JP2016023414A - 柱・梁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】定着体突起を無くした柱・梁構造を提供する。
【解決手段】支圧板２４２，２５２を備えた定着体２４０，２５０と定着体２４０，２５０から梁２２０，２３０内に延びるシース２２２，２３２とが２本の梁２２０，２３０それぞれに対応して備えられて、一方の梁（例えば梁２２０）内に延びるシース２２２が、他方の梁（例えば梁２３０）内に延びるシース２３２が繋がる相手側定着体２５０の支圧板２５２の背面を通る位置に配設され、シース２２２，２３２の、相手側定着体２５０，２４０側に、シース２２２，２３２に近接配列された格子鉄筋２１７を備え、定着体２４０，２５０が鉄筋コンクリート柱２１０に突出部を形成することなく、鉄筋コンクリート柱２１０に埋め込まれている。
【選択図】図５

Description

本発明は、鉄筋コンクリート柱またはプレストレスト・コンクリート柱と、プレストレスト・コンクリート梁とを有する柱・梁構造に関する。

ＰＣａＰＣ造建物における隅柱および側柱では、梁のＰＣケーブル定着体、補強スパイラル筋、直交するＰＣケーブル、鉄筋などが混在するため、構造的に必要な柱寸法の柱梁接合部内に定着体を納めることが困難な場合が多く、その際には定着体が断面内に収まるように柱断面を大きくするか、あるいは、特許文献１、非特許文献１などに示されているように柱部に定着体を納めるための突起を設けることにより対処している。これらの対処法では、柱断面の増大が部材数量増によるコストアップにつながり、また、柱梁接合部内に定着体を納めて柱部の突起を解消したいとの要望に応えることができない。

特開２００４−１９０４２３号公報

プレストレストコンクリート設計施工規準・同解説 編集・著作人 社団法人日本建築学会 発売所 丸善株式会社

本発明は、定着体に起因する突起を無くした柱・梁構造を提供することを目的とする。

本発明の柱・梁構造のうちの、隅柱に適用される第１の柱・梁構造は、鉄筋コンクリート柱またはプレストレスト・コンクリート柱と、その柱から互いに直交する向きに延びる２本のプレストレストコンクリート梁とを有する柱・梁構造であって、
支圧板を備えた定着体とその定着体から梁内に延びるシースとが上記の２本の梁それぞれに対応して備えられて、一方の梁内に延びるシースが、他方の梁内に延びるシースが繋がる相手側定着体の支圧板の背面を通る位置に配設され、
上記シースの、相手側定着体側に、シースに近接配列された格子鉄筋を備え、
柱に突出部を形成することも構造的に必要な柱寸法よりも大きくすることもなく定着体が柱に埋め込まれていることを特徴とする。

また、本発明のうちの、側柱に適用される第２の柱・梁構造は、
鉄筋コンクリート柱またはプレストレスト・コンクリート柱と、その柱から延びる第１のプレストレストコンクリート梁と、第１のプレストレスト・コンクリート梁とは直交する向きに、その柱を通過して延びる第２のプレストレスト・コンクリート梁とを有する柱・梁構造であって、
柱内から第１のプレストレスト・コンクリート梁内に延びる第１のシースと、
柱内において第１のシースに接続された、支圧板を備えた定着体と、
支圧板の背面を通り柱を貫通して第２のプレストレスト・コンクリート梁内に延びる第２のシースと、
第２のシースの上記の定着体側に近傍配列された格子鉄筋とを備え、
柱に突出部を形成することも構造的に必要な柱寸法よりも大きくすることもなく定着体が柱に埋め込まれていることを特徴とする。

ここで、本発明の第１の柱・梁構造および第２の柱・梁構造のいずれにおいても、上記支圧板が、割裂補強筋を不要とする支圧応力となる大きさの支圧板であることが好ましい。

本発明の柱・梁構造によれば、柱・梁接合部以外の部分の柱断面をむやみに増大させることなく、かつ柱に突出部を形成することもなく、確実な構造安全性を備えた柱・梁構造を構築することができる。

