JP2600961B2 - 鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁との接続構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、鉄筋コンクリート製の柱と鉄筋製の梁と
を接続するための接続構造に関する。

《従来の技術》 柱を鉄筋コンクリート造りにした場合には、これに接
続される梁も鉄筋コンクリート造りにするのが一般的で
ある。

しかし、特に梁の施工に際して型枠工事や、型枠撤去
工事などに時間と手間を要し、また建物躯体全体の重量
が重くなり、梁に高さを取られる結果、天井が低くなる
欠点があった。さらに型枠脱型後の残材の処理が煩雑で
あると共に、これら作業に従事する作業人員数を確保す
ることも困難である。

このため最近では梁部分を純粋な鉄骨材によって構成
することで、重量の軽減と梁の高さ寸法の縮小，スパン
長さの長大化を図ると共に、作業の効率化，省力化を図
っている。

ところでこのように、柱を鉄筋コンクリート製とし、
梁を鉄骨製とした場合、その接続箇所は、従来例えば第
７図に示すような接続構造となっていた。

図において、Ｈ形鋼からなる鉄骨梁１のフランジ面に
継手を構成する鉄筋２を複数本固定し、これら鉄筋２を
鉄筋コンクリート柱３を構成する主筋４及び帯筋５の間
に配置し、その状態で柱３の型枠を組み付け、コンクリ
ート６を打設固化させて柱３を構築すると同時に鉄骨梁
１を接合する。

《発明が解決しようとする課題》 しかしながら、この接続構造では、鉄骨梁１の柱３に
対する位置決め作業や柱３の主筋に対する継手部分の接
合作業が難しく、面倒で繁雑な手間がかかることが考え
られる。

またこの接続構造の仕上がり状態は、柱３と鉄骨梁１
とが剛結合になり、地震などがあった場合にその水平分
力が鉄骨梁にも直接伝達されるため、水平分力に抗する
だけの断面係数を与える必要があり、その結果梁スパン
の長さの長大化を確保することが困難になると共に、高
さ寸法がかさみ重量が増加するため鉄骨製の梁とする前
述の利点が損なわれると考えられる。

この発明は以上の欠点を解決し、鉄筋コンクリート柱
と鉄筋製の梁とを簡単な構造及び作業手順で接続できる
柱・梁の接続構造を提供するものである。

《課題を解決するための手段》 前記目的を達成するため、この発明は、鉄筋コンクリ
ート製中空筒体を鉄筋コンクリート柱の型枠とし、該中
空筒体上のパネルゾーンに梁接続ユニットを載置し、該
梁接続ユニットは、上記中空筒体内部に挿通される縦骨
と、該縦骨に接合され、これより鉄骨梁に向かって水平
方向に突出されて該鉄骨梁に接合される梁接続用のブラ
ケットと、該ブラケットに接合されて上記中空筒体上に
配置され、上記パネルゾーンを包囲しつつその内部にコ
ンクリートが打設される中空函体とから構成し、上記中
空筒体内部に配筋される柱主筋は上記ブラケットに対し
て接合固定し、上記中空筒体から上記梁接続ユニットに
亘ってコンクリートを打設して構成したことを特徴とす
る。

《作 用》 以上の構成によれば、鉄筋コンクリート柱の型枠とな
る鉄筋コンクリート製中空筒体を建て込んだ後、その上
部のパネルゾーンに梁接続ユニットを位置決め設置し、
内部にコンクリートを打設すれば、中空筒体は中実な鉄
筋コンクリート柱になり、その上部に梁接続ユニットが
一体化される。

そして、この梁接続ユニットの側部に設けたブラケッ
トに鉄骨梁の端部を接続することで、鉄筋コンクリート
柱と鉄骨梁の接続を完了する。

得られた鉄骨梁と鉄筋コンクリート柱との接続構造
は、梁接続ユニットの介在により柔構造の接続形態とな
る。

さらに、柱主筋をブラケットに対して接合固定するよ
うにしているので、パネルゾーンを介しての、鉄筋コン
クリート柱と鉄骨梁との間でのモーメント伝達のスムー
ズ化、ひいては構造性能を向上することができる。

