JP2016050377A - 柱脚部と鉄骨梁との接合構造 - Google Patents

柱脚部と鉄骨梁との接合構造 Download PDF

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【課題】柱脚部と鉄骨梁との接合部位における溶接接合を削減する。【解決手段】柱主筋14の下端部16が配筋されたコンクリート造の柱脚部50にX方向に沿った鉄骨梁20が貫通し、柱脚部50と鉄骨梁20とが接合されている。よって、柱脚部50と鉄骨梁20との接合部位における溶接接合が削減されるので、施工性が向上する。また、柱脚部50の側面50Aを鋼製枠60A、60B、60C、60Dで囲むことで、柱脚部50のコンクリートに対する横拘束力及び支圧力が得られる。よって、柱脚部50の耐力が向上する。また、鋼製枠60A、60B、60C、60Dを施工時にコンクリートの型枠として利用できる。【選択図】図1

Description

本発明は、柱脚部と鉄骨梁との接合構造に関する。
特許文献1には、地中に打設された杭の杭頭に環装されると共にコンクリートが充填された接合鋼管に、鉄骨柱と鉄骨製の基礎梁とが溶接接合された構造が開示されている(特許文献1を参照)。
しかし、溶接接合は、溶接時間がかかると共に専門の溶接工が必要であるので、施工効率が低下する要因となっている。よって、溶接接合を削減させることが求められている
特開平7−26568号公報
本発明は、上記事実を鑑み、柱脚部と鉄骨梁との接合部位における溶接接合を削減することが課題である。
請求項1の柱脚部と鉄骨梁との接合構造は、柱主筋が配筋されたコンクリート造の柱脚部と、前記柱脚部を貫通する鉄骨梁と、を備えている。
請求項1に記載の柱脚部と鉄骨梁との接合構造では、柱主筋が配筋されたコンクリート造の柱脚部に鉄骨梁が貫通し、柱脚部と鉄骨梁とが接合されている。よって、柱脚部と鉄骨梁との接合部位における溶接接合が削減されるので、施工性が向上する。
また、鉄骨梁が柱脚部で分割されていないので、柱脚部の両側で鉄骨梁の位置を合わせる必要がない。よって、精度が向上すると共に施工性が向上する。
請求項2の柱脚部と鉄骨梁との接合構造は、前記柱脚部の側面を囲む鋼製枠を有している。
請求項2に記載の柱脚部と鉄骨梁との接合構造では、柱脚部の側面を鋼製枠で囲むことで、柱脚部のコンクリートに対する横拘束力及び支圧力が得られる。よって、柱脚部の耐力が向上する。また、鋼製枠を施工時に型枠として利用できる。
請求項3の柱脚部と鉄骨梁との接合構造は、前記鋼製枠は前記鉄骨梁に接合され、前記鋼製枠の内壁面には、前記柱主筋に作用する引張応力を前記鋼製枠に伝達する応力伝達手段が設けられている。
請求項3に記載の柱脚部と鉄骨梁との接合構造では、柱主筋に作用する引張応力が、柱脚部のコンクリートから応力伝達手段によって鋼製枠に伝達され、鋼製枠から鉄骨梁に伝達される。よって、柱主筋に作用する引張応力を、鋼製枠を介して鉄骨梁が効果的に負担する。
本発明によれば、柱脚部と鉄骨梁との接合部位における溶接接合を削減することができる。
本発明の一実施形態に係る柱脚部と鉄骨梁との接合構造を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る柱脚部と鉄骨梁との接合構造を示すX方向に沿った縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る柱脚部と鉄骨梁との接合構造を示す平面図である。
<実施形態>
図1〜図3を用いて、本発明の一実施形態に係る柱脚部と鉄骨梁との接合構造について説明する。なお、各図において、水平方向(水平面)における直交する二方向をX方向及びY方向とし、X方向及びY方向(水平面)に直交する鉛直方向をZ方向とする。
(構造)
図1〜図3に示すように、鉄筋コンクリート造の柱10(図1及び図2を参照)の柱脚部(仕口部)50には、X方向に沿って配置された鉄骨梁20が貫通している。また、この柱脚部50内において、Y方向に沿って配置された鉄骨梁30Aと鉄骨梁30B(図1及び図3を参照)とが、鉄骨梁20に溶接接合されている。なお、本実施形態では、鉄骨梁20、30A、30Bは、いずれもH形鋼で構成されている。
図2に示すように、鉄骨梁20、鉄骨梁30A及び鉄骨梁30B(図1及び図3を参照)に、コンクリート造のスラブ120が支持されている。また、柱10には、複数の柱主筋14(図1及び図3も参照)と複数のせん断補強筋12とが配筋されている。柱主筋14は、柱10の外周部分に間隔を開けて配筋されている(図1及び図3も参照)。せん断補強筋12は、平面視で外形が略矩形の環状部材であり、柱主筋14を囲むように設けられている。