従来のＰＣ建築物等の隅角部のＰＣａＰＣ柱・梁の接合部の配筋およびＰＣ定着構造を示す平面図であり、定着体が断面内に収まるように、構造的に必要な柱寸法よりも柱断面を大きくした例である。 従来のＰＣ建築物等の隅角部のＰＣａＰＣ柱・梁の接合部の配筋およびＰＣ定着構造を示す平面図であり、柱部に定着体を納めるための突起を設けた例である。 従来のＰＣ建築物等の隅角部のＰＣａＰＣ柱・梁接合部の配筋およびＰＣ定着構造を示す側面図であり、柱部に定着部を納めるための突起を設けた例である。 図２，図３に示すような、スパイラル筋を備えた定着体が用いられた建築物の外観の一例を示した図である。 本発明の一実施形態としてのＰＣ建築物等の隅角部のＰＣａＰＣ柱・梁の接合部の配筋およびＰＣ定着構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態としてのＰＣ建築物等の隅角部のＰＣａＰＣ柱・梁の接合部の配筋およびＰＣ定着構造を示す、図５のＡ−Ａ矢視図である。 本発明の一実施形態としてのＰＣ建築物等の側柱部のＰＣａＰＣ柱・梁接合部の配筋およびＰＣ定着構造を示す平面図である。

以下、本発明に対する比較例の柱・梁構造の一例について説明し、その後、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、従来のＰＣ建築物等の隅角部のＰＣａＰＣ柱・梁の接合部の配筋およびＰＣ定着構造を示す平面図であり、定着体が断面内に収まるように、構造的に必要な柱寸法よりも柱断面を大きくした例である。

図１には、柱１０と、その柱１０から互いに直交する向きに延びる２本の梁２０，３０が示されている。コンクリートはプロフィールのみ示されている。また、梁２０，３０内の配筋は図示省略されている。

一方の梁２０には、上下左右の計４本のＰＣケーブル２1が配設されている。これらの各ＰＣケーブル２１は、シース２２で覆われている。梁２０は、目地材２３を介して柱１０の側面に接続されている。ＰＣケーブル２１の定着体４０は、柱１０内に設けられている。

もう一方の梁３０にも、左右２本、上下２本の計４本のＰＣケーブル３１が各シース３２内に配設されている。この梁３０は、目地材３３を介して柱１０の側面に接続されている。ＰＣケーブル３１の定着体５０は柱１０内に設けられている。柱１０は、プレキャストコンクリート柱であり、複数本のＰＣ鋼棒１１が用いられている。各ＰＣ鋼棒１１は各シース１２に覆われている。また、柱１０内には、主筋１３やフープ筋１４が配設されている。フープ筋１４は、ケーブル定着部を避けて、配置可能な部分を探して配筋されている。柱１０と梁２０，３０は、目地材２３,３３を介して接合され、柱１０内に定着体４０，５０が配設され、梁２０，３０内のＰＣケーブル２１，３１の端部が定着されている。定着体４０，５０には、図１に示すように、割裂応力を負担するスパイラル筋４１，５１が設けられている。このため、定着体４０，５０どうしの干渉を防止するために、定着体４０と定着体５０を図１に示すように互いに離れた位置に配設せざるを得ないなど、定着体や鉄筋の配列が大きく制約され、またフープ筋を配設するためにも多くの制約がある。

この図１に示す例は、鉛直に延びるＰＣ鋼棒１１が柱１０の４隅に配置されているため、この柱１０は定着体４０が配置されている部分だけでなく、柱１０の全体がこの図１に示す断面の柱寸法を有する。すなわち、この図１は、定着体が柱断面内に収まるように、構造的に必要な柱寸法よりも柱断面を大きくした例である。

図２，図３も図１と同様、従来のＰＣ建築物等の隅角部のＰＣａＰＣ柱・梁接合部の配筋およびＰＣ定着構造を示す、それぞれ平面図、および側面図である。これら図２，図３は、柱部に定着部を納めるための突起を設けた例である。図２に示す破線が、柱の標準断面と突起部１１９との境界である。

