JP2025122529A - 建物の施工方法及びそれに用いられる仕口部材 - Google Patents

建物の施工方法及びそれに用いられる仕口部材

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Abstract

【課題】建物を効率的に施工するための建物の施工方法及びそれに用いられる仕口部材を提供する。
【解決手段】建物は、鉄筋コンクリートで構成される柱と鉄骨梁とを有する。この建物は、柱部分の下の仕口に、ふさぎ板の上端部に外側に突出する突出板部を備えた仕口部材を配置する。そして、鉄骨梁及び突出板部の上に、プレートの端部を載置することにより、床スラブの下面を構築するプレートと、このプレートの上において床スラブに埋設するスラブ鉄筋とを配置する。次に、柱のうち床スラブに対応する階層の柱部分を構築して、この柱部分の上に仕口部材を配置する。以上の処理を繰り返して柱部分を構築した後、柱部分の構築とは無関係のタイミングで、床スラブのコンクリートを打設する。
【選択図】図1

Description

本開示は、鉄筋コンクリートで構成される柱と鉄骨梁とを備えた建物の施工方法及びそれに用いられる仕口部材に関する。
従来、鉄筋コンクリート構造(RC造)の柱と、鉄骨構造(S造)の梁とを備えたRCS構造の建物が知られている(例えば、非特許文献1参照。)。この非特許文献1に記載の柱RC梁S混合構造は、梁をS造とする構成としているため、倉庫やショッピングセンター、オフィスビルなどのロングスパン構造物に適している。
株式会社大林組、"技術紹介「柱RC梁S混合構造」",[online],株式会社大林組、[令和6年1月29日検索],インターネット<URL:https://www.obayashi.co.jp/chronicle/database/t82.html>
一般に、RCS構造の建物を施工する場合、RC造の床スラブを構築した後、この床スラブの上に立設されるRC造の柱を構築することを下層階から順次、繰り返す。この場合、床スラブのコンクリートが硬化することにより強度が発現するまで待ってから、この床スラブよりも上の柱を構築する必要がある。しかしながら、天候等によってコンクリートの硬化速度が遅くなることがあった。このため、建物を効率的に施工することが難しかった。
上記課題を解決する建物の施工方法は、鉄筋コンクリートで構成される柱と鉄骨梁とを有する建物の施工方法であって、床スラブの下面を構築するプレート及び前記床スラブに埋設するスラブ鉄筋を配置し、前記床スラブのコンクリートを打設する前に、前記床スラブを支持する前記鉄骨梁の上面に固定した支持体を用いて、前記床スラブよりも高い柱部分を構築するための型枠の建込み方向を調整し、前記型枠を用いて前記柱部分のコンクリートを打設する。
更に、上記課題を解決する仕口部材は、鉄筋コンクリートで構成される柱と鉄骨梁とを有する建物の仕口に配置される仕口部材であって、床スラブを支持する鉄骨梁の端部を一体化したふさぎ板と、前記ふさぎ板の上端部において外側に突出し、前記床スラブの下面を構築するプレートの端部を載置する突出板部を備える。
本開示によれば、建物を効率的に施工することができる。
実施形態における建物の施工方法における流れ図である。 実施形態における建物の構築方法を説明する概略図であって、(a)は柱鉄筋建込工程、(b)はシステム型枠建込工程である。 実施形態における建物の構築方法を説明する概略図であって、(a)は柱コンクリート打設工程、(b)はシステム型枠脱型工程である。 実施形態におけるコンクリートが打設される前の床スラブに構築された上の柱部分の上に仕口部材が載置された状態を説明する斜視図である。 実施形態における建物の構築方法の鉄骨梁の本体の固定工程を説明する概略図である。 実施形態における建物の構築方法のデッキ敷きの工程から仕口コンクリート打設工程までを説明する概略図である。 実施形態における仕口コンクリート打設工程を行なった後の仕口部材の周囲の状態を説明する概略構成の斜視図である。 実施形態における仕口部材の構成を説明する上側から見た斜視図である。 実施形態における仕口部材の構成を説明する正面図である。 実施形態における仕口部材の構成を説明する下側から見た斜視図である。 実施形態におけるシステム型枠の斜視図である。 実施形態におけるシステム型枠の柱型枠の水平断面図である。 実施形態におけるシステム型枠の建込サポート部材のベース部の構成を説明する説明図であって、(a)は正面図、(b)は右側側面図である。
