JP2016089549A

JP2016089549A - 鉄筋コンクリート梁と鉄骨の柱又は鉄骨を備える柱との接合構造及び方法

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Publication number: JP2016089549A
Application number: JP2014227924A
Authority: JP
Inventors: 西村　勝尚; Katsuhisa Nishimura; 勝尚西村; 圭一長屋; Keiichi Nagaya; 温弘山口; Atsuhiro Yamaguchi
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2016-05-23

Abstract

【課題】鉄筋コンクリート梁を鉄骨の柱又は鉄骨を備える柱に接合するにあたり、現場での施工性に優れると共に、梁主筋と柱との接合強度を確保する。
【解決手段】鉄筋コンクリート梁１０と鉄骨柱２０との接合構造であって、鉄骨柱２０に設けられた通しダイアフラム２２と、通しダイアフラム２２に設けられ、複数のネジ孔２２Ｃが梁幅方向に並べて形成された板状の鉄筋定着部２２Ｂとを備え、鉄筋コンクリート梁１０の梁主筋１２がネジ孔２２Ｃに挿入されて鉄筋定着部２２Ｂに定着されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、鉄筋コンクリート梁と鉄骨の柱又は鉄骨を備える柱との接合構造及び方法に関する。

鉄筋コンクリート梁と鋼管柱との接合構造として、鉄筋コンクリート梁の梁主筋がダイアフラムに溶接されたもの（例えば、特許文献１参照）が知られている。また、鉄筋コンクリート梁とＳＲＣ造の柱との接合構造として、鉄筋コンクリート梁のネジ節鉄筋からなる梁主筋が、十字型鉄骨のフランジに溶接されたネジ式機械式継手に螺合されたもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。特許文献１に記載の接合構造は、現場において、梁主筋をダイアフラムに溶接することによって得られる。一方、特許文献２に記載の接合構造は、工場において、ネジ式機械式継手を十字型鉄骨のフランジに溶接し、現場において、梁主筋をネジ式機械式継手に螺合させることで得られる。

特開２００２−８８９０９号公報特開２００４−３４６６１４号公報

特許文献１に記載の接合構造では、鉄筋の溶接という複雑な作業を多数実施しなければならないことから施工性に劣る。一方、特許文献２に記載の接合構造では、ネジ式機械式継手の端部とフランジとの溶接をすみ肉溶接にしなければならないことから、施工性に劣り、また、溶接による熱歪みの影響で高力ボルト摩擦接合部が所定の耐力を発揮できない恐れがある。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、鉄筋コンクリート梁を鉄骨の柱又は鉄骨を備える柱に接合するにあたり、現場での施工性に優れると共に、梁主筋と柱との接合強度を確保することを課題とする。

本発明に係る鉄筋コンクリート梁と鉄骨の柱又は鉄骨を備える柱との接合構造は、前記鉄骨に設けられた通しダイアフラム又は外ダイアフラムと、前記通しダイアフラム又は外ダイアフラムに設けられ、複数の鉄筋挿入孔が梁幅方向に並べて形成された板状の鉄筋定着部とを備え、前記鉄筋コンクリート梁の梁主筋が前記鉄筋挿入孔に挿入されて前記鉄筋定着部に定着されている。

また、本発明に係る鉄筋コンクリート梁と鉄骨の柱又は鉄骨を備える柱との接合方法は、前記鉄骨に通しダイアフラム又は外ダイアフラムを設けると共に、該通しダイアフラム又は外ダイアフラムに、複数の鉄筋挿入孔を梁幅方向に並べて形成した板状の鉄筋定着部を設ける工程と、前記鉄筋コンクリート梁の梁主筋を前記鉄筋挿入孔に挿入して前記鉄筋定着部に定着させる工程とを備える。