《実 施 例》 以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明
する。

本実施例は基本的には、鉄筋コンクリート製中空筒体
12を鉄筋コンクリート柱の型枠とし、中空筒体12上のパ
ネルゾーンに梁接続ユニット10を載置し、梁接続ユニッ
ト10は、中空筒体12内部に挿通される縦骨18と、縦骨18
に接合され、これより鉄骨梁14に向かって水平方向に突
出されて鉄骨梁14に接合される梁接続用のブラケット20
と、ブラケット20の接合されて中空筒体12上に配置さ
れ、パネルゾーンを包囲しつつその内部にコンクリート
が打設される中空函体22とから構成し、中空筒体12内部
に配筋される柱主筋26はブラケット20に対して接合固定
し、中空筒体12から梁接続ユニット10に亘ってコンクリ
ートを打設して構成される。

第１図において、この発明に用いられる梁接続ユニッ
ト10は、鉄筋コンクリート柱（RC柱）の型枠をなす鉄筋
コンクリート製中空筒体12上に一体に接合され、この状
態で鉄骨梁14の端部を接続する構成である。

鉄筋コンクリート製中空筒体12は、断面矩形状の中空
部16を中央に有して建築物の階高に応じた長さに予め成
形されたプレキャスト製等の角柱である。

梁接続ユニット10は、鉄骨の組み合わせからなるもの
で、この実施例では、ユニット10の中心位置の上下に延
びるＨ形鋼からなる縦骨18と、縦骨18の上下位置中央の
周囲に十文字形に直交して溶接され、四方に水平に延び
る同じくＨ形鋼からなる梁接合用の４つのブラケット20
と、前記縦骨18と各ブラケット20との交差部にＬ字形を
なして溶接により一体化され、矩形枠状に形成された中
空函体22とを備えている。

縦骨18はその上下に配置される鉄筋コンクリート製中
空筒体12の中空部16内に挿入されるもので、中空筒体12
に対する結合部材として機能される。また、各ブラケッ
ト20も鉄骨梁14に対する接合に応じて十文字形だけでな
くＴ字形（外壁部分に建込まれる柱に使用される）、あ
るいはＬ字形（外壁部分の角部に建込まれる柱に使用さ
れる）などに配置される。

中空函体22は中空筒体12上のパネルゾーンに載置され
て第二の型枠を構成するもので、前記中空筒体12とほぼ
同じか或いはこれよりやや小さな外形寸法に形成され
る。

鉄骨梁14は前記ブラケット20と同一断面のＨ形鋼から
なるもので、継手24を介してブラケット20に接合され
る。

殊に第６図には、柱主筋26をブラケット20に接合固定
するための具体的な構造例が示されている。図示例にあ
っては、Ｈ形鋼でなるブラケット20の上下のウェップ20
aに、これらウェップ20aよりも幅広な鉄筋支持プレート
38を溶接し、この鉄筋支持プレート38の上記ウェッブ20
aよりも外方に、中空筒体12内に配筋される柱主筋26を
貫通させて、柱主筋26をブラケット20に支持させるよう
に構成されている。鉄筋支持プレート38の柱主筋貫通部
には、ナット40若しくは内面に雌ネジが形成されたボス
が溶接されると共に、柱主筋26としてはネジ鉄筋が採用
される。そして、鉄筋支持プレート38のナット40に螺合
挿入しつつネジ鉄筋を鉄筋支持プレート38に対して貫通
させることにより、柱主筋26をブラケット20に接合固定
できるようになっている。この鉄筋支持プレート38は、
ウェッブ20aの有効断面積をも増加させて、ブラケット2
0の剛性を高めるように機能し、例えば柱主筋26を、鉄
筋支持プレート38を介してブラケット20に貫通させなけ
ればならない場合においては、この鉄筋支持プレート38
の板厚を厚くすれば、ブラケット２に形成される柱主筋
挿通用の孔部の欠損断面積を補って補強することもでき
る。このように柱主筋26をブラケット20に対して接合固
定すれば、パネルゾーンを介しての、RC柱と鉄骨梁14と
の間でのモーメント伝達のスムーズ化、ひいては構造性
能を向上することができる。

第２図（ａ）〜（ｄ）は以上の構成の梁接続ユニット
10,鉄筋コンクリート製中空筒体12,鉄骨梁14を用いた接
続作業の１サイクルを示すものである。

まず（ａ）において、既に構築が完了したスラブＳ上
に中空筒体12の建込みが行われる。

スラブＳ上の中空筒体12の建込み位置には、下の階で
既にRC柱上に一体化された梁接続ユニット10の縦方向に
設けた縦骨18の上部側及びその周囲に４本の柱主筋26が
突出している。