そして、柱脚部50には、柱主筋14の下端部16が埋設され定着されている。なお、本実施形態では、柱主筋14の下端部16の先端部に、定着板18が設けられている。
図1及び図3に示すように、柱脚部50の側面50A(図2及び図3を参照)を囲むように、鋼製枠60A、60B、60C、60Dが設けられている。鋼製枠60A、60B、60Cは、平面視略L字形状とされ、それぞれ鉄骨梁20、30A、30Bに溶接接合されている。
図2及び図3に示すように、鋼製枠60A、60B、60C、60Dの内壁面62A、62B、62C、62Dには、複数(本実施形態では二本)のフラットバー(コッタ筋)64A、64B、64C、64Dが溶接接合されている(図2にはフラットバー64B、64Cが図示)。フラットバー64A、64B、64C、64Dは、水平方向に沿って平面視略L字形状に配筋されると共に、鉛直方向に間隔をあけて設けられている。
なお、図2及び図3においては、鉄骨梁20、30A、30Bの各ウェブ22、32A、32Bには、それぞれスタッド24、34A、34Bが実線で図示されているが(図2にはスタッド34Aのみ図示)、本実施形態では、これらスタッド24、34A、34Bは設けられていない。
図1〜図3に示すように、柱脚部50の下面50D(図2を参照)には、平面視で六角形状の上側プレート材70が設けられている。図1及び図3に示すように、上側プレート材70は、鋼製枠60A、60B、60C、60D及び鉄骨梁20、30A、30Bと接合されている。
図1及び図2に示すように、上側プレート材70の下側には、積層ゴム100が設けられている。積層ゴム100は、円板状の下部フランジ102Dと上部フランジ102U(図2を参照)との間に、ゴム板104と鋼板106とが厚み方向(鉛直方向(Z方向))に交互に積層された構成とされている。
図2に示すように、積層ゴム100の上部フランジ102Uが上側プレート材70に接合されている。また、積層ゴム100の下部フランジ102Dは下側プレート材72(図1も参照)に接合されている。
そして、積層ゴム100に接合された下側プレート材72が、グラウト112で水平又は略水平に均された基礎部110に、支持されている。つまり、柱脚部50は、基礎部110に積層ゴム100によって免震支持された構造となっている。なお、前述した積層ゴム100の構造は一例であって、他の構造、例えば鉛プラグ入りの免震ゴムであってもよい。
ここで、X方向に沿った鉄骨梁20とY方向に沿った鉄骨梁30A及び鉄骨梁30Bとの溶接接合は、接合部に開先(グルーブ(Groove))が形成され、母材同士が一体化された強固な溶接接合である。
これに対して、鉄骨梁20、30A、30Bと、鋼製枠60A、60B、60C、60D、上側プレート材70、及び下側プレート材72との溶接接合は、隅肉溶接やスポット溶接等の母材同士が一体化されていない簡易な溶接接合である。
(作用及び効果)
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。なお、柱脚部(仕口部)50を構成するコンクリートには符号Sを付して説明している(図2及び図3を参照)。
柱主筋14の下端部16が配筋されたコンクリート造の柱脚部50に、X方向に沿った鉄骨梁20が貫通し、柱脚部50と鉄骨梁20とが接合されている。よって、柱脚部50と鉄骨梁20との接合部位における溶接接合が削減されるので、施工性が向上する。なお、ここで言う「溶接接合」とは、前述した開先を形成して母材同士を一体化させる強固な溶接接合である。
また、X方向の鉄骨梁20が柱脚部50で分割されていないので、柱脚部50の両側で鉄骨梁の位置を合わせる必要がない。よって、施工の精度が向上すると共に施工性が向上する。
また、柱脚部50の側面50Aを鋼製枠60A、60B、60C、60Dで囲むことで、柱脚部50のコンクリートに対する横拘束力及び支圧力が得られる。よって、柱脚部50の耐力が向上する。また、鋼製枠60A、60B、60C、60Dを施工時にコンクリートの型枠として利用できる。
ここで、柱10が曲げ応力を受けると、柱主筋14が引張力を負担し、柱10の曲げに抵抗する。このとき、柱主筋14に作用する引張応力は、柱主筋14の下端部16から柱脚部50のコンクリートSに伝達される。なお、柱主筋14の下端部16には定着板18が設けられているので、引張応力が柱脚部50のコンクリートSに効果的に伝達される。
そして、柱脚部50が引張応力を負担する。前述したように、柱脚部50は、側面50Aが鋼製枠60A、60B、60C、60Dで囲まれ耐力が向上されているので、柱脚部50が引張応力を効果的に負担し、柱10の曲げ変形が効果的に抑制される。
