接合にも適用できる。隅部（互いに直交する２本の鉄骨梁の端部が鉄筋コンクリート柱に接合する場合）は、鋼棒材を締結するための固定部材は、鉄骨梁が接合しない側では、固定プレートのみで足りる。また、第２実施形態では、第３鉄骨梁に取り付けられる連結プレートは、鉄骨梁が接合する側のみに取り付けられる。外壁部（鉄骨梁が丁字状に交差する場合）も同様に変形できる。また、鉄筋コンクリート柱をプレストレストコンクリート柱に変更してもよい。

＜実施例１＞
第１実施形態に係る接合構造について加力実験を行った。
（１）試験体
表１に試験体一覧を示す。

試験体は、柱を鉄筋コンクリート（RC）造、梁を鉄骨（S）造とした混合構造の十字形架構試験体の3体である。試験体の縮尺は1/2.5程度を想定し、3体とも梁の加力点間距離Lと柱の支持点間距離H、およびS梁断面（BH-350×117×6×12）を同一とした。

NF60は、柱梁接合部を梁貫通型構造とした従来型の比較用試験体である。直交梁は両側に設け、柱形が外壁面になる場合を想定し、片側の直交梁は柱梁接合部から外側に突出させていない。S梁端部の柱面に設けた支圧板（PL-6，SM490A）は、S梁のフランジ幅と同じとした。柱梁接合部のせん断補強筋は□-D6(せん断補強筋比pw=0.27%)とし、同図B断面に示すように、L形およびU形の補強筋を、ウェブにφ16mmの孔を開けて重ね継手とする配筋方法とした。NF60のRC柱は、せいD×幅B=400×400mmとし、コンクリート強度はFc60とした。柱の主筋は20-D16、せん断補強筋は□-D6@40mm (pw=0.40%)とした。

F60とS36は、柱梁接合部にS梁を貫通させない代わりに、PL-6(SM490A)を十字形に溶接した十字形ウェブプレートと高強度異形鉄筋（4- D19, USD685A）を貫通させ、これらとS梁を連結させた試験体である。S梁端の上下フランジには、梁フランジ厚の0.75倍の厚さの固定プレート (PL-9, SM490A)を溶接接合し、これに高強度異形鉄筋を通してナットで定着した。この固定プレートは、長辺が梁フランジ幅の2.6倍、短辺が梁せいの0.23倍の長方形の形状をしており、水平補強リブ(PL-12, SM490A)、および鉛直補強リブ(PL-9, SM490A)で補強されている。十字形ウェブプレートは、柱梁接合部内の高強度異形鉄筋と干渉しないように、そのウェブせいを梁せいの0.54倍とした。

直交する2方向の同一断面梁が、同じ高さで柱梁接合部に取付く場合を想定し、高強度異形鉄筋の取付け高さは、加力する側のS梁では上・下フランジの上方とし、直交梁では逆に下方とした。S梁のウェブは、高力ボルトで十字形ウェブプレートに摩擦接合した。したがってS梁フランジに作用する材軸方向の圧縮・引張力は固定プレートの曲げ抵抗を介して、柱梁接合部のコンクリートおよび高強度異形鉄筋に、S梁ウェブに作用するせん断力は、主として十字形ウェブプレートのせん断抵抗を介して、柱梁接合部のコンクリートに伝達される抵抗機構となっている。

柱梁接合部のせん断補強筋は、□-D6(p_w=0.26%)とし、L形状に分割したせん断補強筋を十字形ウェブプレートにフレア溶接した。施工時のS梁の取付けや精度確保を考慮して、柱面とS梁接合面との間にはクリアランスを設け、柱面から135mmの位置のS梁に、柱と同一幅のカバープレート (PL-6, SM490A)を設けて、この範囲まで柱と同強度のコンクリートを打設した。RC柱はせいD×幅B=350×350mmとし、柱の主筋は16-D16、帯筋は□-D6@40mm(p_w=0.46%)とした。S梁の上フランジには、頭付スタッドφ13mmを溶接し、梁端から梁せいの3倍の位置まで厚さ70mmの床スラブを設けた。床スラブのコンクリート強度はFc36とした。

