JP2017186880A - 鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】下階柱となる鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁とを作業性良く堅固に接合でき、かつ柱梁接合部の耐力が大きい鉄筋コンクリ−ト柱・鉄骨梁接合構造を提供する。【解決手段】鉄筋コンクリート柱１からなる下階柱の上端と、鉄骨梁３とを接合する鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造である。鉄骨梁３の上下のフランジ３ａの高さ位置にそれぞれ位置するダイアフラム５と、これら上下のダイアフラム５を互いに連結し鉄骨梁３のウェブ３ｂとそれぞれ接合可能な複数のウェブ接合部位４ａを有する継手部連結材４とを備える。継手部連結材４の複数のウェブ接合部位４ａで囲まれた内部空間Ｓにコンクリートが充填される。【選択図】図６

Description

この発明は、鉄筋コンクリート柱からなる下階柱の上端と、鉄骨梁とを接合する鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造に関し、さらに鉄骨柱からなる上階柱と接合する鉄筋コンクリート柱・鉄骨柱・鉄骨梁接合構造としても適用され得る接合構造に関する。

図３５は、物流施設などに採用される、柱をＲＣ造、梁をＳ造とした構造（以下、「ＲＣＳ構造」と称す）の建物躯体の従来例を示す。この種の建物の柱において、一般階は鉄筋コンクリート柱２１とされているが、最上階だけを鉄骨柱２４とすることがある。最上階は折板などからなる軽量の屋根が載るだけであり、負担する荷重が小さいため、コスト削減のために鉄骨柱とされる。また、最上階の鉄骨柱２４は、支持すべき荷重が小さいため、３００mm角程度のＨ形鋼や角パイプで足り、鉄骨梁２３の梁幅は３００mm程度が一般的であるため、図３５のXXXVI部を図３６の斜視図で示すように、鉄骨梁２３の上に鉄骨柱２４を梁幅内に納まるように載せた接合構造とすることができる。

特開２０１２−１６２８６４号公報

上記のような物流施設の建物において、さらなるコスト削減のため、中間階の柱についても鉄骨柱とすることが望まれている。物流施設の場合、１階は出入り口等を設けるプラン上、ブレースが入れられず、鉄骨造ラーメン構造では剛性が不足するため、ＲＣ造の柱がほぼ必須である。１階以外の中間階では外周部にはほぼブレースを入れることが出来るため、ブレース併用の鉄骨造とすることができる。

しかし、図３７に示すように、中間階の柱を鉄骨柱２２とする場合、この鉄骨柱２２は床スラブやその上の積載荷重を支持する必要があり、耐力の関係上、鉄骨梁２３の梁幅を超える外径、例えば５５０mm程度の鉄骨柱２２が必要となる。
このような梁幅を超える鉄骨柱２２を、最上階と同様に同図のように鉄骨梁２３の上面に設置した場合、下階柱である鉄筋コンクリート柱２１に続く柱梁接合部２１ａの耐力が不足するという課題が生じる。また、このような梁幅を超える鉄骨柱２２と鉄骨梁２３とを接合する適切な接合構造自体が無かった。これらのことから、中間階を鉄骨造とする工法が実現できなかった。

また、従来のＲＣＳ構造の建物躯体では、上階柱を鉄骨柱とする場合に限らず、最上階のように上階柱がない場合や、上階柱が鉄筋コンクリート柱である場合にも、鉄筋コンクリート柱に鉄骨梁を接合する部分一般において、その接合作業の作業性や堅固な固定の面で課題を有していた。

この発明の目的は、下階柱となる鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁とを作業性良く堅固に接合でき、かつ柱梁接合部の耐力が大きい鉄筋コンクリ−ト柱・鉄骨梁接合構造を提供することである。

この発明の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造は、鉄筋コンクリート柱からなる下階柱の上端と、上下にフランジが位置する姿勢で配置された鉄骨梁とを接合する鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造であって、
前記鉄骨梁の前記上下のフランジの高さ位置にそれぞれ位置するダイアフラムと、これら上下のダイアフラムを互いに連結し前記鉄骨梁のウェブとそれぞれ接合可能な複数のウェブ接合部位を有する継手部連結材とを備え、前記継手部連結材の前記複数のウェブ接合部位で囲まれた内部空間にコンクリートが充填されている。

この構成によると、上下のダイアフラムおよび継手部連結材からなる継手材を介して、鉄筋コンクリート柱からなる下階柱と鉄骨梁とが接合される。具体的には、下階柱の上端の上に継手材が設けられ、この継手材の上下のダイアフラムの外側面に直接に、または継手部連結材の外側面における上下のダイアフラムの高さ位置に、鉄骨梁の上下のフランジの端面がそれぞれ接合されると共に、継手部連結材のウェブ接合部位の外側面に鉄骨梁のウェブの端面が接合される。このように継手材の外側面に鉄骨梁の端面を接合するため、鉄骨梁の接合作業が容易であり、例えば溶接ロボット等で接合することも容易である。鉄骨梁に作用する水平力が上下のダイアフラムに受けられるため、継手部連結材の剛性不足の問題を生じることなく堅固に接合できる。