以下、図1~図13を用いて、建物の施工方法を具体化した一実施形態を説明する。本実施形態の建物は、鉄筋コンクリート(RC)で構成された柱と、鉄骨(S)で構成された梁とを備える。建物の仕口には、後述する構成を有する仕口部材が配置される。
(建物の施工方法:鋼材の設置)
次に、図1~図7を用いて、建物を構築する施工方法について説明する。
図1に示すように、まず、柱鉄筋地組工程を実行する(ステップS11)。具体的には、柱のうち構築対象階の柱部分C2に埋設する柱鉄筋R2を組み立てる。
次に、柱鉄筋建込工程を実行する(ステップS12)。
具体的には、図2(a)に示すように、ステップS11で組み立てた柱鉄筋R2を、仕口部材20から上方に突出した柱鉄筋R1と、結束等により一体化する。ここで、柱鉄筋R1は、仕口部材20内のコンクリートと、構築対象階の直下の下層階の柱部分C1とに埋設されている。
(建物の仕口に配置される仕口部材20の構成)
ここで、図8~図10を用いて、仕口部材20の構成の詳細を説明する。図8~図10は、それぞれ、仕口部材20の上から見た斜視図、正面図及び下から見た斜視図である。
図8~図10に示すように、仕口部材20は、断面が四角い筒形状のふさぎ板21を備えている。このふさぎ板21の各角の上端部には、水平方向の外側に突出したL字形状の突出板部22が形成されている。
ふさぎ板21の各辺の外側面には、梁端部23,24,25,26が固定されている。梁端部23,24,25,26は、直交及び一直線状となるように配置されている。この梁端部23,24,25,26は、H型鋼で構成されるとともに、H型鋼で構成される後述する鉄骨梁123,124,125,126の端部を構成する。
本実施形態では、梁端部23,24,25,26の上フランジは、ふさぎ板21の上面と同じ高さとなるように配置されている。これら上フランジは、ふさぎ板21の内部まで延長されて一体化されることにより、十文字形状の内側上フランジ27を形成する。この内側上フランジ27の下面には、上述したふさぎ板21の上端部が溶接等により固定されている。この内側上フランジ27は、上述した突出板部22と面一となるように配置されている。
図9に示すように、梁端部23,24,25,26の下フランジは、ふさぎ板21の最下端部(下面)よりも高さH1分高い位置にある。
そして、図10に示すように、ふさぎ板21の内側には、梁端部23~26の下フランジの高さと同じ高さに、十文字形状の内側下フランジ29が固定されている。
更に、ふさぎ板21の内部には、内側上フランジ27及び内側下フランジ29に直交するように垂直方向に延在する離間した4枚の板形状の補強部材30が固定されている。
そして、図8に示すように、内側上フランジ27の中央(十文字の交点部分)の上には、束柱部35が固定されている。この束柱部35は、内側上フランジ27の上に固定された略直交する離間した4枚の支持板36と、略水平方向に延在する平面板37とを有する。この平面板37の下面が、複数の支持板36の上端部に溶接により固定されることにより、平面板37は、支持板36に支持される。
そして、上述した仕口部材20が仕口に配置されたときには、柱鉄筋R2が貫通するとともに、内部をコンクリートで充填することにより、建物の仕口が形成される。
(建物の施工方法:コンクリート打設のための施工)
そして、上述した柱鉄筋建込工程(ステップS12)が終了すると、システム型枠建込工程を実行する(ステップS13)。
図2(b)に示すように、この工程においては、柱鉄筋R2の周囲にシステム型枠40を配置する。このシステム型枠40の構成と、このシステム型枠建込工程の詳細については、後述する。
次に、型枠調整工程を実行する(ステップS14)。この型枠調整工程の詳細についても後述する。
次に、柱コンクリート打設工程を実行する(ステップS15)。
具体的には、図3(a)に示すように、システム型枠40の内部に区画された空間に上方からコンクリートを流し入れる。その後、コンクリートを硬化させる。これにより、システム型枠40内において、柱部分C2が形成される。この柱部分C2の下端部には、仕口部材20の束柱部35が埋設されている。この束柱部35が、柱部分C2のコンクリートに埋設されることにより、仕口部材20と、これの直上の柱部分C2とが一体化される。
