JP2706434B2 - 柱梁の接続部及び接続方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、建築物における
鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接続部及び接続方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年の建築物においては、鉄筋コンクリ
ート柱と鉄骨梁とを組み合わせた構造、いわゆる複合構
造を採用することにより、建物躯体の強度維持と軽量化
を図っている。

【０００３】具体的に説明すると、耐圧縮性や耐座屈性
に秀れた鉄筋コンクリート造りの柱と、軽くて曲げ強度
に秀れ、長スパン化が可能な鉄骨造りの梁とを組み合わ
せることにより、躯体全体として耐震性に秀れ、かつ、
軽量で長スパン化が可能な接続部を構成している。

【０００４】この種複合構造の接続部あるいは接続方法
としては、従来、柱鉄筋組立体の柱頭部の柱主筋に複数
列の帯板を巻いて溶着し、その帯板の側面に上方から見
て十字、丁字あるいはＬ字形に端部用鉄骨梁を溶接し、
その後、柱及び柱頭部に柱面形成用の型枠を設置して、
コンクリート成形している。

【０００５】また別の接続部あるいは接続方法として
は、特開平３−２８１８４４号公報に記載されたものが
ある。これは、上下１対の矩形状の水平ダイヤフラム
と、両ダイヤフラムを一体に結合する水平断面矩形状の
鋼管により接続部ユニットを構成し、上下各水平ダイヤ
フラムには、中央にコンクリート充填孔が形成されると
共に外周端部分に多数の柱主筋挿通孔が形成されてい
る。

【０００６】上記接続部ユニットを柱主筋に挿入して、
柱頭部分の所定の高さで溶接し、上記水平ダイヤフラム
の端面あるいはこれと鋼管を柱面から露出させ、それら
に中間鉄骨梁を連結している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前者の接続部あるいは
接続方法では、高所の作業現場にて、帯板の巻付け作業
並びに端部用鉄骨梁の溶接作業をしなければならず、接
続部の組立て作業に非常に手間がかかる。

【０００８】後者の接続部あるいは接続方法では、該鋼
管外周面あるいはこれと上下水平ダイヤフラムの端部
に、長いスパンの鉄骨梁の端部を、現場にて溶接あるい
はボルトで連結しており、連結作業に時間がかかる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段を、実施の形態における符号と同じ符号を用い、
かつ、図面を利用して説明すると、請求項１記載の発明
は、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接続部において、図
１に示すような鋼管１と、該鋼管１の上下端面に固着さ
れると共に中央にコンクリート充填孔８を有する上下１
対の水平補強板２と、上方から見て十字、丁字あるいは
Ｌ字形配置で鋼管１に固着された端部用鉄骨梁５と、柱
の外周面形状に対応する形状の側部補強板７とにより、
図４に示すように、四隅にコンクリート充填用開口Ｓが
存在する接続部ユニット３を形成し、鉄筋コンクリート
柱には、図３に示すように外方側の複数の柱主筋１１と
内方側の複数の柱芯筋１０が内蔵されており、前記接続
部ユニット３は、図５に示すように、鋼管１内に柱芯筋
１０を収納すると共に鋼管１と側部補強板７との間に上
記開口Ｓを通過する柱主筋１１を収納し、側部補強板７
内及び鋼管１の内部にコンクリートが充填されており、
端部用鉄骨梁５は側部補強板７より外方に突出して、図
９のように同断面形状の中間鉄骨梁４を連結支持してい
ることを特徴としている。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の柱
梁の接続部において、図１に示すように水平断面矩形状
の鋼管１を用いたことを特徴としている。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の柱
梁の接続部において、図１１に示すように水平断面円形
状の鋼管１を用いたことを特徴としている。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１記載の柱
梁の接続部において、図５あるいは図１１のように、内
方側の柱芯筋１０を、水平補強板７のコンクリート充填
孔８に内接する配列としたことを特徴としている。