継手部連結材の複数のウェブ接合部位で囲まれた内部空間にコンクリートが充填されているため、柱梁接合部でのコンクリートの断面欠損が無い。また、前記内部空間にコンクリートを充填することで、継手部連結材の面外変形が抑制される。これらのことから、十分な柱梁接合部耐力が得られる。

この発明において、前記上下のダイアフラムは前記継手部連結材よりも外径寸法が大きく、かつ前記上下のダイアフラム間に前記継手部連結材が配置されていてもよい。
この場合、継手部連結材よりも上下のダイアフラムが水平方向に突出しており、上下のダイアフラムの外側面に鉄骨梁の上下のフランジの端面がそれぞれ接合される。上側のダイアフラムの上方に継手部連結材が突出していないので、上側のダイアフラムの上面に任意の形状および寸法の上階柱を接合することができる。

上側のダイアフラムの上面に接合される上階柱は、前記継手部連結材以下の外径の鉄骨柱であってもよく、あるいは前記継手部連結材より大きい外径の鉄骨柱であってもよい。
何れの場合も、上階柱に作用する軸方向荷重が、上側のダイアフラムを介して継手部連結材に良好に伝達される。

この発明において、前記継手部連結材の水平断面の形状は、前記複数のウェブ接合部位が互いに繋がっている閉鎖形状であってもよい。
継手部連結材の水平断面の形状が閉鎖形状である場合、継手部連結材の周囲にコンクリートが打設されなくても、継手部連結材の前記内部空間にコンクリートを充填することができる。

また、前記継手部連結材の水平断面の形状が、前記複数のウェブ接合部位が互いに離れている開放形状であってもよい。
継手部連結材の水平断面の形状が開放形状である場合、継手部連結材の内部空間内のコンクリートが開放部分から外部に流れ出ないように、継手部連結材の周囲にコンクリートを打設する必要がある。反面、継手部連結材の隣合うウェブ接合部位間の開放部分からコンクリートを流し込んで内部空間に充填するため、内部空間へのコンクリートの回りが良いという利点がある。また、必然的に継手部連結材の周囲にコンクリートが存在するため、継手部連結材の径が小さく、内部空間のコンクリート量が少なくても、柱梁接合部の十分な耐力を確保することができる。

この発明において、前記継手部連結材における前記複数のウェブ接合部位のうち少なくとも一つのウェブ接合部位には前記鉄骨梁の前記ウェブが接合されず、この前記鉄骨梁の前記ウェブが接合されない前記ウェブ接合部位の外側面に上下にフランジが位置する姿勢で配置された補強鉄骨が設けられていてもよい。
建物の端部や角部に配置される鉄筋コンクリート柱の柱梁接合部では、継手部連結材における複数のウェブ接合部位のうち鉄骨梁のウェブが接合されないウェブ接合部位が存在する。このような鉄骨梁のウェブが接合されないウェブ接合部位に補強鉄骨を設けることにより、下階柱となる鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁とをより堅固に接合できる。また、上階柱として鉄骨柱を用いる場合にも、その鉄骨柱の下端を下階柱である鉄筋コンクリートの上に安定良く十分な支持強度で支持することができる。

この発明において、前記継手部連結材は、隣合う板部同士が互いに接するように複数の角パイプが格子状に組み合わされたものであってもよい。
この構成であると、格子状に組み合わされた複数の角パイプの各板部のうちの外周部に位置する板部が継手部連結材の外郭部を成し、外周部以外に位置する各板部が前記外郭部の内側に配置された交差形補強部を成す。これにより、交差形補強部が継手部連結材の内部抵抗要素として効率的に効き、継手部連結材の耐力を維持しつつ剛性を高めることができる。

また、前記継手部連結材は、前記複数のウェブ接合部位からなる外郭部と、この外郭部の内側に配置された交差形補強部とを有し、前記交差形補強部は、平面視で互いに垂直に交差する複数の板部からなり、これらの板部の各端部が前記外郭部の前記各ウェブ接合部位の内面にそれぞれ接合されていてもよい。前記外郭部の水平断面の形状は、前記複数のウェブ接合部位が互いに繋がっている閉鎖形状であってもよく、前記複数のウェブ接合部位が互いに離れている開放形状であってもよい。
この構成であると、交差形補強部が継手部連結材の内部抵抗要素として効率的に効き、継手部連結材の耐力を維持しつつ剛性を高めることができる。

この発明の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造は、鉄筋コンクリート柱からなる下階柱の上端と、上下にフランジが位置する姿勢で配置された鉄骨梁とを接合する接合構造であって、前記鉄骨梁の前記上下のフランジの高さ位置にそれぞれ位置するダイアフラムと、これら上下のダイアフラムを互いに連結し前記鉄骨梁のウェブとそれぞれ接合可能な複数のウェブ接合部位を有する継手部連結材とを備え、前記継手部連結材の前記複数のウェブ接合部位で囲まれた内部空間にコンクリートが充填されているため、下階柱となる鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁とを作業性良く堅固に接合でき、かつ柱梁接合部の耐力が大きい。

