JP2927402B2 - コンクリート建造物の柱・梁接合部構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート建造物の
柱と梁の接合部構造の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コスト低減や工期短縮、および現
場作業の省力化などのため柱に鉄筋コンクリート、梁に
鉄骨を採用した混合構造の建造物が採用されることがあ
る。力学的に軸方向力にはコンクリートが効果的である
点と、軽量化、大スパン化には鉄骨梁が有利である点を
両立させたものである。

【０００３】そこで、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁との
仕口の接合構造が問題になるが、たとえば特開平５−３
９６３０号公報や、特開平３−９６５４２号公報などに
公知である。このうち、前者の技術では鉄骨梁の端面に
エンドプレートを設け、このエンドプレートを仕口部分
のコンクリート柱の型枠として機能させる一方、対面す
るエンドプレート同士をボルトで接合している。また、
後者の技術では、交差する鉄骨梁をバンドプレートで補
強して、さらに梁に複数の穿孔を設けて、この穿孔を貫
通させた状態でフープを巻き、型枠を形成してコンクリ
ートを打設するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記例示した従来技術
のうち、前者では対面する鉄骨梁同士をボルトで接合し
ていることは好ましいが、エンドプレートをコンクリー
ト柱の型枠として用いるため、エンドプレートと柱型枠
との取り合いなどに精度が要求され、施工性が悪くなる
という課題がある。また、前もって打設した柱をエンド
プレートで相互に締め付けるとしても、柱面とエンドプ
レートの間に隙間が生じたり、位置がずれるなどの課題
がある。後者ではＨ鋼で構成された十字形の柱梁接合部
を柱上に載置することになるため、柱天端の不陸などに
より、十字形の柱梁接合部を正規の高さや位置に合わせ
ることが困難であり、十字形の柱梁接合部と梁との接合
を図りにくいなどのように、やはり施工性が悪いという
課題がある。また、Ｈ鋼のフランジを水平に配置した柱
梁接合部が柱に対して十字状に載置されることになるの
で、柱梁接合部フランジの直下までコンクリートが十分
に回り込まないという問題もあり、その場合には接合部
としての十分な耐力を確保できないという致命的な問題
を残すことになる。

【０００５】本発明では上記従来の課題を解決するもの
であって、コンクリート柱と鉄骨梁の接合部の強度は維
持しつつ、施工性をより向上させることができる混合構
造の柱・梁接合部構造を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁のパネル
ゾーンの突き合わせ部分において、それぞれの鉄骨梁の
端面にはエンドプレートを接合し、対面する上記鉄骨梁
に設けたエンドプレート同士は上記鉄筋コンクリート柱
の幅より狭い間隔に位置させて複数のボルト、あるいは
鋼棒で接合し、上記エンドプレートが埋没するように、
上記パネルゾーンにコンクリートを打設するという手段
を用いた。また、対面するエンドプレート間にプレスト
レスを付与するという手段も並列的に用いる。

【０００７】さらに対面するエンドプレート同士の間
に、上下方向に開口する鋼管を設け、上記エンドプレー
トによって挟み込むという手段、あるいは、組立前に鋼
管の内部に予めコンクリートを充填して養生し、さらに
複数のボルトが貫通する位置にはそれぞれシースを挿通
し、上記コンクリートの硬化後の柱・梁組立時に上記コ
ンクリートが充填された鋼管をエンドプレート間に挟み
込むという手段を用いている。

【０００８】

【作用】鉄筋コンクリート柱は軸方向の圧縮応力に対し
て有効に機能し、鉄骨梁は曲げに強く軽量であるゆえに
大スパン化に対して有効に機能する。エンドプレート
は、対面するエンドプレート同士をボルトあるいは鋼棒
によって接合し、場合によってはボルトあるいは鋼棒に
対してプレストレスを付与する作用を行う。また、エン
ドプレート同士で挟み込んだ鋼管は、これを付加しない
場合と比較すれば、よりエンドプレートの固定を安定し
て行うことができ、さらにプレストレスを確実に付与す
る作用を行う。さらにまた、鋼管の内部に予めコンクリ
ートを充填した構成は、エンドプレート同士をボルトな
どによって締め付ける際に、充填コンクリートの対抗力
があるのでより強い力で締め付けが可能であり、鋼管と
鉄骨梁が接合面で離間することを防止できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を、添付した
図面に従って説明する。図１、図２はコンクリート柱と
鉄骨梁の接合構造の第１の実施例であり、１はコンクリ
ート柱、２…２は縦筋、３…３はそれぞれ鉄骨梁であ
り、Ｈ鋼のフランジ面が水平になる向きに設置する。４
…４は鉄骨梁の端面に溶接されたエンドプレート、５…
５は対面するエンドプレート４・４同士を接合するため
の高力ボルト、あるいは鋼棒（ここではこれらを含めて
ボルト等として説明する）、６…６はボルト等５をエン
ドプレート４に締め付けるためのナットである。７は縦
筋２…２の周囲に設けられたフープであり、４つ割り状
のフープ部材を溶接して無端状に形成する。なお、ボル
ト等５とナット６の締め込みによっては、ボルト等５に
対してプレストレスを与えることができる。このように
予めプレストレスを付与するかどうかについては、施工
部の構造や設計強度に応じて任意に選択される。

