JP2518568Y2 - コンクリート柱への鉄骨梁の接続構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はコンクリート柱への鉄骨梁の接続構造に係
り、ことに、建築物が事務所建築物等に適するように、
１方向ラーメンの中高層建築物の柱を鉄筋コンクリート
造とし、梁を鉄骨造とするときの外柱への接続構造に関
するものである。

［従来の技術］ 建築物の架構工法において、柱を鉄筋コンクリート造
とし、梁を鉄骨造として架設することが知られており、
この架構は耐力、変形性能に優れていることが証されて
いる。

この工法を説明すると、柱の外周部位置に梁部分を切
り欠いた型枠を組付け、その内部にコンクリートを打設
する工程、この柱の柱頭部の側面に、取付ピースを介し
て設置したアンカーボルトまたはガセットプレートを使
用して鉄骨梁を架設する工程、柱部分と、梁に支持され
る床スラブとのコンクリートを打設する工程、柱の主筋
を上方に延長させておき、それを接続部として上階の柱
を構築する工程を含み、これを上方に繰り返すようにし
ている。

一方、一般のコンクリート工事において、型枠をプレ
キャストコンクリート（以下PCという）製または鋼板製
の既製型枠とし、その内部にコンクリートを打設して一
体化させ、永久型枠として存置する構築構造が知られて
いる。

［考案が解決しようとする課題］ 従来の柱の構築構造では、主として型枠大工と鉄筋工
等の各種の技能工の労力と、その現場施工に伴う工期と
を必要としていた。もちろん、現場では天候に左右され
ることも免れない。

また、コンクリート工事にPC製等の既製型枠を使用す
ることは各方面に有効であって、PC被覆のコンクリート
柱、コンクリート梁等のプレハブ化された架構材の採用
が行われて、労務、工期の面で効果が大きいが、そのよ
うな構築構造を採用するときの最大の課題は、鉄骨梁の
端部と、材性質の異なる柱のコンクリート部またはPC型
枠との接続構造を必要とすることである。

そこで、柱のコンクリート工事の型枠部分だけをPC造
とし、梁との接続部分を後打ちコンクリートとすること
が考えられるが、鉄骨梁の柱への接続手段が未解決であ
って、優れたラーメン架構を形成するには至っていな
い。ことに、第８図、第９図に示すように、事務所建築
物のような中高層建築物Ａを、外柱１、１と中柱1Aとの
間に梁２を架設して、大スパンＢを有する１方向ラーメ
ン架構で構成し、自由な空間利用の効率を上げるために
は、中柱1Aと梁２の結合にはこの工法の長所を発揮する
が、外柱１と梁２の外端部との接合では、建築物の剛性
が低くなるため、変形が大きく、耐震構造の設計が困難
となるのが実状であった。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記のような現状に鑑み、従来の欠点を解
消すべく創案されたものであって、鉄筋コンクリート柱
に鉄骨梁を架設する１方向ラーメンの中高層建築物の柱
への梁の接続構造において、上記鉄骨梁の外端部に、そ
の断面形状に対応して溝形に成型したハンチ形成用の鋼
板製型枠と、梁主筋およびスタラップを組付け、かつ上
記鉄骨梁端部を鉄筋コンクリート柱の柱頂部にアンカー
ボルトを介して固定し、床スラブと柱頂部とを一体とな
すべく、前記鋼板製型枠内にコンクリートを打設して、
鉄骨梁外端部に鉄骨鉄筋コンクリート造のハンチを形成
することを特徴とするコンクリート柱への鉄骨梁の接続
構造を提供することを目的とするものである。

これによって、柱を鉄筋コンクリート造とし、梁を鉄
骨造とする建築物の前提となる柱と梁との接続構造が、
ごく一般の建築物に対しても、広く適用が可能になった
のである。

［実施例］ 本考案を、鉄筋コンクリート造の柱に鉄骨梁を架設す
る１方向ラーメン架構の事務所建築物に採用した実施例
の図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本考案の接続構造を外柱に適用した大スパン
Ｂの架構の側面図を示し、第２図は鉄骨梁の端部を含む
外柱の水平断面図、第３図は柱と梁の接続部における梁
の端部の垂直断面図、第４図は柱１の断面図である。