F60はS梁の曲げ降伏を想定しており、RC柱のコンクリート強度はFc60である。柱面からカバープレートまでのRC部分を柱梁接合部とみなすと、柱梁接合部は、せい620mm、幅350mmとなる。一方、S36は、柱梁接合部のせん断破壊を想定し、柱および柱梁接合部のコンクリート強度を床スラブと同じFc36とした。その他の仕様はF60と共通である。

表2、表3にコンクリートと鋼材の材料試験結果をそれぞれ示す。

（２）加力および計測方法

柱上部の油圧ジャッキにより一定軸力N(1,000kN)を作用させ、左右の油圧ジャッキの変位制御により梁に逆対称の荷重QGを載荷した。加力ルールは、折返し変形角Rを±2.5, 5, 10(2回), 13.3(2回), 20, 40, 50[×10^-3rad]とした正負漸増繰返し加力とした。各部に配置した変位計、および各部の鋼材に貼付けたひずみゲージにより、変形とひずみを計測した。

（３）実験結果
ａ）破壊状況および荷重-変形角関係
図１０にそれぞれNF60、F60及びS36の荷重-変形角関係を示す。

NF60は、R=+3.7×10^-3radで柱梁接合部にせん断ひび割れが確認された。R=+7.6×10^-3radでは、柱梁接合部内のウェブが部分的に降伏ひずみに達し、その後R=+10×10^-3radで梁端のフランジ部が降伏ひずみに達した。R=+15.6×10^-3radではウェブが全面的に降伏ひずみに達し、荷重-変形角曲線の勾配が緩やかになりR=+40×10^-3radで最大荷重を示した。最大荷重Q_Gmaxは152kN、材料試験値による降伏点を用いた梁の全塑性曲げ強度Q_MPは143kNであり、Q_GmaxはQ_MPを上回っている。Q_GmaxのQ_MPに対する余裕率Q_Gmax/Q_MPは1.07となった。荷重-変形角曲線は良好な復元力特性を示している。NF60の残留ひび割れ幅は、R=±10×10^-3rad経験後で0〜0.05mm、R=±13.3×10^-3rad経験後で0.05〜0.1mm、R=±20×10^-3rad経験後で0.1〜0.25mmであった。

F60は、R=+1.0×10^-3rad程度で床スラブに曲げひび割れが確認され、その後S梁とRC柱との連結部分の曲げひび割れが顕著に伸展する破壊経過を示した。R=+12.0×10^-3radで固定プレートが先行して降伏ひずみに達し、その後R=+13.2×10^-3radで梁端のフランジ部が降伏ひずみに達した。R=+34.5×10^-3radで最大荷重127kNを示し、次の加力サイクルで固定プレートが破断して荷重が低下した。本試験体は梁曲げ降伏破壊を想定した試験体であるが、梁フランジが降伏する降伏曲げ強度（Q_MY=109kN）を上回ったものの、梁の全塑性曲げ強度(Q_MP=143kN)には至らず、余裕率Q_Gmax/Q_MPは0.89となった。したがって、梁の全塑性曲げ強度を発揮させるためには、固定プレートの強度をより大きくする必要がある。

S36もF60と同様、S梁とRC柱の連結部分の曲げひび割れが顕著に伸展する破壊経過を示した。R=+11.1×10^-3radで固定プレートが先行して降伏ひずみに達し、その直後のR=+11.5×10^-3radで梁端のフランジ部が降伏ひずみに達した。R=+24.4×10^-3radでは、十字型ウェブプレートが全面的に降伏ひずみに達した。R=+40×10^-3radに最大荷重140kNを示し、次の加力サイクルのR=+50×10^-3radに向かう途中の変形角で固定プレートが破断して荷重が低下した。余裕率Q_Gmax/Q_MPは、0.98となった。S36は柱梁接合部破壊を想定した試験体であり、F60とは異なり十字形ウェブプレートの全面的な降伏を確認した。

図１０（ｂ）及び（ｃ）に示したように、F60, S36の荷重-変形角曲線は、おおむね良好な復元力特性を示している。よって、固定プレートを適切に補強することでNF60と同等な耐力と変形性能が期待できると考えられる。
b）柱梁接合部内の高強度異形鉄筋のひずみ分布