次に、システム型枠脱型工程を実行する(ステップS16)。
具体的には、図3(b)に示すように、システム型枠40を取り外す。これにより、上方から柱鉄筋R2が突出した構築対象階の柱部分C2が露出する。そして、形成した柱部分C2の上面に、複数のレベル調整ボルトと、離間した複数の位置決めアングルとを取り付ける。各レベル調整ボルトは、上に仕口部材20を載置した際に、仕口部材20の内側下フランジ29の十文字形状の4方向の端部の下面が当接される位置に設けられる。更に、位置決めアングルは、その一辺が、正しい位置に仕口部材20が配置した場合の内側下フランジ29の十文字形状の辺に沿う位置に設けられる。
(建物の施工方法:上層階の施工)
次に、仕口部材の設置工程を実行する(ステップS17)。
具体的には、図4に示すように、柱部分C2の上に、仕口部材20を載置する。この場合、柱鉄筋R2は、ふさぎ板21内において、内側下フランジ29及び内側上フランジ27を避けた位置に配置されているため、仕口部材20から上方に突出する。
更に、ここでは、図9の二点鎖線で示したように、ふさぎ板21の下端部が、柱部分C2の上端部に内嵌するように、仕口部材20を載置する。そして、位置決めアングルを、内側下フランジ29の辺に沿わせることにより、柱部分C2に対する仕口部材20の水平位置を調整する。更に、レベル調整ボルトの螺合量を調整することにより、柱部分C2の上に載置した仕口部材20が垂直方向に立設するように調整する。
次に、図4に示すように、柱部分C2及び仕口部材20に渡るように梯子80を設置する。具体的には、仕口部材20の上フランジに固定した支持部材81で梯子80の上端部を固定するとともに、柱部分C2に固定した支持部材82で、梯子80の下端部を固定する。
次に、鉄骨梁の本体の固定工程を実行する(ステップS18)。
具体的には、図5に示すように、隣接する仕口部材20の梁端部23~26の間に、鉄骨梁123~126の本体部b1を建て込んだ後、端部同士をスプライスプレート及び高力ボルト等を用いて連結する。更に、必要に応じて、梁端部23~26と鉄骨梁123~126の本体部b1とを溶接する。
次に、デッキ敷き及びスラブ鉄筋の配置工程を実行する(ステップS19)。
具体的には、図6に示すように、仕口部材20の突出板部22や鉄骨梁123~126に、端部が載置するように、デッキプレートP1を配置する。そして、デッキプレートP1の上に、スラブ鉄筋を配置する。
次に、仕口コンクリート打設工程を実行する(ステップS20)。
具体的には、仕口部材20のふさぎ板21、内側下フランジ29及び柱部分C2を、仕口コンクリートの型枠とし、これらの内部にコンクリートを流し込む。そして、硬化させる。
これにより、図7に示すように、仕口部材20のふさぎ板21の内部を貫通する柱鉄筋R2がコンクリートで固められる。このとき、この仕口部材20の突出板部22の端部及び梁端部23~26の端部の上には、デッキプレートP1の端部が載置されている。更に、デッキプレートP1の上には、スラブ鉄筋SR1が配置されている。
その後、このような仕口部材20にコンクリートが打設された状態で、柱鉄筋R2を柱鉄筋R1とし、更に、構築対象階を直上階として、上述した処理(ステップS11~S20)を繰り返す。これにより、床スラブのコンクリートを打設せずに、この床スラブより高い位置にある構築対象階の柱部分C2を、徐々に構築する。
その後、晴天がしばらく続くとき等のタイミングで、床スラブのコンクリートを打設する。この場合、複数階の床スラブのコンクリートを同時に打設してもよい。以上により、建物が完成する。
(システム型枠40の構成)
ここでは、図11~図13を用いて、各階の柱部分C2のコンクリート打設に用いるシステム型枠40の構成について説明する。
図11は、システム型枠40の全体図、図12は、システム型枠40の柱型枠41の水平断面図である。また、図13は、システム型枠40の建込サポート部材50のベース部材53の周囲の構成を説明する説明図である。ここで、図13(a)は正面図、図13(b)は図13(a)の右側面図である。