第１図ないし第４図において、建築物Ａの架構は、外
柱１と中柱1Aによって、比較的大スパンＢを含んで構成
され、スパン方向に鉄骨梁２が架設されて１方向ラーメ
ン架構を形成し、桁行の鉄骨梁2Aによって軸部を構成し
ている。

例示の建築物Ａでは、柱１、中柱1Aは、第４図に示す
ように、PC造の角形の筒状体10と、その内部の一体の鉄
筋コンクリート11とからなっており、上記筒状体10は、
高さｈを床面から上階の梁２の下面までとし、その肉厚
内に、縦方向主筋12と、その外周に組付けたスパイラル
フープ13とを内蔵し、コンクリートのかぶり厚さを加え
た寸法で、柱の外周部を形成する寸法にしてある。

また、上記主筋12は筒状体10の内面に臨ませてあり、
上階の柱１との接続部となる延長部分14を突出させ、こ
の部分において内方に折曲させ、上階に接続される筒状
体10Aの内面に臨むように縮径してある。

一方、鉄骨梁２は下フランジ21と上フランジ22とウェ
ブ23とからなり、スパンＢに対応する断面を有してい
る。図中の３は、柱１の筒状体10の内部に打設した鉄筋
コンクリート11の頂面に、梁２を支持する高さに、その
外端縁部24aの固定のために植設した複数のアンカーボ
ルトであり、架設した鉄骨梁２の下フランジ22を介して
当該鉄骨梁２を固定する。このとき、ベースプレートを
使用することは妨げない。

鉄骨梁２の外端縁部24aは、桁行方向の梁2Aの接続端
部と共に柱１の頂部11A内で接続され、その周囲には鋼
板製の型枠４を組込み、梁２に支持される床スラブ５の
下面には、デッキプレート６を張設し、梁２と側梁2Aが
会合する柱頂部11Aと一体にコンクリート11Bを打設し、
同時に床スラブ５のコンクリートと一体になっている。
2Bは鉄筋コンクリート造の側梁である。

本考案のコンクリート柱への鉄骨梁の接続構造では、
外柱１に接続する梁２の外端部24の部分に、梁２の鉄骨
を含む鉄筋コンクリート造のハンチ20が形成してあり、
とくに、上記柱１の頂部11Aのコンクリート11Bと一体に
打設して、剛性のある１方向のラーメン架構の剛な接続
部を形成している。

すなわち、上記ハンチ20の形成には、第５図に示すよ
うな溝形に成型した鋼板製型枠30を使用する。鋼板製型
枠30は、チェッカープレート（以下縞鋼板という）31の
縞突条面32を内側に向けて溶接によって形成されてお
り、底板33と、側板34と、側板34に続いて梁２の端部側
に屈曲させたフランジ35と、鉄骨梁２の内方側で溝型を
塞ぐ妻板36とからなっている。鋼板製型枠30は、鉄骨梁
２の外端部24の外周に構成するハンチ20の梁主筋25とス
タラップ26とにコンクリート11Bのかぶりを加えた梁型
枠としての断面寸法を有し、その長さは鉄骨の梁２の外
端側の反曲点まで剛域を形成するように構成されてい
る。

上記鋼板製型枠30の設置は、フランジ35によって柱頭
部11Aの型枠４に支持させ、側板34の高さを鉄骨梁２の
上フランジ21に合わせて床スラブ５の下面に揃え、底板
33は下フランジ21の下方に位置し、適宜に梁２の鉄骨に
支持させ固定されている。従ってその妻板36は、底板33
から下フランジ22の下面までの立上り部37と、側板34か
ら、鉄骨梁２の上フランジ21、下フランジ22とウェブ23
の間をウェブ23の両側から閉塞する堰板38とで形成す
る。

上記妻板36は型枠４の梁2Aの貫通部分にも適用され、
従って、この内部のコンクリート11Bは、鉄骨梁２のハ
ンチ20と柱頂部11Aと床スラブ５とを一体に結合させ
る。図中の27は鉄骨梁２の最端部に固着されたアンカー
プレートであり、41は、コンクリート11Bと外壁との一
体化のために、型枠４の外部側に組み付けたメッシュ筋
である。