柱主筋26は前記中空部16の内側四隅の寸法に合わせた
配置間隔で配筋され、各階の施工ごとに順次上部側に向
けて継ぎ足される。

したがって、柱主筋26を挿通ガイド、縦骨18の上部突
出部を位置決めガイドとして中空筒体12の建込みが行わ
れる。

中空部16の下部側開口に縦骨18を嵌合した状態で中空
筒体12の建込みを完了し、柱主筋26の継手作業を終えた
状態では図示のごとく、中空部16の四隅を貫通して柱主
筋26が中空筒体12の上部に突出する。

引き続き、（ｂ）に示すように、中空筒体12を仮固定
した後、クレーンなどによって梁接続ユニット10を吊り
込み、中空筒体12上のパネルゾーンに載置する。

このとき前記各柱主筋26は中空函体22の内側四隅部に
挿通され、梁接続ユニット10の挿通ガイドとなる。ま
た、載置が完了すると、縦骨18の下部側は中空部16の上
部側開口に嵌合し、梁接続ユニット10を中空筒体12上の
正しい位置にほぼ位置決めする。

梁接続ユニット10が正規の位置に設置されると、
（ｃ）に示すように中空函体22の四隅が中空筒体12の角
部に一致して着座する。このとき、第６図に示したブラ
ケット20と柱主筋26との接合固定を行う。

設置位置決め作業の後、中空函体22を第二の型枠とし
てこれの開口部を通じてコンクリートを中空部16内に打
設し、中空函体22の開口面まで充填する。

コンクリートの固化によって、下部側は既に構築を完
了した梁接続ユニット10の上部に一体に接合され、また
上部には梁接続ユニット10が一体化された内部中実のRC
柱が構築される。

隣り合う梁接続ユニット10のコンクリートによる一体
化が完了した後、互いのRC柱の側部に対向突出するブラ
ケット20同士の間に鉄骨梁14を吊込み、鉄骨梁14の両端
を継手24を介して各ブラケット20に接続すれば、（ｄ）
に示すようにRC柱と鉄骨梁14の接続を完了する。

該当する階の全ての柱・梁の接続作業を終了した後、
鉄骨梁14の上部にデッキプレートを敷き、スラブ配筋，
スラブコンクリートを打設すれば、その階の施工を終了
する。

また、その上の階に柱及び梁を構築する場合には、前
記と同様にスラブ上に突出する縦骨18の上部及び柱主筋
26をガイドとして計画される階まで前記と同様な作業サ
イクルを繰り返すことになる。

梁接続ユニット10と鉄骨梁14との接続時は、梁接続ユ
ニット10を中空筒体12の中空部16に設置後、該中空部16
のコンクリート打設前に行なうのが、継手24を取付ける
上で優れている。

また、柱と梁に作用するモーメントによっては、縦骨
18に曲げモーメントが生じるが、RC柱上下部分を高い拘
束力で拘束することで対応することができる。そしてさ
らに、柱主筋26をブラケット20に対して接合固定するよ
うにしているので、さらにRC柱と鉄骨梁14との間でのモ
ーメント伝達のスムーズ化、ひいては構造性能を向上で
きる。

上記実施例では縦骨18として、Ｈ形鋼でなるものを例
示して説明したが、第３図に示すようにこの縦骨18を鋼
管18aで構成しても良い。図示例にあっては、閉断面矩
形状の鋼管18aが縦骨18として採用されている。この鋼
管18aは、勿論鉄筋コンクリート製中空筒体12の中空部
に挿通可能な外形寸法で形成されており、上記実施例と
同様に中空筒体12に建て込まれて梁14に接合されて、両
者を接続するようになっている。このような鋼管製の縦
骨18を採用すれば、中空筒体12内へのコンクリートの打
設を、この鋼管18aの中空部を介して行なうことがで
き、施工に便利である。