図11に示すように、システム型枠40は、柱型枠41と、建込サポート部材50と、型枠足場60とを備える。
図12に示すように、柱型枠41は、1対(2個)の同じ形状の型枠構成部材42を有する。各型枠構成部材42は、断面が略L字形状を有する。各型枠構成部材42は、複数のウェール(横バタ)43と、複数のトラスビーム(縦バタ)45と、フックストラップ44と、2枚の合板46とを備える。各ウェール43は、略L字形状の形状を有する。フックストラップ44は、ウェール43とトラスビーム45とを固定する。ウェール43は、水平断面が略L字形状を有する。
図11に示すように、複数のウェール43は、上下に離間して配置される。更に、複数のトラスビーム45は、水平方向に離間して配置される。
そして、図12に示すように、2枚の合板46が、L字形状をなすように、トラスビーム45に固定される。合板46の大きさが、柱部分C1,C2の大きさとなる。このため、本実施形態では、合板46は、仕口部材20のふさぎ板21に内嵌する大きさの柱部分C1,C2が形成される大きさで形成される。
図11に示すように、建込サポート部材50は、支持体として機能し、異なる型枠構成部材42において、直交する2方向に配置される。本実施形態では、同じ方向においては、同じ鉄骨梁123(124)に固定可能な距離で離間した2つの建込サポート部材50が設けられている。各建込サポート部材50は、長い第1支持部材51と、短い第2支持部材52と、ベース部材53とを備える。第1及び第2支持部材(51,52)は、伸縮可能であって任意の位置で固定できる構成を有し、同じトラスビーム45の上部及び下部をそれぞれ固定する。第1及び第2支持部材(51,52)は、水平面からトラスビーム45までの角度をそれぞれ調整することにより、型枠構成部材42の垂直角度を調整する。
更に、図12に示すように、柱型枠41は、1対の型枠構成部材42の端部を固定するために、固定部材47とタイロッド48とを備える。固定部材47は、タイロッド48をウェール43に固定する部材である。タイロッド48は、両端に取り付けられた蝶ナットを締め付けた上で、クサビを打ち付けることにより、隣接する型枠構成部材42の端部同士を固定する。
図13(a)に示すように、ベース部材53は、第1及び第2支持部材(51,52)の下端部を支持する。
具体的には、図13(b)に示すように、ベース部材53は、上が開放されたコ字形状を有し、ボルト等により、第1及び第2支持部材(51,52)の下端部を回転可能に固定している。
図11に示すように、型枠足場60は、上方足場61及び梯子63を有する。上方足場61及び梯子63は、型枠構成部材42のウェール43に固定されている。上方足場61は、柱型枠41の上方に設けられた足場である。梯子63は、上方が開口した柱型枠41の開口部からコンクリートを流し入れる作業を行なうために、上方足場61に作業者が乗るために設けられている。
(システム型枠40を用いた建込工程及び型枠調整工程の詳細)
ステップS13におけるシステム型枠建込工程においては、システム型枠40を組み立てながら設置する。
具体的には、まず、上述したシステム型枠40の合板46の内側面に剥離剤を塗布する。そして、型枠足場60を設けた型枠構成部材42を、それぞれ仕口部材20の上に配置する。この場合、型枠構成部材42の合板46で四角形状を形成するように配置する。
次に、異なる型枠構成部材42のウェール43の端部に固定された固定部材47に、タイロッド48を相通する。そして、タイロッド48の両端に取り付けられた蝶ナットを締め付けた上で、クサビを打ち付けることにより、1対の型枠構成部材42の端部同士を固定する。
次に、柱型枠41に建込サポート部材50を取り付ける。
具体的には、図13に示すように、まず、建込サポート部材50を取り付ける方向の鉄骨梁123,124の本体部b1の上に、台座71を配置する。そして、台座71を、鉄骨梁123,124の延在方向に配置されたL字アングル72を介して、本体部b1に固定する。次に、この台座71に、建込サポート部材50の第1及び第2支持部材(51,52)の下端部が取り付けられたベース部材53を固定する。
この場合、図12に示すように、型枠構成部材42の直交する中心軸C5,C6から同じ距離にあるトラスビーム45に、第1及び第2支持部材(51,52)を取り付けるように、ベース部材53の位置を調整した上で台座71に固定する。