更に、コンクリートSに伝達された引張応力は、コンクリートSからフラットバー64A、64B、64C、64Dによって鋼製枠60A、60B、60C、60Dに伝達され、鋼製枠60A、60B、60C、60Dから鉄骨梁20、30A、30Bに伝達される。
したがって、柱主筋14に作用する引張応力を鉄骨梁20、30A、30Bが負担し、柱10の曲げに抵抗する。よって、柱10が曲げ応力を受けた際の柱10の曲げ変形が抑制される。
また、上述したように、鋼製枠60A、60B、60C、60Dは、柱脚部50の耐力向上させる機能、施工時のコンクリート型枠としての機能、及び鉄骨梁20、30A、30Bに引張応力の伝達させる機能の三つの機能を有する。
なお、本実施形態の実施形態の鉄筋コンクリート造の柱10は、現場打ちでもよいし、プレキャスト製でもよい。更に、柱は、鉄筋コンクリート造以外、例えば、鉄骨鉄筋コンクリート造あってもよいし、コンクリート充填鋼管造であってもよい。
<その他>
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。
例えば、上記実施形態では、柱主筋14の下端部16には、定着板(定着部材)18が設けられていたが、これに限定されない。柱主筋14の下端部16に、定着板(定着部材)18が設けられていなくてもよい。或いは、柱主筋14の下端部16が、上側プレート材70に接合されていてもよい。
また、例えば、上記実施形態では、フラットバー(コッタ筋)64A、64B、64C、64Dで引張応力を鋼製枠60A、60B、60C、60Dに伝達したが、これに限定されない。鋼製枠60A、60B、60C、60Dの内壁面62A、62B、62C、62Dに、コッタ、スタッド、鉄筋等の他の応力伝達手段を設けて引張応力を鋼製枠60A、60B、60C、60Dに伝達する構成であってもよい。或いは、フラットバー(コッタ筋)64A、64B、64C、64Dなどの応力伝達手段が設けられていない構造であってもよい。
また、例えば、鉄骨梁20、30A、30Bの各ウェブ22、32A、32Bにスタッド24、34A、34Bを設け、コンクリートSに伝達された引張応力がコンクリートSからスタッド24、34A、34Bによっても鉄骨梁20、30A、30Bに伝達されるようにしてもよい。或いは、スタッド以外の他の応力伝達部材を設けて引張応力が鉄骨梁20、30A、30Bに伝達される構成であってもよい。
また、鋼製枠60A、60B、60C、60Dが鉄骨梁20、30A、30Bに接合されていない構成であってもよい。更に、鋼製枠60A、60B、60C、60Dが設けられていない構造であってもよい。
また、例えば、上記実施形態では、鉄骨梁20、30A、30Bは、いずれもH形鋼で構成されていたが、これに限定されない。H形鋼以外の形鋼で構成されていてもよい。また、鉄骨梁20に鉄骨梁30A及び鉄骨梁30Bのいずれか一方又は両方が溶接接合されていない構造であってもよい(鉄骨梁30A及び鉄骨梁30Bの両方が溶接接合されていない構造は、鉄骨梁20のみを有する構造となる)。
なお、鉄骨梁がH形鋼以外である構造や鉄骨梁20に鉄骨梁30A、30Bが溶接接合されていない構造に鋼製枠を設ける場合、鋼製枠の形状は鉄骨梁の接合構造に応じて適宜対応すればよい。
また、上記実施形態では、柱脚部50は、基礎部110に積層ゴム100によって免震支持された構造となっていたが、これに限定されない。積層ゴム以外の免震アイソレータで柱脚部50が免震支持された構造あってもよい。更に、免震アイソレータを介さないで、基礎部110に直接又はフーチング等を介して柱脚部50が支持された構造であってもよい。
更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない
16 柱主筋
50 柱脚部
20 鉄骨梁
60A 鋼製枠
60B 鋼製枠
60C 鋼製枠
60D 鋼製枠
64A フラットバー(応力伝達手段の一例)
64B フラットバー(応力伝達手段の一例)
64C フラットバー(応力伝達手段の一例)
64D フラットバー(応力伝達手段の一例)

Claims (3)

  1. 柱主筋が配筋されたコンクリート造の柱脚部と、
    前記柱脚部を貫通する鉄骨梁と、
    を備える柱脚部と鉄骨梁との接合構造。
  2. 前記柱脚部の側面を囲む鋼製枠を有する、
    請求項1に記載の柱脚部と鉄骨梁との接合構造。
  3. 前記鋼製枠は前記鉄骨梁に接合され、
    前記鋼製枠の内壁面には、前記柱主筋に作用する引張応力を前記鋼製枠に伝達する応力伝達手段が設けられている、
    請求項2に記載の柱脚部と鉄骨梁との接合構造。
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