この発明の一実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造が適用されるＲＣＳ構造の建物躯体を示す斜視図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す斜視図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造における鉄骨柱より上方部分を省略して図示した斜視図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造における下階柱および根巻きの省略状態の斜視図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す平面図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す縦断面図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造に用いられる継手材を示す斜視図である。 この発明の他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す斜視図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す平面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す平面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す斜視図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造における鉄骨柱より上方部分を省略して図示した斜視図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造における下階柱および根巻きの省略状態の斜視図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す平面図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す縦断面図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す水平断面図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造に用いられる継手材を示す斜視図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す平面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す平面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す縦断面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す縦断面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す縦断面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す水平断面図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造に用いられる継手材を示す斜視図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す水平断面図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造に用いられる継手材を示す斜視図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す水平断面図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造に用いられる継手材を示す斜視図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す水平断面図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造に用いられる継手部連結材を示す斜視図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す水平断面図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造に用いられる継手部連結材を示す斜視図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を示す水平断面図である。 同鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造に用いられる継手部連結材を示す斜視図である。 ＲＣＳ構造の建物躯体の従来例を示す斜視図である。 図３５におけるXXXVI部を拡大して示す斜視図である。 図３６における鉄骨柱をこれより大径の鉄骨柱に置き換えた場合を示す斜視図である。

この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。図１はこの実施形態の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造が適用されるＲＣＳ構造の建物躯体を示し、図２はその鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造の斜視図を示す。
図１の建物躯体は、例えば物流施設などに適用される。この建物躯体は、各柱につき、１階は鉄筋コンクリート柱１とされ、中間階および最上階は鉄骨柱２，１０とされている。各梁は鉄骨梁３とされている。中間階では各階毎に鋼材のブレース１１が設けられている。ブレース１１は、図示の例では上端が鉄骨梁３に接合され、下端が鉄骨柱２に接合されている。１階の隣合う鉄筋コンクリート柱１，１間は、ブレースは設けられず、建物の部位によっては、トラック出入り用の開口とされる。

各使用部材の種類例および寸法を示すと、前記中間階の鉄骨柱２は例えば角パイプとされ、最上階の鉄骨柱１０は角パイプまたはＨ形鋼等の形鋼とされる。鉄骨梁３はＨ形鋼とされる。中間階の鉄骨柱２は、１階の鉄筋コンクリート柱１より小径でかつ鉄骨梁３のフランジ幅（以下単に「幅」と称す）より大径とされる。例えば、鉄骨梁３の幅が３００mmの場合、中間階の鉄骨柱２は外寸が５５０mm角程度とされる。

最上階の鉄骨柱１０は、折板屋根等の屋根材を支持しており、鉄骨梁３と同じく外寸が３００mmとされる。そのため、最上階の鉄骨柱１０の下端と鉄骨梁３との接合は、図３６の従来例で説明した構成と同様に、鉄骨梁３上に鉄骨柱１０を設置する鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造とされている。ただし、最上階の鉄骨柱１０の下に続く柱は中間階の鉄骨柱２であり、接合部にコンクリートは設けられていない。

図２は、図１のII部である柱梁接合部１ａの鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を拡大して示す。同柱梁接合部１ａは、上階の鉄骨柱２の接合も行っており、鉄筋コンクリート柱・鉄骨柱・鉄骨梁接合構造を構成している。すなわち同図は、鉄筋コンクリート柱１からなる下階柱（１階柱）の上端部と、鉄骨梁３と、前記中間階の柱である上階柱（２階柱）の下端部とを接合する構造を示す。

鉄骨梁３は鉄筋コンクリート柱１から四方に延びている。各鉄骨梁３は前記のようにＨ形鋼であり、上下にフランジ３ａ，３ａが位置し、ウェブ３ｂが立姿勢となるように設けられている。

柱梁接合部１ａには、図３のように継手材Ｔが埋め込み状態に設けられる。この実施形態の継手材Ｔは、図７に示すように、角パイプからなる継手部連結材４と、この継手部連結材４の内周面の上下端付近にそれぞれ突合せ溶接で接合された上下のダイアフラム５，５とで構成される。上下のダイアフラム５，５は、図３のように鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁３とを接合した状態で、鉄骨梁３の上下のフランジ３ａ，３ａの高さとなる位置に設けられている。

図７において、継手部連結材４としては、前記鉄骨梁３の幅以上で鉄筋コンクリート柱１より細く（図５参照）、ここでは５５０mm角程度の外径の角パイプが用いられている。角パイプからなる継手部連結材４は、四方の各板部が、鉄骨梁３のウェブ３ｂを接合可能なウェブ接合部位４ａとされる。この継手部連結材４の水平断面の形状は、４つのウェブ接合部位４ａが互いに繋がった閉鎖形状である。よって、上下のダイアフラム５，５と継手部連結材４とで囲まれた閉鎖空間である内部空間Ｓが形成されている。上下のダイアフラム５，５の突合せ溶接を可能にし、かつ上下のダイアフラム５，５と鉄骨梁３の上下のフランジ３ａ，３ａの高さが一致するように、継手部連結材４の長さは鉄骨梁３の梁成より若干長くされている（図６参照）。