そして、図11に示すように、第1支持部材51及び第2支持部材52の上端部を、同じトラスビーム45の上部及び下部にそれぞれ取り付ける。
そして、ステップS14の型枠調整工程においては、建込サポート部材50の第1支持部材51及び第2支持部材52の長さを調整する。これにより、システム型枠40の柱型枠41の垂直角度を、直交する2軸方向から調整する。
(実施形態の作用)
建込サポート部材50のベース部材53を、鉄骨梁123,124の上フランジに固定することにより、システム型枠40の型枠構成部材42を支持するので、システム型枠40の建込方向(垂直方向)の角度が調整される。
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、鉄骨梁123~126の上に、床スラブのデッキプレートP1やスラブ鉄筋SR1を配置し、システム型枠40を用いてコンクリートを打設する。これにより、床スラブより上に位置する柱部分C2を構築する。従って、時間が掛かる床スラブのコンクリート打設工程の終了を待たずに、この床スラブよりも上の柱部分C2の形成や鉄骨梁123~126の建込を行なえるので、建物を効率的に施工することができる。
(2)本実施形態では、システム型枠40の建込サポート部材50のベース部材53を、鉄骨梁123,124の本体部b1に固定する。これにより、床スラブのコンクリートが打設される前であっても、柱部分C2の垂直方向の角度を調整することができる。
(3)本実施形態では、柱部分C1,C2の上に載置する仕口部材20は、ふさぎ板21の上端部から外側に突出した突出板部22を有する。これにより、床スラブの下面を構成するデッキプレートP1の端部を、鉄骨梁123~126だけでなく、仕口部材20の突出板部22にも載置することができる。従って、仕口部材20に内嵌される柱部分C1,C2を構成するコンクリートを仕口部材20の周囲から漏れないように打設することができる。
(4)本実施形態では、柱部分C2の下端部には、仕口部材20の束柱部35が埋設される。更に、柱部分C2の柱鉄筋R1,R2が仕口部材20を上下方向に貫通した状態で仕口部材20の内部にコンクリートが打設される。これにより、仕口部材20と柱部分C1,C2とが一体化される。
(5)本実施形態では、仕口部材20には、ふさぎ板21の最下端部(下面)から高さH1分高い位置に、内側下フランジ29が設けられている。この内側下フランジ29が柱部分C1の上に載置するので、仕口部材20の下端部を柱部分C1の上端部に内嵌させた状態で、ふさぎ板21内部にコンクリートを流し込んで、建物の仕口をコンクリートで効率的に構築することができる。
(6)本実施形態では、柱部分C2の上面には、仕口部材20の高さを調整するためのレベル調整ボルト及び仕口部材20を位置決めするための位置決めアングルを設ける。これにより、柱部分C2と仕口部材20との垂直方向の角度及び水平方向の位置を効率的に調整することができる。
(7)本実施形態では、仕口部材20には、鉄骨梁123~126を構成する梁端部23~26が一体固定されている。これにより、鉄骨梁123~126の本体部b1を、仕口部材20の梁端部23~26に連結することにより、効率的に鉄骨梁123~126と、RC造の柱とを連結することができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態においては、鉄骨梁の梁端部23~26、L字形状の突出板部22及び十文字形状の内側下フランジ29を備えた仕口部材20を、建物の仕口に配置して構成した。仕口を構成する仕口部材20の構成は、これに限られない。例えば、鉄骨梁を後で仕口部材に溶接等で固定するために端部が一体化されていない仕口部材を用いてもよいし、突出板部22を有しない仕口部材を用いてもよい。
・上記実施形態においては、複数階の床スラブのコンクリート打設を同時に行なった。天候や工程のタイミングによっては、床スラブのコンクリート打設は、1つずつ行なってもよいし、1つ又は複数の床スラブのコンクリート打設の途中で、他の床スラブのコンクリート打設を開始してもよい。これらの場合においても、床スラブのコンクリート打設は、柱の構築のタイミングに関係なく実行できるので、建物を効率的に構築することができる。