R=+2.5から+20×10^-3radにかけての各加力サイクルのピーク時における高強度異形鉄筋のひずみ分布は、柱梁接合部内において傾きを有する直線状の分布を示しており、コンクリートとの付着を保持し、鉄骨梁の連結機構として機能していることが分かる。R=+20×10^-3radにおけるF60, S36の高強度異形鉄筋のひずみ値は、引張応力側の柱面で最大となり、降伏ひずみの0.6〜0.7倍となった。一方、これに近接する固定プレートのひずみ値は、降伏ひずみの1.6〜1.9倍、梁フランジのひずみ値は2.2倍以上となった。

＜実施例２＞
固定部材（固定プレート）の強度確保を目的として行った片持ち形鉄骨梁の加力実験
（１）試験体
表4に試験体一覧を示す。試験体の形状は、FSN1及びFWN1が、図４（ａ）に示す形状に対応し、RSN1が図４（ｂ）に示す形状に対応し、FSN2が図４（ｃ）に示す形状に対応する。

実験要因は、高強度異形鉄筋をS梁フランジに接合する固定プレートの補強方法である。試験体は、RC柱を模擬した、せい×幅＝463×400mmのコンクリートスタブにS梁を接合した逆T形の片持ち梁の形状となっている。S梁の固定プレートから加力点までの距離h、S梁の断面（H-350x120x7x11）、およびS梁仕口部の仕様は、十字形架構試験体のものとほぼ同一となっているが、固定プレートに関しては、厚さを梁フランジ厚の1.1倍(PL-12, SM520C)、短辺の長さを梁せいの0.36倍に変更した。コンクリートスタブには、高強度異形鉄筋(2x6-D16, USD685A)と十字形ウェブプレートを模擬したPL-6(SM490A)の鋼板（以下、埋込み鋼板と呼ぶ）が埋込まれており、前者は固定プレートに、後者は梁ウェブにそれぞれ接合されている。本実験ではS梁端部のカバープレートを省略したため、固定プレートとこれに定着した高強度異形鉄筋のナット部分は、コンクリートスタブから露出した状態となっている。当該部のナット定着は、緩み防止と強度確保のためダブルナットとした。

FSN1は基本試験体であり、6-D16の高強度異形鉄筋を固定プレートの片側に一段配筋した接合方法となっている。FWN1は、FSN1に対し、高強度異形鉄筋と固定プレートをより強固に接合するために、固定プレートのコンクリート側にもナット（以下、裏当てナットと呼ぶ）を付加した試験体である。RSN1は、FSN1に対し、固定プレートの強度と剛性を向上させる目的で、固定プレートのコンクリート側の両縁にPL-9(SS400)の埋込み補強リブを溶接した試験体である。FSN2は、6-D16の高強度異形鉄筋を、梁フランジの両側に2段配筋した試験体である。これは、第２実施形態を想定した接合方法である。

表5に鋼材の材料試験結果を示す。

（２）加力および計測方法
コンクリートスタブを反力床にPC鋼棒で固定し、水平方向に設置した油圧ジャッキで鉄骨梁上部の加力点を静的に加力した。加力ルールは、折返し変形角Rを±2.5, 5, 10, 13.3, 20, 40, 50, 100[×10^-3rad] (各々1回)とした正負漸増繰返し加力である。各部に配置した変位計、および鋼材に貼付けたひずみゲージにより、各部の変形とひずみを計測した。

（３）実験結果
ａ）S梁仕口部の最終破壊状況
FSN1は、最大荷重時に水平補強リブと梁フランジの溶接部が破断した。当該部位が先行破壊し、荷重が低下したために、周辺部位の大きな変形等は見られなかった。FWN1は、高強度異形鉄筋で定着されてない側の固定プレートが、大きく曲げ変形した状態となった。固定プレートは、S梁の正負交番加力により繰返しの曲げ応力を受け、最大荷重時に固定プレートと梁フランジの溶接部が破断した。RSN1もFWN1と同様な固定プレートの変形が見られたが、埋込み補強リブによって固定プレートの曲げ変形が拘束されているために、変形量はFWN1ほど大きくならなかった。その一方で、埋込み補強リブの抜け出しに伴って生じたスタブ表面のコンクリートの損傷が顕著となった。また、梁フランジ・ウェブともに大きな座屈を生じた。FSN2は、高強度異形鉄筋を、梁フランジを挟んで二段配筋した接合方法となっているため、固定プレートの変形量は微小である。梁フランジ・ウェブに関しては、RSN1と同様に大きな座屈が生じた。

b）荷重と変形角の関係
図１１に、それぞれの試験体の荷重-変形角関係を示す。同図には材料試験による降伏点を用いて計算したS梁の全塑性曲げ強度QMP(=142kN)、S梁フランジの縁応力度がそれぞれ長期および短期許容応力度に達したときの許容曲げ荷重Q_ML(=67kN)、Q_MS(=101kN)をそれぞれ併記した。