下側のダイアフラム５には、コンクリート充填孔５ａが設けられている。このコンクリート充填孔５ａは、後で前記内部空間Ｓにコンクリートを充填するための孔である。コンクリート充填孔５ａは、専用に設けられたものであってもよく、他の目的で開けられている孔を利用してもよい。他の目的で開けられている孔とは、例えば継手部連結材４にダイアフラム５，５を溶接で接合するときにガス抜き目的で開けられた孔である。上側のダイアフラム５に空気抜き用の孔（図示せず）を設けてもよい。

図３に示すように、下階柱の上端の上に継手材Ｔが配置される。そして、図５の平面図で示すように、継手材Ｔの継手部連結材４の各ウェブ接合部位４ａに、鉄骨梁３の端面がそれぞれ溶接で接合される。具体的には、図６の縦断面図に示すように、継手部連結材４のウェブ接合部位４ａに鉄骨梁３の端面が接合される。その際、上下のダイアフラム５，５と上下のフランジ３ａ，３ａとの高さを一致させて、鉄骨梁３が接合される。
なお、継手材Ｔに鉄骨梁３を接合する段階では、下階柱にコンクリートが打設されておらず、継手材Ｔおよび鉄骨梁３は下階柱用の型枠または他の支持部材（図示せず）によって支持されている。

継手材Ｔに鉄骨梁３を接合後、下階柱用の型枠（図示せず）にコンクリートを打設し、鉄筋コンクリート柱１が形成される。このコンクリート打設時に、下側のダイアフラム５に設けられたコンクリート充填孔５ａからコンクリートが継手材Ｔの前記内部空間Ｓに充填される。コンクリート打設後、コンクリートが固化した時点で前記型枠または支持部材が外される。

継手材Ｔ上には、図４に斜視図で示すように上階柱となる鉄骨柱２が設けられ、継手材Ｔの継手部連結材４と溶接で接合されている。同図の例では、上階柱となる鉄骨柱２は、継手部連結材４と同径で、かつ肉厚も同じ角パイプが用いられている。

上階柱となる鉄骨柱２の下部の周囲には、図２のように柱下部補強体６が設けられる。柱下部補強体６は、この鉄骨柱２に作用する曲げ力に対して鉄骨柱２の下部を補強する部材である。この例では、柱下部補強体６は、下階柱である１階の鉄筋コンクリート柱１から一体に続く鉄筋コンクリート製の根巻きとされている。この根巻きとなる曲げ補強体６の鉄筋１９は、１階の鉄筋コンクリート柱１から上下方向に延びる複数本の主筋１９ａと、これら複数本の主筋１９ａの周囲に位置する帯筋１９ｂとでなる。

また、この実施形態では、下階柱である鉄筋コンクリート柱１における鉄骨梁３の高さ位置の部分、つまり梁成に対応する高さ範囲の部分を打設するために、図４のようにふさぎ板７が捨て型枠として配置されている。ふさぎ板７は鋼板等からなり、互いに直角に配置される隣り合う各２つの鉄骨梁３、３の間に跨がって水平断面Ｌ字状に設けられる。ふさぎ板７の両側端は各鉄骨梁３に溶接により接合されている。なお、前記ふさぎ板７を省略して、一般的な型枠を配置することで、鉄筋コンクリート柱１における、鉄骨梁３が位置する高さの部分まで打設して、鉄骨梁３が鉄筋コンクリート柱１に埋め込まれるようにしても良い。

この構成の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造によると、継手材Ｔの外側面に鉄骨梁３の端面を接合するため、接合作業が容易であり、例えば溶接ロボット等で接合することも容易である。継手材Ｔには鉄骨梁３の上下のフランジ３ａ，３ａの高さに位置する上下のダイアフラム５，５が設けられているため、継手部連結材４の剛性不足の問題を生じることなく堅固に接合できる。継手部連結材４は下階柱である鉄筋コンクリート柱１より細い角パイプであるため、継手部連結材４と下階柱との間の応力伝達も良好に行える。このように、下階柱となる鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁３とを作業性良く堅固に接合できる。

継手部連結材４の複数のウェブ接合部位４ａで囲まれた内部空間Ｓにコンクリートが充填されているため、柱梁接合部１ａでのコンクリートの断面欠損が無い。また、前記内部空間Ｓにコンクリートを充填することで、継手部連結材４の面外変形が抑制される。これらのことから、柱梁接合部１ａの耐力が向上する。このため、この実施形態のように、この構成の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を複数階建ての建物における下層階の柱梁接合部に適用した場合、上層階からの軸方向荷重に対して十分な耐力が得られる。

この実施形態では、継手材Ｔの周囲にもコンクリートが打設されているが、この実施形態に使用されている継手材Ｔのように、継手部連結材４の水平断面の形状が閉鎖形状である場合、継手材Ｔの周囲にコンクリートが打設されていなくても、内部空間Ｓにコンクリートを充填することが可能である。但し、柱梁接合部１ａの耐力を考慮すると、継手材Ｔの周囲にコンクリートを打設するのが望ましい。