・上記実施形態では、柱コンクリート打設工程(ステップS15)においては、システム型枠40を用いた。柱コンクリート打設工程は、システム型枠40を使用する場合に限られず、通常の型枠を用いて形成してもよい。
また、上記実施形態では、デッキプレートP1を配置した後、スラブ鉄筋SR1を配置した。これに代えて、スラブ鉄筋が一体化されたデッキプレートを配置してもよい。
・上記実施形態においては、鉄筋コンクリート造の柱を備える建物について説明した。鉄筋コンクリート造の柱としては、内部に鉄骨を埋設した鉄筋コンクリート造(鉄骨鉄筋コンクリート造)の柱であってもよい。この場合には、柱部分C2の下部に埋設される仕口部材20の束柱部35の上に鉄骨部材の下端部を固定するとともに、この鉄骨の周囲に鉄筋を配置した後、コンクリート打設を行なう。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
(a)前記仕口部材は、前記床スラブを支持する鉄骨梁の端部を一体化した構成を有し、
前記柱部材の下の仕口に前記仕口部材が配置された後、前記鉄骨梁の本体部を、前記仕口部材の前記端部に連結することにより、前記鉄骨梁を構築したことを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の施工方法。
(b)前記仕口部材は、ふさぎ板は、前記柱部分の上端部を内嵌する構成を有し、
前記仕口部材が、前記柱部分の上端部を内嵌するとともに、前記柱部分に対する前記仕口部材の高さ及び位置を調整した後、前記仕口部材のふさぎ板の内部にコンクリートを打設することを特徴とする請求項2、3又は前記(a)に記載の建物の施工方法。
b1…本体部、C1,C2…柱部分、C5,C6…中心軸、P1…デッキプレート、R1,R2…柱鉄筋、SR1…スラブ鉄筋、20…仕口部材、21…ふさぎ板、22…突出板部、23,24,25,26…梁端部、27…内側上フランジ、29…内側下フランジ、30…補強部材、35…束柱部、36…支持板、37…平面板、40…システム型枠、41…柱型枠、42…型枠構成部材、43…ウェール、44…フックストラップ、45…トラスビーム、46…合板、47…固定部材、48…タイロッド、50…支持体としての建込サポート部材、51…第1支持部材、52…第2支持部材、53…ベース部材、60…型枠足場、61…上方足場、63,80…梯子、71…台座、72…L字アングル、81,82…支持部材、123,124,125,126…鉄骨梁。

Claims (4)

  1. 鉄筋コンクリートで構成される柱と鉄骨梁とを有する建物の施工方法であって、
    床スラブの下面を構築するプレート及び前記床スラブに埋設するスラブ鉄筋を配置し、
    前記床スラブのコンクリートを打設する前に、
    前記床スラブを支持する前記鉄骨梁の上面に固定した支持体を用いて、前記床スラブよりも高い柱部分を構築するための型枠の垂直方向を調整し、
    前記型枠を用いて前記柱部分のコンクリートを打設することを特徴とする建物の施工方法。
  2. 前記柱部分の下の仕口には、ふさぎ板の上端部に外側に突出する突出板部を備えた仕口部材を配置し、
    前記鉄骨梁の端部の上及び前記突出板部の端部の上に、前記プレートの端部を載置することにより前記プレートを敷いた後、前記プレートの上に前記スラブ鉄筋を配置したことを特徴とする請求項1に記載の建物の施工方法。
  3. 前記仕口部材の上に、この仕口部材の直上に構築する前記柱部分に埋設する柱鉄筋を配置し、
    前記柱鉄筋の周囲を前記型枠で覆い、
    前記型枠における水平方向に直交する2方向の角度を、前記支持体を用いて調整した後、
    前記型枠の内部にコンクリートを打設することを特徴とする請求項2に記載の建物の施工方法。
  4. 鉄筋コンクリートで構成される柱と鉄骨梁とを有する建物の仕口に配置される仕口部材であって、
    床スラブを支持する鉄骨梁の端部を一体化したふさぎ板と、
    前記ふさぎ板の上端部において外側に突出し、前記床スラブの下面を構築するプレートの端部を載置する突出板部を備えたことを特徴とする仕口部材。
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