JP3546393B2 - 柱と梁の接合構造及び接合方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、構造物の鉄骨の柱と梁を接合する、鉄骨の接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄骨の柱と梁を接合する方法は、以下に示すような過程で行われるものが知られている。
先ず、鉄鋼メーカーが鉄骨素材を加工工場に納入する。
加工工場で鉄骨を切断、溶接して支柱を作製する。
これを構造物構築現場に搬入する。
これらの支柱を現場の予定位置に建て込み、必要な高さまで連結する。
各支柱の接合部間に接合する梁をクレーン等で吊り上げて接合位置を決定する。 各接合部と梁とをボルト等により止めることにより支柱と梁を接合する。
即ち、予め溶接した接合部を有する支柱と支柱の接合部間に、梁をボルト止めにより接合する構造が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】
前記した従来の鉄骨の接合構造及び接合方法には次のような問題点がある。
＜イ＞ 支柱に接合部を溶接するため、支柱はメーカーより一時工場に運搬され、加工後工場より現場に運ばれるため、搬送経路が複雑となり、輸送コストが高くつく。
＜ロ＞ 支柱に施す接合部の溶接は、高度な溶接技術が要求されるため、溶接に関する資格を有する熟練した溶接工が必要となるが、最近は人材が不足しており、溶接の厳しい管理が大きな問題となっている。
＜ハ＞ 溶接により支柱に接合部を溶接すると、溶接の熱により接合部が捩じれ等の変形を起こしてしまう。
＜ニ＞ 前述した溶接による接合部の変形を直すために別途の修正、整形の工程が必要となる。
＜ホ＞ 接合部の溶接を厳重に管理する必要性から、レントゲン検査等を行う必要があるため、手間がかかる。
＜ヘ＞ 支柱に梁を接合する際の位置決めは、クレーン等により吊り下げた梁をタイミングよく支柱の接合部に仮止めする必要があり、熟練工が必要となる。
＜ト＞ 支柱の建て込みに誤差が生じ易く、小さな誤差であっても梁の接合にはボルト穴の誤差となるため、接合が困難となる箇所ができてしまう。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明は以上の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、施工性に優れた柱と梁の接合構造及び接合方法を提供することにある。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】
本発明は、鉛直方向に立設する支柱とその支柱間に横臥する梁の接合構造において、支柱周面の途上に設ける台座と、前記台座に載置する梁端部に設ける端ブロックとより構成することを特徴とする、柱と梁の接合構造である。
【０００６】
さらに、鉛直方向に立設する支柱とその支柱間に横臥する梁の接合方法において、台座を支柱周面の途上に設け、端ブロックを梁端部に設け、前記台座に端ブロックを載置することを特徴とする、柱と梁の接続方法である。
【０００７】
また、前述した柱と梁の接合方法において、支柱の台座を設ける位置及び梁の端ブロックを設ける位置に抵抗部材を設けることを特徴とする、柱と梁の接合方法である。
【０００８】
【実施例１】
以下図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【０００９】
＜イ＞本発明の基本構成
本発明の柱と梁の接合構造は、図１に示すように支柱ａに形成した台座ｂと、前記台座ｂに載置するため梁ｃに形成した端ブロックｄとよりなる基本構成を有する。
本実施例はその一例として、支柱１０の台座部２０と、梁３０の下向きアゴ４０と、両部材を緊張して接合するＰＣ鋼線５０と、両部材の間隙を充填する充填材６０とより構成する。
【００１０】
＜ロ＞台座部
図２、３に示すように台座部２０は、支柱１０の途上に構築する部材である。
台座部２０は、後述する梁３０の下向きアゴ４０と係合する部材である。
台座部２０は、鉄筋コンクリートにより支柱１０の途上に後述する下向きアゴ４０と係合するような形状に形成する。
従って、支柱１０の途上より全水平方向に突出して形成する場合や、支柱１０と下向きアゴ４０とを係合する位置のみ突出して形成することが考えられる。
台座部２０には、水平方向或いは垂直方向に下向きアゴ４０との挿通孔２１を形成することが考えられるが、本実施例では、水平方向の挿通孔２１のみについて説明している。
【００１１】
また図２、３に示すように、台座部２０の上部に下向きアゴ４０係合時の緩衝部材２２を設けることも考えられる。
鉄筋コンクリートにより台座部２０を形成する場合、支柱１０の所定範囲に複数の抵抗部材１１を設けることが考えられる。
支柱１０の途上に複数設けた抵抗部材１１は、打設したコンクリートの脱落を防止し、支柱１０に台座部２０を屈強に固定させる。