これら図２，図３に示す例においても、図１に示す例と同様、柱１１０と、その柱１１０から互いに直交する向きに延びる２本の梁１２０，１３０が示されている。コンクリートはプロフィールのみ示されている。また、梁１２０，１３０内の配筋は図示省略されている。また、図３に示すように、この柱１１０の上には目地材１１３を介して次の柱１１０’が接続される。ここでは、上に接続される柱１１０’についての配筋等についても図示省略されている。

一方の梁１２０には、上下左右の計４本のＰＣケーブル１２１が配設されている。これらの各ＰＣケーブル１２１は、シース１２２で覆われている。梁１２０は、目地材１２３を介して柱１１０の側面に接続されている。ＰＣケーブル１２１の定着体１４０は、柱１１０の突起部１１９内に設けられている。

もう一方の梁１３０にも、上下２本左右２本の、計４本のＰＣケーブル１３１が各シース１３２内に配設されている。この梁１３０は、目地材１３３を介して柱１１０の側面に接続されている。ＰＣケーブル１３１の定着体１５０は柱１１０の突出部１１９内に設けられている。

柱１１０は、プレキャストコンクリート柱であり、複数本のＰＣ鋼棒１１１が用いられている。各ＰＣ鋼棒１１１は各シース１１２に覆われている。図３に示すように、それらのＰＣ鋼棒１１１の上端は、ナット１１８により支圧板１１７に固定されている。これら複数本のＰＣ鋼棒１１１は、いずれも、突出部１１９に食み出ることなく、柱１１０の標準断面内に配置されている。また、柱１１０には、フープ筋１１４や主筋（不図示）が配置されている。これらのフープ筋１１４等も柱１１０の標準断面内に配置されている。

柱１１０と梁１２０，１３０は、目地材１２３，１３３を介して接合され、柱１１０の突出部１１９内に定着体１４０，１５０が配設されて、梁１２０，１３０内のＰＣケーブル１２１，１３１の端部が定着体１４０，１５０に定着されている。定着体１４０，１５０には、割裂応力を負担するスパイラル筋１４１，１５１が設けられている。このため、この図２，図３に示す例においても、定着体１４０，１５０を互いに離れた位置に配設せざるを得ない。また、柱１１０の断面寸法を構造的に必要な寸法に収めようとすると定着体１４０，１５０がその寸法に収まらないため突出部１１９が形成されてしまうなど、大きな制約がある。

図４は、図２，図３に示すような、スパイラル筋を備えた定着体が用いられた建築物の外観の一例を示した図である。

図２，図３のような定着体を用い、柱の断面寸法を構造上必要な断面寸法に収めようとすると、その定着体の部分に突出部１１９が設けられた構造の柱となり、建物の意匠上問題となる。この突出部１１９は、隅柱１１０だけでなく側柱１６０にも形成されている。

比較例についての以上の説明を踏まえ、以下、本発明の実施形態について説明する。

図５，図６は、本発明の一実施形態としてのＰＣ建築物等の隅角部のＰＣａＰＣ柱・梁の接合部の配筋およびＰＣ定着構造を示す、それぞれ平面図および図５のＡ−Ａ矢視図である。

ここには、柱２１０と、その柱２１０から互いに直交する向きに延びる２本の梁２２０，２３０が示されている。コンクリートはプロフィールのみ示されている。また、梁２２０，２３０内の配筋は図示省略されている。また、柱２１０についても一部のフープ筋等の図示が省略されている。さらに、図６に示すように、この柱２１０上には、目地材２１３を介して次の柱２１０’が接続される。ここでは、上に接続される柱２１０’についての配筋等についても図示省略されている。

一方の梁２２０には、上下左右２本ずつの計４本のＰＣケーブル２２１が配設され、それぞれがシース２２２に覆われている。梁２２０は目地材２２３を介して柱２１０の側面に接続されている。ＰＣケーブル２２１の定着体２４０は柱２１０内に設けられている。