【００１３】請求項５記載の発明は、鉄筋コンクリート
柱と鉄骨梁の接続方法において、図７に示すように、外
方側の複数の柱主筋１１と、内方側の複数の柱芯筋１０
とを備えた柱鉄筋組立体１３を立設し、柱鉄筋組立体１
３の周囲に柱面形成用の型枠２０を設置する。接続ユニ
ット３は、図１に示すように、鋼管１と、十字、丁字あ
るいはＬ字形配置の端部用鉄骨梁５と、中央にコンクリ
ート充填孔８を有する上下１対の水平補強板２と、柱の
外周面形状に対応する形状の側部補強板７とにより、四
隅にコンクリート充填用開口Ｓが存在するように構成さ
れており、図５に示すように、鋼管１内を柱芯筋１０が
挿通すると同時に側部補強板７と鋼管１の間でかつ上記
開口Ｓ内を柱主筋１１が挿通するように、接続部ユニッ
ト３を柱鉄筋組立体１３に上方から差し込み、上記コン
クリート充填孔８及び充填用開口Ｓから側部補強板７内
及び鋼管１内並びに型枠２０内にコンクリートを注入し
て柱と接続部とを同時にコンクリート成形することを特
徴としている。

【００１４】請求項６記載の発明は、鉄筋コンクリート
柱と鉄骨梁の接続方法において、図１０に示すように、
外方側の複数の柱主筋１１と内方側の複数の柱芯筋１０
とを内蔵する中空プレキャストコンクリート柱２９を立
設する。接続ユニット３は、図１に示すように、鋼管１
と、十字、丁字あるいはＬ字形配置の端部用鉄骨梁５
と、中央にコンクリート充填孔８を有する上下１対の水
平補強板２と、柱外周面形状に対応する形状の側部補強
板７とにより、四隅にコンクリート充填用開口Ｓが存在
するように形成されており、図５のように、鋼管内１を
柱芯筋１０が挿通すると同時に側部補強板７と鋼管１の
間で上記開口Ｓ内を柱主筋１１が挿通するように、接続
部ユニット３を中空プレキャストコンクリート柱の上端
裸部分に差し込み、上記コンクリート充填孔８及び充填
用開口Ｓから側部補強板７内及び鋼管１内並びに型枠２
０内にコンクリートを注入してプレキャストコンクリー
ト柱２９の中空部と接続部とを同時にコンクリート成形
することを特徴としている。

【００１５】

【発明の効果】本願請求項１記載の発明によると、 （１）上下の１対の補強板２と、鋼管１と、端部用鉄骨
梁５と、側部補強板７とを、十字形等に一体に結合して
接続部ユニット３を構成し、これを柱鉄筋組立体１３と
共にコンクリート成形し、そして各端部用鉄骨梁５の端
部に中間スパン用鉄骨梁４を連結しているので、鉄骨梁
同士は補強板２，７及び鋼管１を介して互いに強固に連
結されると共に柱３０との間で確実に応力伝達が行われ
るようになる。特に、鋼管１の内部にも柱芯筋１０を配
置しているので、外方の柱主筋１１の数を増加させるよ
りも少ない本数の柱芯筋１０により、接続部より下側の
柱部分の軸力を強化させることができる。

【００１６】（２）端部用鉄骨梁５を予め接続部ユニッ
ト３に一体に組み込んでいるので、柱間に架設される定
尺の中間用鉄骨梁４との連結も容易で、かつ、正確に接
続でき、現場での中間用鉄骨梁連結作業が楽である。

【００１７】（３）外方側の側部補強板７は、柱の外周
面形状に対応する形状に形成され、該側部補強板７内に
コンクリートを充填するので、側部補強板７は、帯筋の
代わりの強度メンバーとしての役目に加え、接続部分の
コンクリート型枠としての役目も果たすことになり、強
度の向上と型枠組み立て作業の能率向上を達成できる。

【００１８】（４）鋼管１を利用して、柱と鉄骨梁５と
を結合しているので、鉄骨梁の装着が簡単で、かつ従来
のように帯板を溶着する場合に比べ、強度も向上する。

【００１９】（５）鋼管１を柱主筋１１内に埋め込むと
共に鋼管１内には柱芯筋１０を配置し、鋼管１に固着さ
れる端部用鉄骨梁５をコンクリート内部から側部補強板
７の外方へと突出させるように構成しているので、従来
の柱頭部の強度が向上する。

【００２０】請求項２又は３記載の発明によると、鋼管
として市販の廉価な規格品を利用することができるの
で、材料コストの低減を達成できる。

【００２１】請求項４記載の発明によると、柱芯筋１０
を水平補強板２のコンクリート充填孔８に内接させるの
で、柱芯筋１０の上端部の位置決め及び固定が簡単であ
る。

【００２２】請求項５及び６記載の方法の発明による
と、上記同様の効果を奏すると共に、次のような効果も
ある。

【００２３】（１）接続部ユニット３を、柱用の型枠２
０あるいは中空プレキャストコンクリート柱２９のコン
クリート部上端に載置するので、特別の位置決め支持機
構は必要なく、現場において簡単、かつ正確に接続部ユ
ニット３を装着し、かつ位置決めでき、作業能率が向上
する。