尚、抵抗部材１１としてスタッドボルトを支柱１０の途上に溶接することが考えられる。
【００１２】
＜ハ＞下向きアゴ
図２、３に示すように下向きアゴ４０は、梁３０の両端或いは一方端に形成する部材である。
下向きアゴ４０は、前述した台座部２０に載置する部材である。
下向きアゴ４０は、鉄筋コンクリートにより梁３０の両端或いは一方端に台座部２０と係合する形状に形成する。
下向きアゴ４０には、水平方向或いは垂直方向に台座部２０との挿通孔４１が形成してある。
また図３に示すように、下向きアゴ４０の下部に台座部２０係合時のスペーサ部４２を設けることも考えられる。
【００１３】
鉄筋コンクリートにより下向きアゴ４０を形成する場合、梁３０の端部の周囲に複数の抵抗部材３１を設けることが考えられる。
梁３０の端部の周囲に複数設けた抵抗部材３１は、打設したコンクリートの脱落を防止し、梁３０に下向きアゴ４０を屈強に固定させる。
尚、抵抗部材３１としてスタッドボルトを梁３０の端部の周囲に溶接することが考えられる。
梁３０の両端部に下向きアゴ４０を形成する場合、支柱１０間に形成した台座部２０との間に、適度のクリアランスが取れるように下向きアゴ４０を形成することが好ましい。
これにより支柱１０の建て込みに誤差が生じても、梁３０を支柱と係合させることが容易となる。
【００１４】
＜ニ＞充填材
充填材６０は、係合した台座部２０と下向きアゴ４０との間に生じたクリアランスを充填するための部材である。
充填材６０としては、公知の固化材を使用することが考えられる。
【００１５】
＜ホ＞ＰＣ鋼線
ＰＣ鋼線５０は、前述した台座部２０及び下向きアゴ４０の夫々の孔２１、４１に挿通させる鋼線である。
ＰＣ鋼線５０を挿通することにより台座２０と下向きアゴ４０の係合位置を固定する。
さらに、ＰＣ鋼線５０により台座部２０及び下向きアゴ４０にプレストレスを与えることで、両部材をより強固に係合する。
【００１６】
【作用】
以下図面を参照にして本発明の作用について説明する。
【００１７】
＜イ＞台座部の形成
支柱１０の途上にコンクリートを打設して台座部２０を設ける。
台座部２０の形成は、支柱１０の途上に補強用の鉄筋を配置し、台座部２０となる形状の型枠を嵌込むことから始める。。
この場合の型枠の形状は、梁３０の下向きアゴ４０と支柱１０が係合する部分の形状であればよい。
図２には、支柱１０に対し４方向に下向きアゴ４０を係合する一例を示している。
また台座部２０は、下向きアゴ４０の台座となる部分のみの形状でもよいが、各図面に示すように、下向きアゴ４０係合時の緩衝部を含むものであってもよい。 また、支柱１０に抵抗部材１１を設けた後に、コンクリートを打設して台座部２０を形成することも考えられる。
【００１８】
＜ロ＞下向きアゴの形成
梁３０の端部にコンクリートを打設して下向きアゴ４０を設ける。
下向きアゴ４０の形成は、梁３０の端部に補強用の鉄筋を配置し、下向きアゴ４０となる形状の型枠を嵌込むことから始める。
この場合の型枠の形状は、台座部２０と係合する部分のみでもよいが、図３に示すように、台座部２０との係合時のスペーサ部４２を含むものであってもよい。 また、梁３０に抵抗部材３１を設けた後に、コンクリートを打設して下向きアゴ４０を形成することも考えられる。
【００１９】
＜ハ＞台座部と下向きアゴとの係合（図４）
支柱１０の台座部２０上に、梁３０の下向きアゴ４０を載置することにより、両部材を係合させる。
下向きアゴ４０を有する梁３０には、その寸法に適度なクリアランスを設けてある。
従って、支柱１０に建て込み誤差が生じている場合でも、梁３０を支柱１０と容易に係合させることが可能である。
この際、予め両部材に形成した水平方向の挿通孔２１、４１が合致するように係合させることが好ましい。
【００２０】
＜ニ＞ 充填材の注入（図５）
支柱１０の台座部２０と梁３０の下向きアゴ４０を係合し、台座部２０と下向きアゴ４０とのクリアランスを充填材６０により充填する。
充填材６０としては、モルタル等の公知の固化材を用いることが考えられる。
【００２１】
＜ホ＞ＰＣ鋼線による緊張定着（図５）
係合した台座部２０と下向きアゴ４０とに形成した挿通孔２１、４１に、ＰＣ鋼線５０を挿通する。
台座部２０と下向きアゴとの間に挿通したＰＣ鋼線５０を緊張定着する。
ＰＣ鋼線５０を緊張させ定着することにより、台座部２０と下向きアゴ４０が屈強に接合されるため、支柱１０に梁３０を強固に接合することになる。
【００２２】
【実施例２】
図６に示すように、台座７０及び端ブロック８０を予め工場で鉄筋コンクリート製のブロック状に形成し、現場において支柱１０及び梁３０に取り付けることが考えられる。
この場合、以下に説明するような工程により柱と梁の接合構造を構築する。
先ず、ブロック状に形成した台座７０の取付孔７１より支柱１０を通す。
台座７０を移動させて取付け位置に配置する。