また、上階柱は継手部連結材４と同径の断面寸法の角パイプからなる鉄骨柱２とされているため、上階柱である鉄骨柱２に作用する軸方向荷重が継手部連結材４に良好に伝達される。

このように、下階柱となる鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁３とを上記のように作業性良く堅固に接合できるうえ、上階柱となる鉄骨柱２が鉄骨梁３の幅より太くても、応力伝達上で支障が生じることなく上階柱２と鉄骨梁３との接合が行える。

また、この実施形態では、継手材Ｔ上に、上階柱として継手材Ｔの継手部連結材４以下の外径の鉄骨柱２が接合されているので、ＲＣＳ構造の建物躯体において、上階柱となる鉄骨柱２の外径（ここでは５５０mm角程度）が鉄骨梁３の幅（ここでは３００mm）より大径であっても、上階柱となる鉄骨柱２からの軸力と曲げを柱梁接合部から下階柱となる鉄筋コンクリート柱１へスムーズに伝達できる。

図８は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造では、先の実施形態において、上階柱となる鉄骨柱２の下端部の一側面とその側面の向かう方向に延びる鉄骨梁３の前記鉄骨柱２に近い一端部上面との間に跨がって、ブレース取付用のガセットプレート８を溶接により接合している。その他の構成は、先の実施形態の場合と同様である。

このように、上階柱となる鉄骨柱２の下端部の一側面とその側面の向かう方向に延びる鉄骨梁３の前記鉄骨柱２に近い一端部上面との間に跨がって、ブレース取付用のガセットプレート８を接合することにより、上階をブレース付きの鉄骨造とすることができ、十分な剛性を確保することができる。

図９は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造では、図１〜図７に示した先の実施形態において、前記継手部連結材４の３つのウェブ接合部位４ａに前記鉄骨梁３の端面が接合され、残りの１つのウェブ接合部位４ａに、先端が前記下階柱である鉄筋コンクリート柱１の側面と同じ水平位置まで延びるアーム状の補強鉄骨９の基端が接合されて下階柱に埋め込まれている。補強鉄骨９の先端は、鉄筋コンクリート柱１の側面に対して多少の出入りがあっても良い。前記補強鉄骨９は、例えば鉄骨梁３と同じ断面形状で同寸法のＨ形鋼からなる。その他の構成は、図１〜図７に示した先の実施形態の場合と同様である。

このように、鉄骨梁３が継手部連結材４の３つのウェブ接合部位４ａから三方にＴ字状に延びる場合でも、鉄筋コンクリート柱１の上端部内における鉄骨梁３が位置しない１方向の部分に、基端が前記継手部連結材４の残りの１つのウェブ接合部位４ａに接合されたアーム状の補強鉄骨９を埋め込むことにより、下階柱となる鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁３とをより堅固に接合できる。また、上階柱として鉄骨柱２を用いる場合にも、その鉄骨柱２の下端を下階柱である鉄筋コンクリート１の上に安定良く十分な支持強度で支持することができる。

図１０は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造では、図１〜図７に示した先の実施形態において、前記継手部連結材４の２つのウェブ接合部位４ａに前記鉄骨梁３の端面が接合され、継手部連結材４の残りの２つのウェブ接合部位４ａに、先端が前記下階柱である鉄筋コンクリート柱１の側面と同じ水平位置まで延びるアーム状の補強鉄骨９の基端がそれぞれ接合されて下階柱に埋め込まれている。その他の構成は、図１〜図７に示した先の実施形態の場合と同様である。

この実施形態の場合も、鉄筋コンクリート柱１の上端部内における鉄骨梁３が位置しない２方向の部分に、基端が前記継手部連結材４の残りの２つのウェブ接合部位４ａに接合されたアーム状の補強鉄骨９をそれぞれ埋め込むことにより、下階柱となる鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁３とをより堅固に接合できる。また、上階柱として鉄骨柱２を用いる場合にも、その鉄骨柱２の下端を下階柱である鉄筋コンクリート１の上に安定良く十分な支持強度で支持することができる。

図１１ないし図１７は、この発明のさらに他の実施形態を示す。図１１はその鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造の斜視図を示す。この鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造では、図１〜図７に示した先の実施形態とは継手材の形態が異なり、図１７に示す継手材Ｔが使用される。この継手材Ｔは、角パイプからなる継手部連結材４の上下端面に、上下のダイアフラム５，５がそれぞれ接合されている。ダイアフラム５，５の接合は、継手部連結材４の外周面とダイアフラム５，５の下面または上面との間の突合せ溶接で行われる。ダイアフラム５，５の外径は、継手部連結材４より若干大きくされている。

図１５の縦断面図および図１６の水平断面図に示すように、鉄骨梁３の上下のフランジ３ａ，３ａがダイアフラム５，５の外側面に溶接により接合され、かつ鉄骨梁３のウェブ３ｂが継手部連結材４の各ウェブ接合部位４ａの外側面に溶接により接合されている。上下のダイアフラム５，５と継手部連結材４とで囲まれた閉鎖空間である内部空間Ｓには、コンクリートが充填されている。内部空間Ｓへのコンクリートの充填は、図１〜図７の実施形態の場合と同様に、下階柱である鉄筋コンクリート柱１へのコンクリート打設時に、下側のダイアフラム５に設けられたコンクリート充填孔５ａから行われる。