もう一方の梁２３０にも、左右２本、上下２本、計４本のＰＣケーブル２３１が各シース２３２内に配設されている。この梁２３０は、目地材２３３を介して柱２１０の側面に接続されている。ＰＣケーブル２３１の定着体２５０は、柱２１０内に設けられている。

柱２１０は、プレキャストコンクリート柱であり、複数本のＰＣ鋼棒２１１が配設されている。各ＰＣ鋼棒２１１は、各シース２１２に覆われている。また、柱２１０内には、主筋２１３やフープ筋２１４が配設されている。

柱２１０と梁２２０，２３０は、目地材２２３，２３３を介して接合され、柱２１０内に定着体２４０，２５０が配設され、それらの定着体２４０，２５０に、梁２２０，２３０内のＰＣケーブル２２１，２３１の端部がそれぞれ定着されている。

各定着体２４０，２５０は、鋼管２４１，２５１の端部に支圧板２４２，２５２を備え、各鋼管２４１，２５１内にアンカーディスク２４３，２５３を備えた構造を有する。支圧板２４２，２５２は、本実施形態では、計算上、柱２１０内にコンクリートが完全充填されていた場合に割裂補強筋を不要とする大きさとなっている。具体的には、本実施形態では、この支圧板２４２，２５２として、支圧応力が５３Ｎ／ｍｍ^２以下となる縦３００ｍｍ×横２４０ｍｍの大きさの鋼板が用いられている。このため、この支圧板２４２，２５２を配設したことで支圧の負担自体は十分である。ただし、ここでは、図５に示すように、２本の梁２２０，２３０のうちの一方の梁２２０内に延びるシース２２２は、柱２１０内において、もう一方の梁２３０内に延びるシース２３２が繋がっている相手側定着体２５０の支圧板２５２の背面に配設されている。すなわち、シース２２２は、梁２３０の延びる、図５に示す矢印Ｙ方向に見たときに、少なくとも一部が相手側定着体２５０の支圧板２５２の背面に隠れるようにしてその支圧板２５２よりも柱２１０の内側を通過する位置に配設されている。またこれと同様に、２本の梁２２０，２３０のうちのもう一方の梁２３０内に延びるシース２３２は、柱２１０内において、梁２２０内に延びるシース２２２が繋がっている相手側定着体２４０の支圧板２４２の背面を通る位置に配設されている（図６を合わせて参照）。このため、ここでは、それらのシース２２２，２３２の、各相手側定着体２５０，２４０側の各シース２２２，２３２寄りの位置に、横筋２１５と縦筋２１６とからなる格子鉄筋２１７が配設されている。これにより、ＰＣケーブル２２１，２３１の緊張力によりシース２２２，２３２が潰れて定着体２４０，２５０が柱２１０内にめり込むことなどの不具合の発生が防止されている。

本実施形態によれば、十分な強度を保ちながら、直交方向に延びるシース２２２，２３２を、相手側定着体２５０，２４０の支圧板２５２，２４２の背面に重なる高さ位置を通過するように互いに近接配置することができる。これにより、柱２１０に、定着体２４０，２５０を収めるための突起を設ける必要がなくなり、意匠上優れた建築物を構築することができる。また、柱断面を構造的に必要な柱寸法よりも大きくする必要も無くコストアップを防ぐことができる。

尚、本実施形態では、各梁２２０，２３０内にそれぞれ４本ずつのＰＣケーブル２２１，２３１が配設されている例について説明したが、これは例示に過ぎず、構造設計上必要な本数のＰＣケーブルが配設される。

上記の図５，図６に示す実施形態は、隅柱２１０（図４に示す隅柱１１０参照）に適用される柱・梁構造の一例である。次に側柱（図４に示す側柱１６０参照）に適用される柱・梁構造の一例について説明する。