【００２４】（２）既に設置された柱主筋１１及び柱芯
筋１０に対し、接続部ユニット３を上方から差し込むだ
けでよいので、作業能率が一層向上する。

【００２５】

【発明の実施の形態】

［第１の実施の形態］図１は本願請求項１及び２記載の
発明に係る接続部ユニット３の分解斜視図であり、水平
断面矩形状の鋼管１と、上下１対の矩形状の水平補強板
２と、十字形に配置された４本の端部用鉄骨梁５と、柱
外周面形状に対応する矩形に配列された４枚のＬ字形の
側部補強板７から構成されている。

【００２６】鋼管１は、市販の規格品から所望の寸法の
ものを選び、切断したものであり、図５の矩形状に配列
された柱主筋１１内に余裕をもって収納できる大きさの
ものを選び、上下幅の下切断寸法は図１の端部用鉄骨梁
５のウエブ５ａの上下方向長さに合わせてある。

【００２７】上下の水平補強板２は、鋼管１の上下端面
に四方張出し状態で溶着されており、その中央部に角形
の柱芯筋挿通兼コンクリート充填孔８が形成されてい
る。

【００２８】端部用鉄骨梁５としては工型鋼が使用され
ており、鋼管１の四面に十字状に配置されると共に、水
平補強板２の端面及び鋼管１の側面に溶着されている。

【００２９】側部補強板７は、上方から見てＬ字形に形
成された４枚の部材を、図５のように上方から見て矩形
に配列して鉄骨梁５に溶接したものであり、その矩形内
面は柱外周面形状に対応し、コンクリートが充填されて
いる。

【００３０】図４は、組立て後の接続部ユニット３の全
体図であり、鋼管１は上下のコンクリート充填孔８を介
して外部に開口しており、また、側部補強板７で囲まれ
た空間の四隅の上下端は、図５に示すように各隅の３つ
の柱主筋１１がそれぞれ余裕をもって通過しうる大きさ
の開口Ｓが存在している。

【００３１】図３は、柱３０の水平断面を示しており、
柱３０内には、柱外周面形状に対応する矩形状に配列さ
れた外方側の複数本（たとえば１２本）の柱主筋１１
と、該柱主筋１１の列（囲み）の内方に矩形状に配列さ
れた複数本（４本）の柱芯筋１０と、柱主筋全体を結束
する帯筋１２と、柱芯筋１０を結束する帯筋１４及び柱
主筋１１を部分的に十字に連結する補強用帯筋１２ａか
らなる鉄筋組立体１３が内蔵されている。

【００３２】図５に示すように、接続部ユニット３は、
鋼管１内に柱芯筋１０を収納し、鋼管１と側部補強板７
との間に柱主筋１１を収納し、側部補強板７内及び鋼管
１内にコンクリート１５を充填して結合している。

【００３３】図２において、各端部用鉄骨梁５の外側端
には、中間スパン用鉄骨梁４の端部が、鉄板１６及び高
張力ボルト１７等により結合され、支持されている。

【００３４】［第２の実施の形態］図１１は、鋼管１と
して、断面形状円形の市販の規格品を使用した例であ
る。鋼管１の上下端面には四方に張り出すと共に中央部
にコンクリート充填孔８を有する水平補強板２が溶着さ
れており、また、鋼管１の周面には四方に張り出すリブ
１８が溶着されており、該各リブ１８の上下端面はそれ
ぞれ水平補強板２に溶着されている。側部補強板７は、
図１の場合と同様に４枚のＬ字形部材により、柱外周面
形状に対応する矩形に構成され、それぞれ鉄骨梁５に溶
着され、四隅には柱主筋挿通兼コンクリート充填用の開
口Ｓが確保されている。側部補強板７内及び鋼管１内に
コンクリートが充填されている。