本発明によれば、鉄筋コンクリート梁を鉄骨の柱又は鉄骨を備える柱に接合するにあたり、現場での施工性に優れると共に、梁主筋と柱との接合強度を確保することができる。

一実施形態に係る鉄筋コンクリート梁と鉄骨柱との接合構造を、コンクリートを透かして示す平断面図である。一実施形態に係る鉄筋コンクリート梁と鉄骨柱との接合構造をコンクリートを透かして示す立断面図（図１の２−２断面図）である。一実施形態に係る鉄筋コンクリート梁と鉄骨柱との接合構造をコンクリートを透かして示す立断面図（図１の３−３断面図）である。鉄筋コンクリート梁を鉄骨柱に接合する手順を示す立断面図である。鉄筋コンクリート梁を鉄骨柱に接合する手順を示す立断面図である。鉄筋コンクリート梁を鉄骨柱に接合する手順を示す平断面図である。他の実施形態に係る鉄筋コンクリート梁と鉄骨柱との接合構造を、コンクリートを透かして示す平断面図である。他の実施形態に係る鉄筋コンクリート梁と鉄骨柱との接合構造をコンクリートを透かして示す立断面図（図７の８−８断面図）である。他の実施形態に係る鉄筋コンクリート梁と鉄骨柱との接合構造をコンクリートを透かして示す立断面図（図７の９−９断面図）である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る鉄筋コンクリート梁１０と鉄骨柱２０との接合構造を、コンクリートを透かして示す平断面図であり、図２は、該接合構造を示す立断面図（図１の２−２断面図）であり、図３は、該接合構造を示す立断面図（図１の３−３断面図）である。これらの図に示すように、鉄骨柱２０は、角型鋼管であり、仕口部（鉄筋コンクリート梁１０との接合部）には、上下一対の通しダイアフラム２２と上下一対の内ダイアフラム２４とが設けられている。

通しダイアフラム２２は、矩形板状のダイアフラム部２２Ａと、該ダイアフラム部２２Ａの四辺の少なくとも一辺に設けられた矩形状の鉄筋定着部２２Ｂとを備えている。この通しダイアフラム２２は、ダイアフラム部２２Ａと鉄筋定着部２２Ｂとが一体で鋼板から切り出されることにより成形されている。

鉄骨柱２０は、上下のダイアフラム部２２Ａの間に配された仕口部２０Ａと、仕口部２０Ａの上下に配された柱部２０Ｂとを備えている。仕口部２０Ａの上端は、上側のダイアフラム部２２Ａの下面に溶接され、仕口部２０Ａの下端は、下側のダイアフラム部２２Ｂの上面に溶接されている。また、上側の柱部２０Ｂの下端は、上側のダイアフラム部２２Ａの上面に溶接され、下側の柱部の上端は、下側のダイアフラム部２２Ａの下面に溶接されている。

ダイアフラム部２２Ａの外周部は、鉄骨柱２０の外周面から水平に張り出しており、鉄筋定着部２２Ｂは、ダイアフラム部２２Ａの外周縁部から水平に張り出している。

一対の内ダイアフラム２４は、一対のダイアフラム２２を上下に挟むように鉄骨柱２０の柱部２０Ｂ内に配された鋼板であり、その外周縁部が柱部２０Ｂの内周面に溶接されている。上側の内ダイアフラム２４は、鉄筋コンクリート梁１０の上端の高さに配され、下側の内ダイアフラム２４は、鉄筋コンクリート梁１０の下端の高さに配されている。

鉄筋コンクリート梁１０の材軸方向端部には、上下にそれぞれ１段ずつ配筋された梁主筋１２と、上下の梁主筋１２を囲うように配筋された梁あばら筋１４とが配筋されている。上側の梁主筋１２は、上側の通しダイアフラム２２と同じ高さに配筋され、下側の梁主筋１２は、下側の通しダイアフラム２２と同じ高さに配筋されている。

鉄筋コンクリート梁１０の梁主筋１２よりも材軸方向中央側には、各梁主筋１２と継手により繋ぎ合わされる梁主筋（図示省略）が配筋されている。梁主筋１２は、ねじ節鉄筋である。また、梁主筋１２と材軸方向中央側の梁主筋とは、グラウト充填式鋼管スリーブ又は重ね継手により繋ぎ合わされている。

鉄筋定着部２２Ｂ及びダイアフラム部２２Ａの厚みは、４０〜５０ｍｍと梁主筋１２の直径よりも大きくなっており、鉄筋定着部２２Ｂには、梁幅方向に並んだ複数のネジ穴２２Ｃが形成されている。ここで、ネジ穴２２Ｃは、梁主筋１２と同軸に配されており、梁主筋１２の端部がネジ穴２２Ｃに螺合している。これにより、上下それぞれ１段の梁主筋１２が、鉄骨柱２０に定着されている。

図４〜図６は、鉄筋コンクリート梁１０を鉄骨柱２０に接合する手順を示す立断面図又は平断面図である。ここで、鉄筋コンクリート梁１０の少なくとも材軸方向の端部は、コンクリートを現場打ちすることにより構築する。なお、鉄筋コンクリート梁１０の材軸方向の中央側は、プレキャストコンクリート部材により構成してもよく、コンクリートを現場打ちすることにより構築してもよい。