図７は、本発明の一実施形態としてのＰＣ建築物等の側柱部のＰＣａＰＣ柱・梁接合部の配筋およびＰＣ定着構造を示す平面図である。

ここには、柱２６０と、その柱２６０から延びる２本の梁２７０，２８０が示されている。コンクリートはプロフィールのみ示されている。また、梁２７０，２８０内の配筋は図示省略されている。また、柱２６０についても一部のフープ筋等の図示が省略されている。前述の実施形態における図６と同様、この柱２６０の上には、目地材を介して次の柱が接続されるが、本実施形態では、上に接続される柱については図示を省略する。

一方の梁２７０は、柱２６０から延びる、本発明にいうプレストレスト・コンクリート柱の一例に相当する。この梁２７０には、上下左右２本ずつの計４本のＰＣケーブル２７１が配設され、それぞれがシース２７２に覆われている。梁２７０は目地材２７３を介して柱２６０の側面に接続されている。ＰＣケーブル２７１の定着体２９０は柱２６０内に設けられている。

もう一方の梁２８０は、梁２７０と直交する向きに、柱２６０を通過して延びている。この梁２８０は、本発明にいう第２のプレストレスト・コンクリート柱の一例に相当する。この梁２８０にも、左右２本、上下２本、計４本のＰＣケーブル２８１が各シース２８２内に配設されている。この梁２８０は、目地材２８３を介して柱２６０の側面に接続されている。

柱２６０は、プレキャスト・コンクリート柱であり、複数本のＰＣ鋼棒２６１が配設されている。各ＰＣ鋼棒２６１は、各シース２６２に覆われている。また、柱２６０内には、主筋２６３やフープ筋２６４が配設されている。

柱２６０と梁２７０，２８０は、目地材２７３，２８３を介して接合されている。柱２６０内には定着体２９０が配設され、その定着体２９０に、梁２７０内のＰＣケーブル２７１の端部がそれぞれ定着されている。

定着体２９０は、鋼管２９１の端部に支圧板２９２を備え、鋼管２９１内にアンカーディスク２９３を備えた構造を有する。支圧板２９２は、本実施形態では、計算上、柱２６０内にコンクリートが完全充填されていた場合に割裂補強筋を不要とする大きさとなっている。具体的には、前述の実施形態と同様、本実施形態でも、この支圧板２９２として、支圧応力が５３Ｎ／ｍｍ^２以下となる縦３００ｍｍ×横２４０ｍｍの大きさの鋼板が用いられている。このため、この支圧板２９２を配設したことで支圧の負担自体は十分である。ただし本実施形態では、２本の梁２７０，２８０のうちの一方の梁２８０内に延びるシース２８２は、柱２６０内において、もう一方の梁２７０内に延びるシース２７２が繋がっている定着体２９０の支圧板２９２の背面に配設されている。すなわち、シース２８２は、梁２７０の延びる、図７に示す矢印Ｘ方向に見たときに、少なくとも一部が定着体２９０の支圧板２９２の背面に隠れるようにして、その支圧板２９２よりも柱２６０の内側を通過する位置に配設されている。このため、ここでは、シース２８２の定着体２９０側の、シース２８２寄りの位置に、横筋２６５と縦筋２６６とからなる格子鉄筋２６７が配設されている。これにより、ＰＣケーブル２７１の緊張力によりシース２８２が潰れて定着体２９０が柱２６０内にめり込むことなどの不具合の発生が防止されている。

本実施形態によれば、十分な強度を保ちながら、シース２８２を、定着体２９０の支圧板２９２の背面に重なる高さ位置を通過するように近接配置することができる。これにより、柱２６０に、定着体２９０を収めるための突起を設ける必要がなくなり、意匠上優れた建築物を構築することができる。また、柱断面を構造的に必要な柱寸法よりも大きくする必要も無くコストアップを防ぐことができる。

尚、本実施形態でも、各梁２７０，２８０内にそれぞれ４本ずつのＰＣケーブル２７１，２８１が配設されている例について説明したが、これは例示に過ぎず、構造設計上必要な本数のＰＣケーブルが配設される。