上階柱となる鉄骨柱２は、上側のダイアフラム５の上面に溶接により接合される。図１２は上階の鉄骨柱２を省略した状態を示し、図１３は上階の鉄骨柱２を接合した状態を斜視図で示している。その他の構成は、図１〜図７に示した先の実施形態の場合と同様である。

この実施形態の場合も、継手材Ｔに、鉄骨梁３の上下のフランジ３ａ，３ａの位置する高さにそれぞれ位置して上下のダイアフラム５，５が設けられているため、下階柱となる鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁３とを作業性良く堅固に接合できる。また、継手材Ｔの内部空間Ｓにコンクリートが充填されており、柱梁接合部１ａでのコンクリートの断面欠損が無く、かつ継手部連結材４の面外変形が抑制されるため、柱梁接合部１ａの耐力が向上する。

また、この実施形態でも、継手材Ｔ上に、上階柱として前記継手部パイプ４以下の外径の鉄骨柱２が接合されているので、ＲＣＳ構造の建物躯体において、上階柱となる鉄骨柱２の外径（ここでは５５０mm角程度）が鉄骨梁３の幅（ここでは３００mm）より大径であっても、上階柱となる鉄骨柱２からの軸力と曲げを柱梁接合部から下階柱となる鉄筋コンクリート柱１へスムーズに伝達できる。

図１８は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造では、図１１〜図１７に示した先の実施形態において、前記継手材Ｔの継手部連結材４における３つのウェブ接合部位４ａに前記鉄骨梁３の端面が接合され、継手部連結材４の残りの１つのウェブ接合部位４ａに、先端が前記下階柱である鉄筋コンクリート柱１の側面と同じ水平位置まで延びるアーム状の補強鉄骨９の基端が接合されて下階柱に埋め込まれている。その他の構成は、図１〜図７に示した先の実施形態の場合と同様である。

この場合も、図９の実施形態の場合と同様に、下階柱となる鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁３とをより堅固に接合できる。また、上階柱として鉄骨柱２を用いる場合にも、その鉄骨柱２の下端を下階柱である鉄筋コンクリート１の上に安定良く十分な支持強度で支持することができる。

図１９は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構では、図１１〜図１７に示した先の実施形態において、前記継手材Ｔの継手部連結材４における２つのウェブ接合部位４ａに前記鉄骨梁３の端面が接合され、継手材Ｔの残りの２つのウェブ接合部位４ａに、先端が前記下階柱である鉄筋コンクリート柱１の側面と同じ水平位置まで延びるアーム状の補強鉄骨９の基端がそれぞれ接合されて下階柱に埋め込まれている。その他の構成は、図１〜図７に示した先の実施形態の場合と同様である。

この場合も、図１０の実施形態の場合と同様に、下階柱となる鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁３とをより堅固に接合できる。また、上階柱として鉄骨柱２を用いる場合にも、その鉄骨柱２の下端を下階柱である鉄筋コンクリート１の上に安定良く十分な支持強度で支持することができる。

図２０は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、図１１〜図１７の実施形態において、継手材Ｔ上に接合された上階柱２が、角パイプであって、継手材Ｔの継手部連結材４よりも小径である例を示す。この構成の場合も、上階柱２が継手部連結材４と同じ径である場合と同様に、下階柱となる鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁３とを作業性良く堅固に接合できる。その他の構成効果は、図１１〜図１７に示す実施形態と同様である。

図２１は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、図１１〜図１７の実施形態において、継手材Ｔ上に接合された上階柱２が、角パイプであって、継手材Ｔの継手部連結材４よりも径が大きい例を示す。この構成の場合、継手部連結材４が小径であるため、継手材Ｔの内部空間Ｓに充填されるコンクリートの量が少ない。しかし、継手材Ｔの周囲に１階柱である鉄筋コンクリート柱１に続くコンクリート部分が存在するため、柱梁接合部１ａでのコンクリートの欠損がなく、柱梁接合部１ａの耐力が低下しない。

図２２は、この発明のさらに他の実施形態を示す。鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造では、各鉄骨梁３が、上下のダイアフラム５，５の四方に接合されたアーム状の基端部梁部材３Ａと、この基端部梁部材３Ａに突き合わせ溶接された一般部梁部材３Ｂとで構成される。基端部梁部材３Ａは、下階柱である鉄筋コンクリート柱１の側面と同じであるか、または僅かに突出する程度の長さである。基端部梁部材３Ａは、鉄骨梁３の本数にかかわらずに四方に設けられ、鉄骨梁３が３〜１方のみに設けられる場合は、残りの基端部梁部材３Ａは、図９の例と共に前述した補強梁９として用いられる。