なお、上階においては、筒状体10の主筋12の延長部分
14を介して、下階と上階の柱１、１が一体に接続され、
柱１と鉄骨梁２との架構が上階に繰り返される。

本考案のコンクリート柱への鉄骨梁の接続構造では、
上記の実施例に限定されないことはもちろんであり、例
えば、中高層建築物Ａが１スパン構造である時には、ハ
ンチ20は鉄骨梁２の両端部に形成される。また、柱に適
用するプレキャスト・鉄筋コンクリート造の筒状体は、
鋼製であってもよく、さらに、梁の鉄骨の構成も接続部
において合成断面に改変することができ、ハンチ部分を
形成する鋼板製型枠30も、柱頭部11Aの型枠４と一体化
したものとして作成することができる。

［作用］ 上記の構成になる本考案のコンクリート柱への鉄骨梁
の接続構造の作用を、第６図に基づいて説明する。

まず、柱１用の筒状体10のPC部材としての製作は、所
定の長さ、直径と肉厚に形成する。ａ図ではスラブ５上
に、後述する主筋12の延長部分14が突出しており、フー
プ筋13が組付けてある。ｂ図では、この接続部14に、図
示しないクレーンで吊持した筒状体10を外嵌するように
設置し、この筒状体10を型枠にして、その内部にコンク
リート11を打設すると、外周部の所定の位置に主筋12、
フープ13を配した柱１の主体部が完成する。主筋12、フ
ープ筋13、コンクリート11は設計に従って構成される。

次に、ｃ図では、このコンクリート11の頂部にアンカ
ーボルト３を設置し、ｄ図では、アンカーボルト３を介
して鉄骨の梁２を架設する。ついで、ｅ図では、梁２の
端部にハンチ20のための鋼板製型枠30を組み付け、鉄筋
コンクリート用の梁主筋25、スタラップ26を組み付け、
梁２に支持させることによって、鋼板製型枠30の支保工
は不要である。ついで、床スラブ５の下面のデッキプレ
ート６を梁２上に敷設し、梁２が会合する柱頂部11Aの
周囲の適宜の鋼板製型枠４を組み付け、この部分に一体
にコンクリート11Bを打設し、柱１と梁２とを剛接して
一体化する。

主筋12の延長部分14にフープ筋13を組み付ければ、以
上の工程で、このスラブ５上の作業はａ図に戻り、この
工程が順次に上階に向けて繰り返される。構築の初期に
おける、図示しない基礎と１階の柱１との接続も、ａ図
によって同様に理解される。

ここで下階の柱１と梁２とは、型枠４と鋼板製型枠30
の内部に打設したコンクリート11Bにより、柱頂部11Aと
鉄骨梁２の外端部24との間でハンチ20が形成されること
になる。

すなわち、上記コンクリート11Bの打設に先行して、
鉄骨梁２の外端縁部24aに位置する下フランジ21を、柱
頂部11Aに植設したアンカーボルト３に固定し、コンク
リート11Bの打設時に、上記柱頂部11Aに鋼板製型枠４を
存置したままとすることで、鉄骨鉄筋コンクリート造の
ハンチ20が形成される。

したがって、上記アンカーボルト３、鋼板製型枠４に
より床スラブ５と共に剛性の高い接続部が形成され、大
スパンの架構でありながら、十分な剛性のあるラーメン
を形成することができる。

第７図は、梁２の端部にハンチ20を有しない通常の接
続構造（Ｎ）と、本考案のハンチによって接合した接続
構造（Ｈ）とに対して、比較加力試験を行った結果を示
し、試験体の諸元は省略されているが、柱の中間部に梁
を接続した横Ｔ字形の試験体が示され、柱の剪断力Ｑと
層間変形角Ｒとについてのグラフを示したものであり、
Ｒのいずれの値に対しても、Ｎ線の無ハンチのものに比
して、Ｈ線による本考案の接続構造により約14％以上の
耐力増が確認された。