各試験体の最大荷重は、正および負加力ともに梁の全塑性曲げ強度Q_MPを上回る値となった。各試験体の鋼材のひずみは、正および負加力ともに短期許容曲げ荷重Q_MSを超えた辺りから連続的に降伏に至っており、鋼材の降伏ひずみの発生傾向に関しては、試験体ごとの大きな差異はないといえる。各試験体の固定プレートの降伏ひずみ(◇印)に関しては、荷重-変形角曲線の勾配が緩やかになるQ_MP近傍での発生傾向が伺える。各試験体の荷重-変形角曲線は、RC部材に類似した復元力特性となった。以下、荷重-変形角曲線の正加力側についてその傾向を述べる。

FSN1は、Q_MP近傍で引張側の梁フランジ(FU2)が降伏し、次いで高強度異形鉄筋(BU3)、梁ウェブ(WU)、圧縮側の梁フランジ(FD2)、固定プレート(PU2)の順に降伏が生じた。その後、荷重-変形角曲線の勾配が緩やかになり、R=+40×10^-3radで最大荷重169kNに達した。次サイクルのR=+32.3×10^-3radで、水平補強リブと梁フランジの溶接部が破断し、荷重が低下した。

FWN1は、Q_MSを超えた辺りで梁ウェブ(WD)が降伏し、Q_MP近傍で固定プレート(PU2)、高強度異形鉄筋(BU3)および梁フランジ(FU2, FD2)が降伏した。その後荷重-変形角曲線の勾配が緩やかになり、R=+40×10^-3rad辺りから、固定プレートの曲げ変形が大きく進行した。R=+66.7×10^-3radで最大荷重182kNに達し、固定プレートと梁フランジの溶接部が破断した。FWN1のR=±40×10^-3radに至るまでの荷重-変形角曲線は、FSN1のそれとほぼ同様な曲線となっている。

RSN1は、Q_MP近傍で引張側の梁フランジ(FU2)、梁ウェブ(WD, WU)、圧縮側の梁フランジ(FD2)、高強度異形鉄筋(BU3)、固定プレート(PU2)が続けて降伏し、荷重-変形角曲線の勾配が緩やかになった。R=+58.8×10^-3radで最大荷重182kNに達し、梁が横座屈した。埋込み補強リブの抜け出しはR=±13.3×10^-3rad辺りから顕著となった。

FSN2は、Q_MP近傍で梁ウェブ(WD)、固定プレート(PU2)、引張・圧縮の梁フランジ(FU2, FD2)、高強度異形鉄筋(BU3)が続けて降伏し、荷重-変形角曲線の勾配
が緩やかになった。R=+50×10^-3radで最大荷重182kNに達し、S梁が横座屈した。固定プレートの変形量は、全加力サイクルを通して微小であった。

c）固定プレートの補強方法と最大荷重
表6に実験値の最大荷重Q_maxとS梁の全塑性曲げ強度Q_MPの比較を示す。

各試験体の最大荷重Q_maxは161〜194kN、Q_max時の部材変形角Rは40〜67×10^-3radとなっている。正加力時のQ_maxのQ_MPに対する余裕率Q_max / Q_MPは、基本試験体であるFSN1で1.19、これに裏ナットを付加したFWN1で1.28、固定プレートを埋込みリブで補強したRSN1で1.28、高強度異形鉄筋を二段配筋したFSN2で1.37となり、いずれの試験体のQ_maxもQ_MPを上回った。固定プレートの補強方法の違いにより、最大荷重や固定プレートの変形状態、およびスタブコンクリートの損傷状況に差異が生じたが、試験体ごとに、それぞれの固定プレートの補強効果を確認できた。