【００３５】内方の柱芯筋１０は、鋼管のコンクリート
挿通孔８の端縁に接している。その他の構造は前記第１
の実施の形態と同様である。

【００３６】［第１の接続方法］図６〜図１２は、本願
請求項５記載の接続方法を示している。

【００３７】（１）図６において、予め工場等で組み立
てた鉄筋組立体１３を、基礎側あるいは下階側の柱主筋
１９及び柱芯筋１９ａの上端部に、スリーブ等を利用し
て溶接により接続する。鉄筋組立体１３は、断面矩形状
に配列された柱主筋１１と、該柱主筋１１の内方に断面
矩形状に配列された柱芯筋１０とを備えている。この段
階では、鉄筋組立体１３の帯筋１２，１４は、梁下端縁
に相当する高さＨ１より低位側の範囲内に固着されてい
る。

【００３８】（２）図７において、鉄筋組立体１３の周
囲に、梁下端縁Ｈ１に相当する高さまで、柱面形成用の
型枠２０を設置し、サポート柱２１等により補強してお
く。

【００３９】（３）図８において、工場等において組み
立てられた接続部ユニット３を、鉄筋組立体１３の上方
から挿入し、型枠２０の上端面に設置する。この場合、
図２に示すように各柱主筋１１は接続部ユニット３の四
隅の挿通孔Ｓに挿通され、柱芯筋１０は、鋼管１内に挿
通される。そして、図８のように、側部補強板７は柱面
形成用型枠２０の上側に設置されて接続部の型枠として
利用され、これらにより、柱の下端から接続部までの型
枠が構成される。

【００４０】（４）図５において、上方から水平補強板
２のコンクリート充填孔８及び四隅のコンクリート投入
用の開口Ｓにコンクリートを流し込み、鋼管内及び側部
補強板内並びにこれらを介して型枠２０内にコンクリー
トを充填させ、図９の柱３０及び接続部をコンクリート
成形する。

【００４１】（５）中間鉄骨梁４を端部用鉄骨梁５に連
結支持する。また、上側のスラブをコンクリート成形す
る。また、図示しないが、接続部より上方の柱主筋１１
及び柱芯筋１０に、帯筋１２，１４を溶着する。

【００４２】［第２の接続方法］請求項６記載の発明を
適用した方法であり、図１０に示すように、断面矩形状
に配列された外方側の柱主筋１１及び内方側の柱芯筋１
０を有する鉄筋組立体１３を内蔵する中空プレキャスト
コンクリート柱２９を利用した接続方法である。すなわ
ち、柱頭部の柱主筋１１を裸状にしてなる中空プレキャ
ストコンクリート柱２９を立設し、該中空プレキャスト
コンクリート柱２９の上部柱主筋１１及び柱芯筋１０に
接続部ユニット３を上方から挿入し、コンクリート壁の
上端部で支持する。

【００４３】その後、接続部ユニット３の上方から、図
４に示すコンクリート充填用孔８及び柱主筋挿通用の開
口Ｓから、側部補強板７内及び鋼管１内にコンクリート
を注入してプレキャストコンクリート柱２９の中空部と
接続部とを同時にコンクリート成形する。

【００４４】そして、中間スパン用鉄骨梁４を、柱頭部
用鉄骨梁５に結合する。

【００４５】［その他の実施の形態］上記各実施の形態
例は、四方に鉄骨梁を接続する接続部及び接続方法を示
しているが、丁字型に三方に配置する構造あるいはＬ字
形に二方に配置する構造にも適用できる。

【００４６】

【実施例】接続部ユニット３全体としての寸法は、たと
えば図２において、柱幅が８００mmの場合において、柱
芯から端部用鉄骨梁５の先端までの距離が１ｍとなるよ
うに設定されている。したがって、各端部用鉄骨梁５の
柱面からの突出量は、６００mmとなっている。なお、上
記１ｍの意味するところは、たとえば柱芯間距離が８ｍ
の所に、６ｍの中間スパン用鉄骨梁４を架け渡す場合に
おいて、左右の各柱芯から１ｍ突出した位置まで端部用
鉄骨梁５を延ばしておく必要があるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願請求項１，２及び４記載の発明に適用さ
れる接続部ユニットの分解斜視図である。