【００１０】上記仕口の作業工程は、先ず縦筋２…２を
組み立ててフープを巻いた後に柱型枠を組み、鉄骨梁下
までコンクリートを打設して養生してから、型枠を脱型
する。次に鉄骨梁３…３を架け渡してからパネルゾーン
のフープ巻きを行い、鉄骨梁にデッキスラブを架け渡し
て敷き込んで、スラブ配筋、柱型枠仕舞を行い、他に必
要な配管などの仕舞を行ってからコンクリートを打設す
る。これによって一連の施工が完了する。なお、この施
工のうち本発明が直接関連する部分は鉄骨梁の架け渡し
から柱型枠仕舞までである。鉄骨梁３の架け渡しの際に
は、対面する鉄骨梁３・３のエンドプレート４・４同士
をボルト等５およびナット６で接合して、場合によって
はプレストレスを与えたりした後、フープ巻きを行う
が、これらの工程では図１および図２に沿って説明した
技術が採用されることはもちろんである。

【００１１】上記本実施例の構成において重要な技術
は、各エンドプレート４・４の位置は、パネルゾーンに
対してコンクリートを打設した場合にはエンドプレート
はコンクリートに埋没する程度の間隔にすることであ
る。即ち、エンドプレート４は鉄骨梁３の接合を確実に
することを目的とし、場合によってはボルト等５に対し
てプレストレスを付与することを目的とするものであっ
て、これを達成できることが必要かつ十分なことであ
る。また、この構成であれば、エンドプレート４…４は
コンクリートを打設することによって柱内に埋没するの
で、エンドプレート４をパネルゾーンの型枠に共用する
技術と比較して緩やかな施工精度で足りる他、コンクリ
ートはパネルゾーン全体に確実に充填され、構造強度を
確保することができる。

【００１２】次に、図３および図４は第２の実施例であ
り、図１および図２の構成に、さらにパネルゾーンの高
さに見合った高さを有する角形鋼管８を追加した構成で
ある。角形鋼管８は上下方向に開口して、向かい合うエ
ンドプレート４・４同士で挟み込んだ状態で、ボルト等
５およびナット６で締め込まれる。そして、コンクリー
トを打設すれば角形鋼管８の内部にコンクリートが充填
されるので、完成後に内向きのストレスがかかったとき
でも角形鋼管８を内部からコンクリートが補強すること
になり、エンドプレート４・４からの締め付け応力に十
分対抗することができる。従って、より安定した構造体
となる。また、施工時においても、第１の実施例であれ
ば対面するエンドプレート４・４同士をボルト等５だけ
で接合しなければならず収まりが悪いことと比較して、
角形鋼管８をエンドプレート４・４同士で挟み込み、か
つボルト等は角形鋼管８を貫通して接合するので収まり
もよく、ねじれの矯正としても機能することができる。
また角形鋼管８は鉄骨梁３から柱等の接合部に伝達され
たせん断力を負担し、またエンドプレート４に伝達する
せん断力をより確実に柱に伝えることも可能となる。

【００１３】図５は、図３および図４の実施例で採用し
た角形鋼管８の変形例を示す。図中、９は角形鋼管８の
内部に予め充填して養生させたコンクリート、１０…１
０は角形鋼管８に穿設したボルト等貫通孔、１１…１１
はボルト等貫通孔１０の位置に一致させて設けられたシ
ースである。即ち、本実施例では第２実施例の角形鋼管
８に替えてコンクリート充填鋼管１２を採用している。
そして、下の階の鉄筋コンクリート柱を打設養生した後
に天端上にコンクリート充填鋼管１２を載置し、これを
鉄骨梁３のエンドプレート４で挟んでボルト等５、ナッ
ト６で締め付けてボルト等５にプレストレスを付与す
る。その後、必要な仕舞を施してコンクリートを打設す
る。このようにすれば、コンクリート充填鋼管１２は外
部からの応力に対して非常に強靱であるから、第１およ
び第２の実施例に比べれば、柱・梁接合部内のコンクリ
ートに十分なプレストレスを付与することができ、コン
クリートの変形を抑えることができるので、構造的に安
定した建造物とすることができる。