ところで、上記実施例にあっては、一般的な中空の鉄
筋コンクリート製中空筒体12を例示して説明したが、第
４図に示すような鉄筋コンクリート製中空筒体30に対し
て本発明の接続構造を採用しても良い。この中空筒体30
は、回転される断面矩形状の型枠内にコンクリートを投
入し、回転作用による遠心力でコンクリートを型枠の内
面に圧密に押付けることで製造されるようになってい
る。殊に、型枠内に予めフープ筋32並びに添え筋34を配
置しておき、その後型枠を回転させコンクリートを型枠
内に投入することにより、図示のごとき添え筋34等を配
筋した形の鉄筋を含むプレキャストコンクリート製中空
筒体30を製造することができる。このようにして製造さ
れる中空筒体30に対しても、上記と同様に本発明を適用
することができる。第５図には、この中空筒体30の施工
状況が示されており、スラブ36上に突出した柱主筋26に
対してこの中空筒体30を建て込んで所定位置にセットす
る（第５図（ａ）〜（ｃ）参照）。その後接続ユニット
10を中空筒体30上のパネルゾーンに載置する（第５図
（ｄ）参照）ことになるが、この際接続ユニット10に、
具体的にはブラケット20に予め柱主筋26を接合しておけ
ば、後に中空筒体30の中空部にコンクリートを打設して
これと接続ユニット10とを一体化すれば、柱主筋26は添
え筋34との重ね継手により応力を伝達することができ
る。なお、スラブ36上の柱主筋26と接続ユニット10の柱
主筋26とは、突合せ継手が採用される。その後、梁の建
て方を行なうと共に、コンクリートを打設すれば良い
（第５図（ｅ）参照）。

《発明の効果》 以上実施例によって詳細に説明したように、この発明
による鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁との接続構造にあっ
ては、鉄筋コンクリート柱の型枠をなす鉄筋コンクリー
ト製中空筒体を建て込んだ後、その上部のパネルゾーン
に梁接続ユニットを位置決め設置し、内部にコンクリー
トを打設すれば、中実な鉄筋コンクリート柱を構築で
き、かつその上部のパネルゾーンに梁接続ユニットを一
体化できると共に、梁接続ユニットの側部に設けたブラ
ケットに鉄骨梁の端部を接続することで、柱と梁の接続
を完了するため、接続部の構築作業は簡単で正確かつ迅
速に行え、作業員の手間の削減や工期の短縮を図ること
ができる。

また、梁接続ユニットの縦骨をRC柱内に定着すること
で、柱と梁の一体性が向上するため、従来の接続法に比
べパネルゾーンを介して柱と梁のモーメント伝達がスム
ーズに行なわれるなど、構造上の性能が向上する。また
パネルゾーンの型枠となる中空函体が、同時に内部コン
クリートの拘束材としても作用し、パネルゾーンの高靱
性化に寄与する。

さらに、柱主筋をブラケットに対して接合固定するよ
うにしたので、パネルゾーンを介しての、RC柱と鉄骨梁
との間でのモーメント伝達のスムーズ化、ひいては構造
性能を、この構成からもさらに向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる梁接続ユニットとRC柱を構成
する鉄筋コンクリート製中空筒体および鉄骨梁との配置
関係を示す説明図、第２図は梁接続ユニットと中空筒体
および鉄骨梁の接続作業手順を示す説明図、第３図は本
発明の変形実施例を示す斜視図、第４図は本発明が適用
される他の鉄筋コンクリート製中空筒体を示す平面断面
図、第５図は他の施工手順を示す説明図、第６図は柱主
筋とブラケットとの接合状態を示す側面図、第７図は従
来の鉄筋コンクリート柱と鉄骨製梁の接続関係を示す説
明図である。 10……梁接続ユニット、12,30……鉄筋コンクリート製
中空筒体 14……鉄筋梁、16……中空部 18……縦骨、20……ブラケット 22……中空函体、24……継手 26……柱主筋

フロントページの続き (72)発明者 井上 康夫 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株 式会社大林組技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−121251（ＪＰ，Ａ) 実公 昭61−34404（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄筋コンクリート製中空筒体を鉄筋コンク
   リート柱の型枠とし、該中空筒体上のパネルゾーンに梁
   接続ユニットを載置し、 該梁接続ユニットは、上記中空筒体内部に挿通される縦
   骨と、該縦骨に接合され、これにより鉄骨梁に向かって
   水平方向に突出されて該鉄骨梁に接合される梁接続用の
   ブラケットと、該ブラケットに接合されて上記中空筒体
   上に配置され、上記パネルゾーンを包囲しつつその内部
   にコンクリートが打設される中空函体とから構成し、 上記中空筒体内部に配筋される柱主筋は上記ブラケット
   に対して接合固定し、 上記中空筒体から上記梁接続ユニットに亘ってコンクリ
   ートを打設して構成したことを特徴とする鉄筋コンクリ
   ート柱と鉄筋梁との接続構造。