［考案の効果］ これを要するに本考案は、鉄筋コンクリート柱に鉄骨
梁を架設する１方向ラーメンの中高層建築物の柱への梁
の接続構造において、上記鉄骨梁の外端部に、その断面
形状に対応して溝形に成型したハンチ形成用の鋼板製型
枠と、梁主筋およびスタラップを組付け、かつ上記鉄骨
梁端部を鉄筋コンクリート柱の柱頂部にアンカーボルト
を介して固定し、床スラブと柱頂部とを一体となすべ
く、前記鋼板製型枠内にコンクリートを打設して、鉄骨
梁外端部に鉄骨鉄筋コンクリート造のハンチを形成し、
また、上記鋼板製型枠は縞鋼板を使用して形成され、そ
の縞突条面は当該型枠の内側に向けて突成されているか
ら、 コンクリート造の柱と鉄骨梁との接合部の剛性を、構
築主体をなすコンクリートのみならず、柱頂部のアンカ
ーボルトに固定した鉄骨梁の外端縁部と、存置した鋼板
製型枠との協働によって確保することができ、もって柱
間のスパンが大きい架構であっても剛性の高いラーメン
架構を容易かつ確実に構築することができる。

従来のように、コンクリートの打設完了に伴う型枠の
撤去作業が不要となるので、柱および鉄骨梁のプレハブ
化の推進と相俟って、その接続に要する工期の短縮と、
柱を鉄筋コンクリート造とし、鉄骨梁を採用するときの
所期の目的である労務事情の解決とを確実に達成せしめ
ることができる。

鋼板製型枠の内側に向けて突成した縞突条面が、打設
したコンクリートとの結合性を促進するので、内部コン
クリートと鋼板製型枠との協働を助長し、ハンチの剛性
向上を一層強固なものとすることができる。

等という極めて有用な実用的効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】 図面は本考案の実施例を示し、第１図は本考案のコンク
リート柱への鉄骨梁の接続構造を適用した架構全体の側
面図を示し、第２図は鉄骨梁の端部を含む柱の水平断面
図、第３図は柱と梁の接続部における梁の端部の垂直断
面図、第４図は柱の断面図、第５図は梁端部の型枠を説
明する斜視図、第６図の各図は施工方法に基づいて作用
を説明する工程図、第７図は試験体による比較試験の結
果を示すグラフ、第８図、第９図は中高層の建築物を説
明する平面図と架構立面図である。 １…柱、２…鉄骨梁、３…アンカーボルト、４…型枠、
５…床スラブ、６…デッキプレート、10…筒状体、11…
コンクリート、11A…柱頭部、11B…コンクリート、12…
主筋、13…フープ、14…延長部分、20…ハンチ、21…上
フランジ、22…下フランジ、23…ウェブ、24…外端部、
24a…外端縁部、25…梁主筋、26…スタラップ、27…ア
ンカープレート、30…鋼板製型枠、31…縞鋼板、32…縞
突条面、33…底板、34…側板、35…フランジ、31…妻
板、37…立上り部、38…堰板、41…メッシュ筋、Ａ…建
築物、Ｂ…スパン。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄筋コンクリート柱に鉄骨梁を架設する１
   方向ラーメンの中高層建築物の柱への梁の接続構造にお
   いて、上記鉄骨梁の外端部に、その断面形状に対応して
   溝形に成型したハンチ形成用の鋼板製型枠と、梁主筋お
   よびスタラップを組付け、かつ上記鉄骨梁端部を鉄筋コ
   ンクリート柱の柱頂部にアンカーボルトを介して固定
   し、床スラブと柱頂部とを一体となすべく、前記鋼板製
   型枠内にコンクリートを打設して、鉄骨梁外端部に鉄骨
   鉄筋コンクリート造のハンチを形成することを特徴とす
   るコンクリート柱への鉄骨梁の接続構造。
2. 【請求項２】上記鋼板製型枠は縞鋼板を使用して形成さ
   れ、その縞突条面は当該型枠の内側に向けて突成されて
   いることを特徴とする請求項１記載のコンクリート柱へ
   の鉄骨梁の接続構造。