＜第１実施形態＞
１０…鉄筋コンクリート柱、１１…鉄骨梁（１１ａ〜１１ｄ：第１〜第４鉄骨梁）、１２…十字形ウェブプレート、１３…上側固定部材（１３ａ〜１３ｄ：第１〜第４上側固定部材）、１４…下側固定部材（１４ａ〜１４ｄ：第１〜第４下側固定部材）、１５…上側鋼棒材（１５ａ、１５ｂ：第１上側鋼棒材、第２上側鋼棒材）、１６…下側鋼棒材（１６ａ、１６ｂ：第１下側鋼棒材、第２下側鋼棒材）、１７…継手板、１８…高力ボルト、１９…主筋、２０…帯筋、２１…ウェブ、２２…上フランジ、２３…下フランジ、２４…第１連結プレート（２４ａ：第１鋼板、２４ｂ：第２鋼板）、２５…第２連結プレート、２６，３０…固定プレート、２７，３１…水平補強リブ、２８，３２…鉛直補強リブ、２９，３３…孔、３４，３５…埋込み補強リブ、３６…定着ナット、３７…シース管、３８…継手部、３９…鉄骨ブレース、４０…上側リングプレート、４１…下側リングプレート
＜第２実施形態＞
５０…鉄筋コンクリート柱、５１…鉄骨梁（５１ａ，５１ｂ：第１鉄骨梁、第２鉄骨梁）、５２…第３鉄骨梁、５３…連結プレート（５３ａ，５３ｂ：第１鋼板、第２鋼板）、５４…上側固定部材（５４ａ，５４ｂ：第１上側固定部材、第２上側固定部材）、５５…下側固定部材（５５ａ，５５ｂ：第１下側固定部材、第２下側固定部材）、５６…上側鋼棒材、５７…下側鋼棒材、６１…ウェブ、６２…上フランジ、６３…下フランジ
＜従来技術＞
１０１…鉄骨梁、１０２…鉄筋コンクリート柱、１０３…ふさぎ板、１０４…主筋、１０５…せん断補強筋、１０６…支圧板

Claims (8)