まず、図４に示すように、工場で作製された所定長さ（例えば、１階分の長さ）の鉄骨柱２０を、建て込み済みの鉄骨柱２０の上に建て込んで両者を溶接により接続する。ここで、図５に示すように、工場では、上下一対の通しダイアフラム２２を溶接した仕口部２０Ａと、内ダイアフラム２４を溶接した柱部２０Ｂとを作製し、これらを溶接して上記所定長さの鉄骨柱２０を作製する。なお、一の仕口部２０Ａと一又は複数の柱部２０Ｂとを一体化させた鉄骨柱２０を作製してもよく、一の柱部２０Ｂと複数の仕口部２０Ａと一体化させた鉄骨柱２０を作製してもよく、あるいは、複数の仕口部２０Ａと複数の柱部２０Ｂとを一体化させた鉄骨柱２０を作製してもよい。

次に、図６に示すように、梁主筋１２と梁あばら筋１４とを配筋して、梁主筋１２の端部を鉄筋定着部２２Ｂのネジ孔２２Ｃに螺合させる。そして、鉄筋コンクリート梁１０の端部を、コンクリートを現場打ちすることにより構築する。

以上説明したように、本実施形態に係る鉄筋コンクリート梁１０と鉄骨柱２０との接合構造では、鉄骨柱２０に設けられた通しダイアフラム２２と、通しダイアフラム２２に設けられ、複数のネジ孔２２Ｃが梁幅方向に並べて形成された板状の鉄筋定着部２２Ｂとが備えられ、鉄筋コンクリート梁１０のネジ節鉄筋である梁主筋１２がネジ孔２２Ｃに螺合することで鉄筋定着部２２Ｂに定着されている。

かかる構成の接合構造を得るために、本実施形態に係る鉄筋コンクリート梁１０と鉄骨柱２０との接合方法では、鉄骨柱２０に通しダイアフラム２２を設けると共に、該通しダイアフラム２２に、複数のネジ孔２２Ｃを梁幅方向に並べて形成した板状の鉄筋定着部２２Ｂを設ける工程と、鉄筋コンクリート梁１０のネジ節鉄筋である梁主筋１２をネジ孔２２Ｃに螺合させることで鉄筋定着部２２Ｂに定着させる工程とを実施する。

これにより、梁主筋１２を通しダイアフラム２２に定着させるにあたり、鉄筋の溶接作業を無くすことができる。また、通しダイアフラム２２と一体の鉄筋定着部２２Ｂに形成したネジ孔２２Ｃにネジ節鉄筋である梁主筋１２を螺合させることにより、梁主筋１２と通しダイアフラム２２との定着部の引張に対する強度を十分に確保できる。さらに、現場では、梁主筋１２を鉄筋定着部２２Ｂのネジ孔２２Ｃに螺合させる作業のみで、梁主筋１２を通しダイアフラム２２に定着させる作業が終了する。これにより、現場での施工性を向上できる。

図７は、他の実施形態に係る鉄筋コンクリート梁１００と鉄骨柱２０との接合構造を、コンクリートを透かして示す平断面図であり、図８は、該接合構造を示す立断面図（図７の８−８断面図）であり、図９は、該接合構造を示す立断面図（図７の９−９断面図）である。これらの図に示すように、本実施形態では、上述の通しダイアフラム２２に替えて外ダイアフラム１２２を備え、また、上述の鉄筋コンクリート１０に替えて鉄筋コンクリート梁１００を備える。鉄筋コンクリート梁１００の材軸方向の端部には、上下にそれぞれ２段ずつ梁主筋１２が配筋されている。

外ダイアフラム１２２は、仕口部２０Ａの外周面に水平に張り出した矩形環状のダイアフラム部１２２Ａと、該ダイアフラム部１２２Ａの四辺の少なくとも一辺に設けられた矩形状の鉄筋定着部１２２Ｂとを備えている。この外ダイアフラム１２２は、ダイアフラム部１２２Ａと鉄筋定着部１２２Ｂとが一体で鋼板から切り出されることにより成形されている。

鉄筋定着部１２２Ｂには、上下一対の鋼板１３０が固定されている。この上下一対の鋼板１３０は、鉄筋定着部１２２Ｂを上下に挟みボルトＢ及びナットＮで締結されている。上側の鋼板１３０の上面及び下側の鋼板１３０の下面は、梁幅方向に並んだ複数の溝が形成されることで凸凹になっている。