【００１４】なお、角形鋼管８は実施例では四角形状を
しているが、端面形状はこの実施例に限定されるもので
はなく、対面するエンドプレート４・４同士で確実に挟
み込むことができ、かつ、プレストレスを付与できるも
のであれば、その他の多角形や曲線形状であってもよ
い。また、角形鋼管８の中空内部には対面同士を接合す
るリブ板を設けることもあり、この場合には角形鋼管８
の耐圧強度をさらに大きくすることができる。

【００１５】上記実施例では角形鋼管８を利用し、さら
にこの中空部には予めコンクリートを充填するという技
術を開示しているが、さらに別の実施例として、角型鋼
管と同様の型枠を利用して、その型枠内にシースなどを
配備してコンクリートを打設し、硬化後に型枠から取り
外した形状のコンクリートブロックを利用することもあ
る。即ち、角形鋼管８、あるいはコンクリート充填鋼管
１２に代えてコンクリートブロックを用いることもあ
る。この構成では、角形鋼管８を省略できる分だけコス
トの低減を図ることができる。

【００１６】本実施例では、主にコンクリート柱と鉄骨
梁の接合構造について説明したが、その他、例えば鉄骨
梁にフェイスベアリングプレートやバンドプレートを形
成したり、フープに代えてふさぎ板を利用したりするよ
うな従来からの一般工法が本発明に加えて適用されるこ
とはもちろんであるが、これらの構造の適否は本発明の
本質に何ら影響を与えるものではない。

【００１７】

【発明の効果】本発明では、対面するエンドプレート同
士をボルトあるいは鋼棒によって一定の間隔を隔てて接
合したので、エンドプレートはパネルゾーンに対してコ
ンクリートを打設することによってコンクリート内に埋
没することになり、エンドプレートを型枠と共用してい
た従来例と比較すれば、より緩やかな精度で足りる。こ
のように、本発明の構成では非常に簡単な構造で、コン
クリート柱・鉄骨梁の突き合わせを行うことができ、従
来よりも施工工程も簡易にすることができるようになっ
た。また、エンドプレート同士を接合しているボルト等
に対して容易にプレストレスを付与することができるの
で、設計強度に応じた構造を比較的容易に実現すること
ができる。

【００１８】さらに、エンドプレート同士を鋼管で挟み
込む構成としたので、エンドプレート同士を単にボルト
あるいは鋼管で接合する構成と比較して、鉄骨梁を安定
して接合することができ、構造強度を高めることができ
るようになると共に、鋼管を組み立てのための補助機構
や位置決め部材として利用することが、施工上でもその
利点は非常に大きい。また、プレストレスを付与する場
合でも鋼管の存在によって安定した作業を行うことがで
きると共に、これによって梁に不必要な応力を加えるこ
とがないという実益がある。

【００１９】さらにまた、鋼管の内部に予めコンクリー
トを充填して、ボルトあるいは鋼棒挿通用のシースを設
けた構成では、エンドプレート同士を介してボルトおよ
び柱・梁接合部のコンクリートに付与されるプレストレ
スをより大きくすることができ、構造強度はさらに高め
ることができるようになった。コンクリートブロックを
採用した技術においては、鋼管あるいはコンクリート充
填鋼管とほぼ同様の効果を達成できる上、よりコストを
抑制することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す平面図、

【図２】同、一部側断面図、

【図３】第２実施例を示す平面図、

【図４】同、一部側断面図、

【図５】コンクリート充填鋼管の斜視図である。

【符号の説明】

１ コンクリート柱 ２ 縦筋 ３ 鉄骨梁 ４ エンドプレート ５ ボルト ６ ナット ７ フープ ８ 角形鋼管 ９ コンクリート １０ 貫通孔 １１ シース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04B 1/16 E04B 1/30

Claims (3)

(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同士の端面を
   対面させてなるパネルゾーンにおいて、それぞれの鉄骨
   梁の端面にはエンドプレートを接合し、対面する上記鉄
   骨梁に設けたエンドプレート同士は、その間に上下方向
   に開口する鋼管を挟み込んだ上、複数のボルト、あるい
   は鋼棒で接合して、さらに、上記パネルゾーンにコンク
   リートを打設することによって上記エンドプレートを柱
   内に埋没することを特徴としたコンクリート建造物の柱
   ・梁接合部構造。
2. 【請求項２】対面するエンドプレート間にプレストレス
   を付与した請求項１記載のコンクリート建造物の柱・梁
   接合部構造。
3. 【請求項３】組立前に鋼管の内部に予めコンクリートを
   充填して養生し、さらに複数のボルトが貫通する位置に
   はそれぞれシースを挿通し、上記コンクリートの硬化後
   の柱・梁組立時に上記コンクリートが充填された鋼管を
   エンドプレート間に挟み込んだ請求項１又は２記載のコ
   ンクリート建造物の柱・梁接合部構造。