【図２】 接続部ユニットを装着した柱梁接続部の透視
正面図である。

【図３】 柱の水平断面図である。

【図４】 接続部ユニットの斜視図である。

【図５】 接続部ユニットを装着した柱梁接続部の平面
図である。

【図６】 鉄筋組立体の設置作業工程を示す正面図であ
る。

【図７】 請求項５記載の発明における柱面形成用型枠
の設置作業工程を示す縦断面図である。

【図８】 請求項５記載の発明における接続部ユニット
装着工程の縦断面図である。

【図９】 請求項５記載の発明における中間用鉄骨梁の
連結作業工程を示す正面図である。

【図１０】 請求項６記載の発明における作業工程を示
す正面図である。

【図１１】 請求項３記載の接続部ユニットを装着した
柱梁接続部の平面図である。

【符号の説明】

１ 鋼管 ２ 水平補強板 ３ 接続部ユニット ４ 中間鉄骨梁（定尺鉄骨梁） ５ 端部用鉄骨梁 ７ 側部補強板 ８ コンクリート充填孔 １０ 柱芯筋 １１ 柱主筋 １３ 柱鉄筋組立体 ２０ 柱面形成用型枠 ２９ 中空プレキャストコンクリート柱 Ｓ 開口

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接続部に
   おいて、鋼管と、該鋼管の上下端面に固着されると共に
   中央にコンクリート充填孔を有する水平補強板と、上方
   から見て十字、丁字あるいはＬ字形配置で鋼管に固着さ
   れた端部用鉄骨梁と、柱の外周面形状に対応する形状の
   側部補強板とにより、四隅にコンクリート充填用開口が
   存在する接続部ユニットを形成し、鉄筋コンクリート柱
   には、外方側の複数の柱主筋と内方側の複数の柱芯筋が
   内蔵されており、前記接続部ユニットは、鋼管内に柱芯
   筋を収納すると共に鋼管と側部補強板との間に上記開口
   を通過する柱主筋を収納し、側部補強板内及び鋼管内部
   にコンクリートが充填されており、端部用鉄骨梁は側部
   補強板より外方に突出して同断面形状の中間鉄骨梁を連
   結支持していることを特徴とする柱梁の接続部。
2. 【請求項２】 水平断面矩形状の鋼管を用いたことを特
   徴とする請求項１記載の柱梁の接続部。
3. 【請求項３】 水平断面円形状の鋼管を用いたことを特
   徴とする請求項１記載の柱梁の接続部。
4. 【請求項４】 内方の柱芯筋を、水平補強板のコンクリ
   ート充填孔に内接する配列としたことを特徴とする請求
   項１記載の柱梁の接続部。
5. 【請求項５】 鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接続方法
   において、外方側の複数の柱主筋と、内方側の複数の柱
   芯筋とを備えた柱鉄筋組立体を立設し、柱鉄筋組立体の
   周囲に柱面形成用の型枠を設置し、鋼管と、十字、丁字
   あるいはＬ字形配置の端部用鉄骨梁と、中央にコンクリ
   ート充填孔を有する上下１対の水平補強板と、柱の外周
   面形状に対応する形状の側部補強板とにより、四隅にコ
   ンクリート充填用開口が存在する接続部ユニットを形成
   し、鋼管内を柱芯筋が挿通すると同時に側部補強板と鋼
   管の間で上記開口内を柱主筋が挿通するように、接続部
   ユニットを柱鉄筋組立体に上方から差し込み、上記コン
   クリート充填孔及び充填用開口から側部補強板内及び鋼
   管内並びに型枠内にコンクリートを注入して柱と接続部
   とを同時にコンクリート成形することを特徴とする柱梁
   の接続方法。
6. 【請求項６】 鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接続方法
   において、外方側の複数の柱主筋と内方側の複数の柱芯
   筋とを内蔵する中空プレキャストコンクリート柱を立設
   し、鋼管と、十字、丁字あるいはＬ字形配置の端部用鉄
   骨梁と、中央にコンクリート充填孔を有する上下１対の
   水平補強板と、柱外周面形状に対応する形状の側部補強
   板とにより、四隅にコンクリート充填用開口が存在する
   接続部ユニットを形成し、鋼管内を柱芯筋が挿通すると
   同時に側部補強板と鋼管の間でかつ上記開口を柱主筋が
   挿通するように、接続部ユニットを中空プレキャストコ
   ンクリート柱の上端裸部分に差し込み、上記コンクリー
   ト充填孔及び充填用開口から側部補強板内及び型枠内に
   コンクリートを注入してプレキャストコンクリート柱の
   中空部と接続部とを同時にコンクリート成形することを
   特徴とする柱梁の接続方法。