また、上述のいずれの実施形態においても、支圧板は、計算上、柱２１０，２６０内にコンクリートが完全充填されていた場合に割裂補強筋が不要となる大きさである旨、説明したが、これも一例であり、補強筋量等によっては、その大きさを減じてもよい。

さらに、上述のいずれの実施形態も柱２１０，２６０がＰＣａＰＣ柱である旨、説明したが、本発明は、ＰＣａＰＣ柱のみではなく、現場でコンクリートを打設するタイプのＰＣ柱あるいは鉄筋コンクリート柱を採用した柱・梁接合部にも同様に適用することができる。

１０，１１０，２１０，２６０ 柱
１１，１１１，２１１，２６１ ＰＣ鋼棒
１３，２１３，２６３ 主筋
１４，１１４，２１４，２６４ フープ筋
２０，３０，１２０，１３０，２２０，２３０，２７０，２８０ 梁
２１，３１，１２１，１３１，２２１，２３１，２７１，２８１ ＰＣケーブル
１２，２２，３２，１１２，１２２，１３２，２２２，２３２，２７２，２７３ シース
２３，３３，１１３，１２３，１３３，２１３，２２３，２３３，２７３，２８３ 目地材
４０，５０，１４０，１５０，２４０，２５０，２９０ 定着体
４１，５１，１４１，１５１ スパイラル筋
１１７，２４２，２５２，２９２ 支圧板
２１５，２６５ 横筋
２１６，２６６ 縦筋
２１７，２６７ 格子鉄筋
２４１，２５１，２９１ 鋼管
２４３，２５３，２９３ アンカーディスク

Claims (3)

1. 鉄筋コンクリート柱またはプレストレスト・コンクリート柱と、該鉄筋コンクリート柱またはプレストレスト・コンクリート柱から互いに直交する向きに延びる２本のプレストレストコンクリート梁とを有する柱・梁構造であって、
   支圧板を備えた定着体と該定着体から梁内に延びるシースとが前記２本の梁それぞれに対応して備えられて、一方の梁内に延びるシースが、他方の梁内に延びるシースが繋がる相手側定着体の支圧板の背面を通る位置に配設され、
   前記シースの、前記相手側定着体側に、該シースに近接配列された格子鉄筋を備え、
   前記鉄筋コンクリート柱またはプレストレスト・コンクリート柱に突出部を形成することも構造的に必要な柱寸法よりも大きくすることもなく前記定着体が該鉄筋コンクリート柱またはプレストレスト・コンクリート柱に埋め込まれていることを特徴とする柱・梁構造。
2. 鉄筋コンクリート柱またはプレストレスト・コンクリート柱と、該鉄筋コンクリート柱またはプレストレスト・コンクリート柱から延びる第１のプレストレスト・コンクリート梁と、該第１のプレストレスト・コンクリート梁とは直交する向きに該鉄筋コンクリート柱またはプレストレスト・コンクリート柱を通過して延びる第２のプレストレスト・コンクリート梁とを有する柱・梁構造であって、
   前記柱内から前記第１のプレストレスト・コンクリート梁内に延びる第１のシースと、
   前記柱内において前記第１のシースに接続された、支圧板を備えた定着体と、
   前記支圧板の背面を通り前記柱を貫通して前記第２のプレストレスト・コンクリート梁内に延びる第２のシースと、
   前記第２のシースの前記定着体側に近傍配列された格子鉄筋とを備え、
   前記鉄筋コンクリート柱またはプレストレスト・コンクリート柱に突出部を形成することも構造的に必要な柱寸法よりも大きくすることもなく前記定着体が該鉄筋コンクリート柱またはプレストレスト・コンクリート柱に埋め込まれていることを特徴とする柱・梁構造。
3. 前記支圧板が、割裂補強筋を不要とする支圧応力となる大きさの支圧板であることを特徴とする請求項１又は２記載の柱・梁構造。

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