取付け位置に配置した台座７０の取付孔７１と支柱１０との間隙に公知の充填材（固化材）６０を充填する。
同じく、梁３０端部にも取付孔８１を有する端ブロック８０を取付ける。
端ブロック８０の取付孔８１と梁３０との間隙に公知の充填材（固化材）６０を充填する。
そして、以下実施例１において説明した工程に従って、台座７０と端ブロック８０を係合させる。
鉄筋コンクリート製の台座７０及び端ブロック８０を取付ける支柱１０の周面及び梁３０端部に抵抗部材１１、３１を設けることも考えられる。
【００２３】
【実施例３】
図７に示すように、鉄筋コンクリートにより支柱１０に形成する台座９０、或いはブロック状に予め形成し支柱１０に固定する台座９０に、梁３０を挿入する挿入孔９１を形成することが考えられる。
この場合、以下に説明するような工程により柱と梁の接合構造を構築する。
先ず、支柱１０の途上の所定位置に台座９０を固定する。
支柱１０に固定した台座９０の挿入孔９１に梁３０を挿入させて配置する。
台座９０の挿入孔９１に配置した梁３０と挿入孔９１の内周面との間隙に公知の充填材（固化材）６０を充填、固化する。
以上の工程により支柱１０と梁３０を連結することが可能となる。
【００２４】
【実施例４】
また、実施例３で説明した台座の挿入孔に、梁を接続する際の腕部となる部材を挿入、固着することも考えられる。
この場合、支柱に固定した台座が腕部を有するため、梁をボルト留め等の公知の手段により腕部と連結することにより、柱と梁の接合構造が構築できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞ 溶接が一切不要であるため、従来重要な存在であった溶接資格を有する熟練工に頼る必要が皆無となった。
＜ロ＞ 従来の溶接を必要としないため、溶接の熱により部材が捩じれる等の変形を一切起こさない。
また、変形部を修正するための工程も不要となった。
＜ハ＞ 溶接を行う必要がなくなり、部材の品質管理が容易となったため、従来のようにレントゲン検査等を行う必要がなくなった。
＜ニ＞ 柱と梁の端ブロックにクリアランスが発生しても、固化材等の注入により充填するため充分な強度を持たせることができる。
＜ホ＞ 端ブロックと台座との間に適度なクリアランスを持たせてあるため、支柱の建て込みに誤差が生じても接合が容易に行える。
＜ヘ＞ 工場で支柱に溶接加工を施す必要がないため、メーカーより支柱を直接現場へ搬入できる。
従って支柱の輸送コストを低く抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る柱と梁の接合構造の基本構成の説明図
【図２】実施例１に係る柱と梁の接合構造の斜視図
【図３】実施例１に係る柱と梁の接合構造の説明図
【図４】実施例１に係る柱と梁を接合する際の説明図
【図５】実施例１に係る柱と梁を緊張定着する際の説明図
【図６】実施例２に係る柱と梁の接合構造の説明図
【図７】実施例３に係る柱と梁の接合構造の説明図

Claims (4)

1. 鉛直方向に立設する支柱とその支柱間に横臥する梁の接合構造において、
   支柱周面の途上に鉄筋コンクリートにより形成する台座部と、
   梁端部に鉄筋コンクリートにより形成する前記台座部に係合する端ブロックと、
   前記台座部に端ブロックを係合した状態で、台座部と端ブロックとを一体化させて構成することを特徴とする、
   柱と梁の接合構造。
2. 鉛直方向に立設する支柱とその支柱間に横臥する梁の接合構造において、
   支柱に貫通させて取り付ける取付孔を有する鉄筋コンクリート製台座部と、
   梁端部に挿通させて取り付ける前記台座部に係合する鉄筋コンクリート製端ブロックと、
   前記台座部に端ブロックを係合した状態で、台座部と端ブロックとを一体化させて構成することを特徴とする、
   柱と梁の接合構造。
3. 鉛直方向に立設する支柱とその支柱間に横臥する梁の接合方法において、
   支柱周面の途上に台座部を鉄筋コンクリートにより形成し、
   梁端部に端ブロックを鉄筋コンクリートにより形成し、
   前記台座部に端ブロックを係合し、
   前記台座部と端ブロックとを一体化することを特徴とする、
   柱と梁の接合方法。
4. 鉛直方向に立設する支柱とその支柱間に横臥する梁の接合方法において、
   取付孔を有する鉄筋コンクリート製台座部を形成し、
   前記台座部の取付孔を支柱に貫通させ、
   前記台座部を所定位置に固定し、
   取付孔を有する鉄筋コンクリート製端ブロックを形成し、
   前記端ブロックの取付孔を梁端部に挿通させ、
   前記端ブロックを梁端部に固定し、
   前記台座部に端ブロックを載置し、
   前記台座部と端ブロックとを一体化することを特徴とする、
   柱と梁の接合方法。

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