上記各実施形態では、継手材Ｔの継手部連結材４が角パイプからなっているが、継手部連結材４が角パイプ以外であってもよい。例えば図２４に示すように、継手部連結材４を丸パイプとしてもよい。図の例の継手材Ｔは、上下のダイアフラム５，５が継手部連結材４の上下端面にそれぞれ接合されたタイプのものであり、上下のダイアフラム５，５は、継手部連結材４よりも径が大きい四角形の平面形状とされている。図２３は、上記継手材Ｔを使用した鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造の水平断面図である。他の構成は、図１１〜図１７に示す実施形態と同様である。

継手部連結材４は、断面形状が四角形以外の多角形、楕円、その他の形状であるパイプとしてもよい（図示せず）。パイプからなる継手部連結材４は、水平断面の形状が、複数のウェブ接合部位４ａが互いに繋がった閉鎖形状である。継手部連結材４が閉鎖形状であると、継手部連結材４の周囲にコンクリートが打設されなくても、継手部連結材４の内部空間Ｓにコンクリートを充填することができるという利点がある。

図２３、図２４の例は、継手部連結材４の上下端面に上下のダイアフラム５，５がそれぞれ接合されたタイプの継手材Ｔを示すが、継手部連結材の内周面の上下端付近に上下のダイアフラムが接合されたタイプの継手材についても、継手部連結材の形状を任意に選択することができる。以下に示す各例についても同様である。

図２５に示す鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造には、図２６に示す継手材Ｔが使用される。この継手材Ｔは、上下のダイアフラム５，５を連結する継手部連結材４が４枚の平鋼４ｂで構成されている。４枚の平鋼４ｂは、仮想の正方形の各辺の位置にそれぞれ配置されており、全体で角部が除去された角柱状をしている。隣合う平鋼４ｂ間の部分は開放している。４枚の平鋼４ｂは、それぞれがウェブ接合部位４ａを成す。他の構成は、図１１〜図１７に示す実施形態と同様である。

図２７に示す鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造には、図２８に示す継手材Ｔが使用される。この継手材Ｔは、上下のダイアフラム５，５を連結する継手部連結材４が４枚の溝形鋼４ｃで構成されている。４枚の溝形鋼４ｃは、溝面が内側を向くようにそれぞれ配置されている。隣合う溝形鋼４ｃ間の部分は開放している。４枚の溝形鋼４ｃは、それぞれがウェブ接合部位４ａを成す。他の構成は、図１１〜図１７に示す実施形態と同様である。

上記の図２６に示す継手材Ｔおよび図２８に示す継手材Ｔは、継手部連結材４の水平断面の形状が、複数のウェブ接合部位４ａが互いに離れている開放形状である。このような開放形状である場合、内部空間Ｓ内のコンクリートが隣合うウェブ接合部位４ａ間の開放部分から外部に流れ出ないように、図２５、図２７に示すように、継手部連結材４の周囲にコンクリートを打設する必要がある。反面、前記開放部分からコンクリートを流し込んで内部空間Ｓに充填するため、内部空間Ｓへのコンクリートの回りが良いという利点がある。また、必然的に継手部連結材４の周囲にコンクリートが存在するため、継手部連結材４の径が小さく、内部空間Ｓのコンクリート量が少なくても、柱梁接合部１ａの十分な耐力を確保することができる。

次に、継手部連結材４の剛性を向上させる構成について説明する。
図２９に示す鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造の継手部連結材４は、図３０に示すように、隣合う板部２１ａ同士が互いに接するように複数の角パイプ２１が格子状に組み合わされている。図３０の例では、４本の角パイプ２１が２×２の配置で組み合されているが、角パイプ２１の配置はこれに限らない。例えば、３×３の配置や４×４の配置としてもよい。また、下階の鉄筋コンクリート柱１や上階の鉄骨柱２（図１参照）の断面形状が長方形である場合、角パイプ２１の配置を例えば２×３のようにしてもよい。

このように複数の角パイプ２１からなる継手部連結材４は、格子状に組み合わされた複数の角パイプ２１の各板部２１ａにより、平面形状長方形の外郭部２２と、この外郭部２２の内側に配置された交差形補強部２３とが構成される。外郭部２２の各辺をそれぞれ構成する２つの板部２１ａが、鉄骨梁３（図１参照）のウェブ３ｂが接合されるウェブ接合部位４ａを成す。外郭部２２の肉厚は板部１枚分の肉厚であり、交差形補強部２３の肉厚は板部２枚分の肉厚である。この継手部連結材４の構成であると、交差形補強部２３が外郭部２２の内部抵抗要素として効率的に効き、継手部連結材４の耐力を維持しつつ剛性が高められる。

図３１に示す鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造の継手部連結材４は、図３２に示すように、角パイプからなる外郭部２４と、この外郭部２４の内側に配置された交差形補強部２５とからなる。外郭部２４の各板部２４ａが、鉄骨梁３（図１参照）のウェブ３ｂが接合されるウェブ接合部位４ａを成す。交差形補強部２５は、平面視で互いに垂直に交差する板部２５ａからなり、これら板部２５ａの端部が外郭部２４のウェブ接合部位４ａの内面にそれぞれ接合されている。つまり、外郭部２４の水平断面の形状は、各ウェブ接合部位４ａが互いに繋がった閉鎖形状である。
この継手部連結材４の構成も、前記同様に、交差形補強部２５が外郭部２４の内部抵抗要素として効率的に効き、継手部連結材４の耐力を維持しつつ剛性が高められる。