1. コンクリート柱と鉄骨梁との接合構造であって、
   ウェブ、該ウェブの上端に結合した上フランジ及び該ウェブの下端に結合した下フランジを有し、水平方向に延在する第１鉄骨梁と、
   ウェブ、該ウェブの上端に結合した上フランジ及び該ウェブの下端に結合した下フランジを有し、前記第１鉄骨梁の延長線上に延在する第２鉄骨梁と、
   前記第１鉄骨梁のウェブ及び前記第２鉄骨梁のウェブの互いに対向する端部にその両端部が連結される第１連結プレートと、
   前記第１鉄骨梁の前記上フランジ及び前記下フランジの前記第１連結プレートが連結される側の端部に各々結合される第１上側固定部材及び第１下側固定部材と、
   前記第２鉄骨梁の前記上フランジ及び前記下フランジの前記第１連結プレートが連結される側の端部に各々結合される第２上側固定部材及び第２下側固定部材と、
   前記第１上側固定部材及び前記第２上側固定部材を互いに連結する第１上側鋼棒材と、
   前記第１下側固定部材及び前記第２下側固定部材を互いに連結する第１下側鋼棒材と、
   前記第１連結プレートを保持し、前記第１上側鋼棒材及び前記第１下側鋼棒材の各々を貫通させ、前記第１及び第２上側固定部材並びに前記第１及び第２下側固定部材が当接するコンクリート柱とを備えることを特徴とするコンクリート柱と鉄骨梁との接合構造。
2. ウェブ、該ウェブの上端に結合した上フランジ及び該ウェブの下端に結合した下フランジを有し、水平方向に延在し、前記第１鉄骨梁及び前記第２鉄骨梁の延在方向に所定の角度を持って交差するように、前記コンクリート柱を貫通する、第３鉄骨梁を更に備え、
   前記第１連結プレートは、一端が前記第１鉄骨梁のウェブに連結され、他端が前記第３鉄骨梁のウェブに溶接される第１鋼板と、一端が前記第２鉄骨梁のウェブに連結され、他端が前記第３鉄骨梁のウェブに溶接される第２鋼板とを有することを特徴とする請求項１に記載のコンクリート柱と鉄骨梁との接合構造。
3. 前記第１上側鋼棒材及び前記第１下側鋼棒材の各々は、上下２段に配列された複数の鋼棒材を有し、
   前記複数の鋼棒材の各々の両端部が、それぞれ、前記第１上側固定部材及び前記第２上側固定部材、又は前記第１下側固定部材及び前記第２下側固定部材に連結されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコンクリート柱と鉄骨梁との接合構造。
4. ウェブ、該ウェブの上端に結合した上フランジ及び該ウェブの下端に結合した下フランジを有し、その延長線が前記第１鉄骨梁及び前記第２鉄骨梁の延在方向に所定の角度を持って交差するように水平方向に延在する第３鉄骨梁と、
   ウェブ、該ウェブの上端に結合した上フランジ及び該ウェブの下端に結合した下フランジを有し、前記第３鉄骨梁の延長線上に延在する第４鉄骨梁と、
   前記第３鉄骨梁のウェブ及び前記第４鉄骨梁のウェブの互いに対向する端部にその両端部が連結される第２連結プレートと、
   前記第３鉄骨梁の前記上フランジ及び前記下フランジの前記第２連結プレートが連結される側の端部に各々結合される第３上側固定部材及び第３下側固定部材と、
   前記第４鉄骨梁の前記上フランジ及び前記下フランジの前記第２連結プレートが連結される側の端部に各々結合される第４上側固定部材及び第４下側固定部材と、
   前記第３上側固定部材及び前記第４上側固定部材を互いに連結する第２上側鋼棒材と、
   前記第３下側固定部材及び前記第４下側固定部材を互いに連結する第２下側鋼棒材とを更に備え、
   前記第２連結プレートは、前記コンクリート柱に保持され、
   前記第１連結プレートは、一端が前記第１鉄骨梁のウェブに連結され、他端が前記第２連結プレートに溶接される第１鋼板と、一端が前記第２鉄骨梁のウェブに連結され、他端が前記第２連結プレートに溶接される第２鋼板とを有し、
   前記第３及び第４上側固定部材、並びに前記第３及び第４下側固定部材は、前記コンクリート柱に当接していることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート柱と鉄骨梁との接合構造。
5. 前記第１及び第２鉄骨梁の延在方向と前記第３及び第４鉄骨梁の延在方向とは直交しており、
   前記第１連結プレートと前記第２連結プレートとが結合して平面視で十字形を呈する十字形ウェブプレートを形成することを特徴とする請求項４に記載のコンクリート柱と鉄骨梁との接合構造。
6. 前記コンクリート柱は、前記十字形ウェブプレートと、前記第１及び第２鋼棒材、又は前記第１及び第２鋼棒材が挿入されるシース管とが取り付けられたプレキャストコンクリートであり、前記十字形ウェブプレートの各端部は、前記コンクリート柱から露出していることを特徴とする請求項５に記載のコンクリート柱と鉄骨梁との接合構造。
7. 一端が前記コンクリート柱と前記第１〜第４鉄骨梁のいずれかとの接合部に取り付けられる鉄骨ブレースを更に備え、
   前記第１〜第４上側固定部材は、一体化されて前記コンクリート柱の側面を取り囲む上側リングプレートを形成し、
   前記第１〜第４下側固定部材は、一体化されて前記コンクリート柱の側面を取り囲む下側リングプレートを形成し、
   前記第１〜第４鉄骨梁と前記十字形ウェブプレートとの連結は、前記第１〜第４鉄骨梁のウェブと前記十字形ウェブプレートとの溶接によって行われ、
   前記第１〜第４鉄骨梁と前記第１〜第４上側固定部材との結合は、前記第１〜第４鉄骨梁の上フランジと前記第１〜第４上側固定部材との溶接によって行われ、
   前記第１〜第４鉄骨梁と前記第１〜第４下側固定部材との結合は、前記第１〜第４鉄骨梁の下フランジと前記第１〜第４下側固定部材との溶接によって行われることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のコンクリート柱と鉄骨梁との接合構造。
8. 前記コンクリート柱は、前記第１及び第２鉄骨梁が接合する部分において柱せいが拡幅され、
   前記上側及び第１下側鋼棒材は、前記コンクリート柱に付着していることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のコンクリート柱と鉄骨梁との接合構造。

Images