鋼板１３０の厚肉部の厚みは、４０〜５０ｍｍと梁主筋１２の直径よりも大きくなっており、この鋼板１３０の各厚肉部には、ネジ孔１３０Ａが形成されている。また、鋼板１３０の各薄肉部と鉄筋定着部１２２Ｂとにはボルト挿通孔が形成されており、該ボルト挿通孔に挿通されたボルトＢ及びナットＮにより、上下の鋼板１３０が鉄筋定着部１２２Ｂに締結されている。なお、ボルトＢは、高力ボルト又は超高力ボルト等である。

ここで、ネジ穴１３０Ａは、梁主筋１２と同軸に配されており、梁主筋１２の端部がネジ穴１３０Ａに螺合している。これにより、上下それぞれ２段の梁主筋１２が、鉄骨柱２０に定着されている。

かかる構成の接合構造によれば、上下それぞれの２段の梁主筋１２を外ダイアフラム１２２に定着させるにあたり、鉄筋の溶接作業を無くすことができる。また、外ダイアフラム１２２と一体の鉄筋定着部１２２Ｂに摩擦圧接させた鋼板１３０に形成したネジ孔１３０Ａにネジ節鉄筋である梁主筋１２を螺合させることにより、梁主筋１２と外ダイアフラム１２２との定着部の引張に対する強度を十分に確保できる。

なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上述の実施形態では、梁主筋１２をネジ節鉄筋とし、ネジ式機械式継手を用いて、梁主筋１２を通しダイアフラム２２又は外ダイアフラム１２２に定着させたが、通しダイアフラム２２の鉄筋定着部２２Ｂ又は鋼板１３０に鉄筋挿入孔を形成し、該鉄筋挿入孔に梁主筋を挿入してグラウトを充填することにより、梁主筋を通しダイアフラムに定着させてもよい。

また、上述の実施形態では、鉄筋コンクリート梁１０を鋼管である鉄骨柱２０に接合する場合を例に挙げて本発明を説明したが、鉄筋コンクリート梁１０を鉄骨鉄筋コンクリート柱の鉄骨に接合する場合や、鉄筋コンクリート梁１０をクロスＨ型鋼である鉄骨柱に接合する場合等にも、本発明を適用できる。

また、上述の実施形態では、機械式継手を、ネジ式機械式継手としたが、グラウト充填式機械式継手としてもよい。また、上述の実施形態では、鉄筋コンクリート梁１０の上下に２段の梁主筋１２を配筋したが、梁主筋１２は１段でも３段でもよい。

さらに、上述の実施形態では、ダイアフラム２２の上下に内ダイアフラム２４を設けることにより、鉄骨柱２０の厚みの増大によらずに鉄骨柱２０の梁接合部の強度を確保したが、これは必須ではなく、鉄骨柱２０の厚みを増大したりその他の補強方法により鉄骨柱２０の梁接合部の強度を確保したりするようにしてもよい。

１０鉄筋コンクリート梁、１２梁主筋、１４梁あばら筋、２０鉄骨柱、２２通しダイアフラム、２２Ａダイアフラム部、２２Ｂ鉄筋定着部、２２Ｃネジ孔、２４内ダイアフラム、１００鉄筋コンクリート梁、１２２外ダイアフラム、１２２Ａダイアフラム部、１２２Ｂ鉄筋定着部、１３０鋼板、１３０Ａネジ孔

Claims

鉄筋コンクリート梁と鉄骨の柱又は鉄骨を備える柱との接合構造であって、
前記鉄骨に設けられた通しダイアフラム又は外ダイアフラムと、
前記通しダイアフラム又は外ダイアフラムに設けられ、複数の鉄筋挿入孔が梁幅方向に並べて形成された板状の鉄筋定着部とを備え、
前記鉄筋コンクリート梁の梁主筋が前記鉄筋挿入孔に挿入されて前記鉄筋定着部に定着されている、鉄筋コンクリート梁と鉄骨の柱又は鉄骨を備える柱との接合構造。
鉄筋コンクリート梁と鉄骨の柱又は鉄骨を備える柱との接合方法であって、
前記鉄骨に通しダイアフラム又は外ダイアフラムを設けると共に、該通しダイアフラム又は外ダイアフラムに、複数の鉄筋挿入孔を梁幅方向に並べて形成した板状の鉄筋定着部を設ける工程と、
前記鉄筋コンクリート梁の梁主筋を前記鉄筋挿入孔に挿入して前記鉄筋定着部に定着させる工程と
を備える、鉄筋コンクリート梁と鉄骨の柱又は鉄骨を備える柱との接合方法。