図３３に示す鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造の継手部連結材４は、図３４に示すように、４枚の平鋼２６ａで構成された外郭部２６と、この外郭部２６の内側に配置された交差形補強部２７とからなる。４枚の平鋼２６ａは仮想の正方形の各辺の位置にそれぞれ配置されており、外郭部２６は全体で角部が除去された角柱状をしている。隣合う平鋼２６ａ間の部分は開放している。４枚の平鋼２６ａ、それぞれがウェブ接合部位４ａを成す。つまり、外郭部２６の水平断面の形状は、各ウェブ接合部位４ａが互いに離れている開放形状である。交差形補強部２７は、平面視で互いに垂直に交差する板部２７ａからなり、これら板部２７ａの端部が平鋼２６ａからなるウェブ接合部位４ａの内面にそれぞれ接合されている。
この継手部連結材４の構成も、前記同様に、交差形補強部２７が外郭部２６の内部抵抗要素として効率的に効き、継手部連結材４の耐力を維持しつつ剛性が高められる。

なお、上記した各実施形態では、下階柱である鉄筋コンクリート柱１と、鉄骨梁３と、上階柱である鉄骨柱２との接合部について説明したが、この発明は例えば建物の最上階の場合のように鉄骨梁の上に上階柱がない場合に、図３のように下階柱となる鉄筋コンクリート柱１だけが鉄骨梁３に接合されて上階柱がない状態を最終構造として適用することもできる。また、図２の接合構造において、上階柱の鉄骨柱２を鉄筋コンクリート柱１に置き換えた接合構造、つまり下階柱も上階柱も共に鉄筋コンクリート柱である場合にもこの発明の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造を適用可能である。

１…鉄筋コンクリート柱（下階柱）
２…鉄骨柱（上階柱）
３…鉄骨梁
３ａ…フランジ
３ｂ…ウェブ
４…継手部連結材
４ａ…ウェブ接合部位
５…ダイアフラム
９…補強鉄骨
２１…角パイプ
２１ａ…板部
２４…外郭部
２５…交差形補強部
２５ａ…板部
２６…外郭部
２７…交差形補強部
２７ａ…板部
Ｓ…内部空間
Ｔ…継手材

Claims (10)

1. 鉄筋コンクリート柱からなる下階柱の上端と、上下にフランジが位置する姿勢で配置された鉄骨梁とを接合する鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造であって、
   前記鉄骨梁の前記上下のフランジの高さ位置にそれぞれ位置するダイアフラムと、これら上下のダイアフラムを互いに連結し前記鉄骨梁のウェブとそれぞれ接合可能な複数のウェブ接合部位を有する継手部連結材とを備え、前記継手部連結材の前記複数のウェブ接合部位で囲まれた内部空間にコンクリートが充填された鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造。
2. 請求項１に記載の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造において、前記上下のダイアフラムは前記継手部連結材よりも外径寸法が大きく、かつ前記上下のダイアフラム間に前記継手部連結材が配置された鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造。
3. 請求項２に記載の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造において、上側の前記ダイアフラムの上に、前記継手部連結材以下の外径の鉄骨柱からなる上階柱が接合された鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造。
4. 請求項２に記載の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造において、上側の前記ダイアフラムの上に、前記継手部連結材より大きい外径の鉄骨柱からなる上階柱が接合された鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造において、前記継手部連結材の水平断面の形状が、前記複数のウェブ接合部位が互いに繋がっている閉鎖形状である鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造において、前記継手部連結材の水平断面の形状が、前記複数のウェブ接合部位が互いに離れている開放形状である鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造において、前記継手部連結材における前記複数のウェブ接合部位のうち少なくとも一つのウェブ接合部位には前記鉄骨梁の前記ウェブが接合されず、この前記鉄骨梁の前記ウェブが接合されない前記ウェブ接合部位の外側面に上下にフランジが位置する姿勢で配置された補強鉄骨が設けられている鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造において、前記継手部連結材は、隣合う板部同士が互いに接するように複数の角パイプが格子状に組み合わされたものである鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造。
9. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造において、前記継手部連結材は、前記複数のウェブ接合部位からなる外郭部と、この外郭部の内側に配置された交差形補強部とを有し、前記外郭部の水平断面の形状が、前記複数のウェブ接合部位が互いに繋がっている閉鎖形状であり、前記交差形補強部は、平面視で互いに垂直に交差する複数の板部からなり、これらの板部の各端部が前記外郭部の前記各ウェブ接合部位の内面にそれぞれ接合されている鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造。
10. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造において、前記継手部連結材は、前記複数のウェブ接合部位からなる外郭部と、この外郭部の内側に配置された交差形補強部とを有し、前記外郭部の水平断面の形状が、前記複数のウェブ接合部位が互いに離れている開放形状であり、前記交差形補強部は、平面視で互いに垂直に交差する複数の板部からなり、これらの板部の各端部が前記外郭部の前記各ウェブ接合部位の内面にそれぞれ接合されている鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁接合構造。

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