JP4350121B2 - 鉄筋の溶接式柱梁接合部定着構造 - Google Patents

Description

本発明は鉄筋の溶接式柱梁接合部定着構造に関するものである。

従来の一般的な鉄筋の柱梁接合部定着構造には、折り曲げフックを用いた定着構造と鉄筋の端部に定着板を接合した機械式定着構造がある。

発明が解決しようとする課題

折り曲げフックを用いた定着構造では、鉄筋の高強度化や太径化により曲げ加工が困難であり、又、定着長さが長くなる等柱梁接合部の過密配筋作業に伴い、コンクリートの充填性、施工性及び経済性を著しく低下させる。従って、高強度や太径の鉄筋を使用して鉄骨使用量を低減する経済的な構造設計の採用は難しい。

鉄骨鉄筋コンクリート造では、折り曲げフックを鉄骨の背後に定着する為、鉄骨柱のウエブに鉄筋を貫通させる為の貫通孔をあける必要があり、鉄骨柱のウエブの断面欠損に伴う著しい強度低下を引き起こす事となる。

機械式定着構造は、鉄筋の端部に定着板がある為、鉄骨の背後にウエブを貫通して定着出来ない等納まりが悪い為、鉄骨鉄筋コンクリート造に使用出来ない。又、長尺で重い鉄筋の端部に定着板を摩擦圧接等で接合する為の加工並びに横持ち運搬等の費用と工期が必要となる。

折り曲げフック及び鉄筋の端部に定着板を接合した機械式定着構造は、鉄骨に接合しない為、鉄骨柱の移動及び回転に対しての拘束力は無く、従って、鉄骨に作用する軸力、せん断力及び曲げモーメントに伴って鉄骨埋め込み部側面のコンクリートに発生する支圧力に対して補強効果はない。

本発明では、鉄筋の溶接式柱梁接合部定着構造を開発した事により、前記問題点を解決するものである。

発明の効果

本発明に係わる鉄筋の溶接式柱梁接合部定着構造には、次の様な特有の効果がある。

折り曲げフック及び長い定着長さが不要となる為、柱梁接合部の配筋の過密度が解消し、施工費の削減と工期を著しく短縮出来ると共に、コンクリートの充填性及び配筋納まりが大幅に改善される。

鉄骨鉄筋コンクリート造において、鉄骨柱のウエブに鉄筋を貫通させる為の貫通孔をあける必要が無く、鉄骨柱のウエブの断面欠損に伴う著しい強度低下を防止出来る。

鉄筋に作用する軸力を鉄骨に溶接部から確実に伝達出来る為、高強度及び太径鉄筋の採用が可能になり、梁等の鉄筋コンクリート部の構造強度を著しく高めることに伴い、鉄骨使用量を低減した極めて経済的な構造設計を可能ならしめる。

鉄筋の端部に定着板を摩擦接合する特殊な加工及び加工に伴う長尺で重い鉄筋の横持ち運搬等の費用と工期が削減出来る。

鉄骨埋込み柱脚部において、鉄骨柱に溶接して基礎梁に配置する主筋及び支圧補強筋が、鉄骨に作用する軸力、せん断力及び曲げモーメントに伴って鉄骨埋め込み部側面のコンクリートに生じる支圧力に対して、鉄骨の移動及び回転を拘束して補強効果を発生する。

ここで、本発明に係る鉄筋の溶接式柱梁接合部定着構造の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図及び第２図は、本発明の請求項１に係る一実施例を示すもので、溶接式柱梁接合部定着鉄筋を水平スチフナー５に直接溶接して鉄骨鉄筋コンクリート造に適用した縦断面図である。
鉄骨鉄筋コンクリート造の柱及び梁に配置する主筋１３，１５の端部を、直交する柱梁接合部を構成する水平スチフナー５の前記主筋と重なる鉄骨の面に、主筋に作用する軸力をせん断力として伝達するように溶接して定着する溶接式柱梁接合部定着構造である。
梁主筋１５の端部は節の無い面１９を、直交する柱梁接合部の水平スチフナー５の面に重ねて部分溶込み溶接している。
第３図は、鉄筋をガセットプレート７を介して梁フランジ３に溶接して鉄骨鉄筋コンクリート造にした構造である。
梁主筋１５に作用する軸力を水平スチフナー５等の側面から鉄骨ウエブパネル６にせん断力として伝達する構造である。
主筋１３，１５は、節の無い面を有し、端部は、接合部に部分溶込み溶接される。

第１図は、請求項１の発明に係わる溶接式柱梁接合部定着鉄筋を水平スチフナー５に直接溶接して鉄骨鉄筋コンクリート造に適用した縦断面図である。この例に示す柱フランジ貫通形式の鉄骨鉄筋コンクリート造は、柱フランジ１と柱ウエブ２からなる柱と梁フランジ３と梁ウエブ４からなる梁と柱梁接合部に配置した水平スチフナー５及び鉄骨ウエブパネル６から構成する鉄骨部分と鉄骨柱の周囲に配置した柱主筋１３とフープ１４と柱コンクリート１７及び鉄骨梁の周囲に配置した梁主筋１５とスターラップ１６と梁コンクリート１８からなる鉄筋コンクリート部分で構成されている。柱梁接合部に定着する梁主筋１５の端部は節の無い面１９を、直交する柱梁接合部の水平スチフナー５の面に重ねて部分溶込み溶接して、梁主筋１５に作用する軸力を水平スチフナー５の側面から鉄骨ウエブパネル６にせん断力として伝達する柱梁接合部定着構造を形成する。梁フランジ３の上下面に近接して配置する梁主筋１５は、梁フランジ３との境界部の付着割裂破壊を防止する為に、節の面２０と節の無い面１９を有し、かつ、梁主筋１５の節の無い面１９を水平スチフナー５の外側に溶接する事により、鉄骨の付着係数とほぼ等しい節の無い面１９を梁フランジ３の側になるように定着した例を示している。又、梁の中間部に配置する主筋２６との接合は、エンクローズ溶接、ガス圧接継手及び機械継手が選択できるが、機械継手を採用する場合は、鉄筋の節とスリーブとの所定の圧着力が必要となる。従って、梁の中間部に配置する主筋２６と機械接合する主筋１５の端部は圧着力を低下させる開先の無い節のみを成形２２した、両端に於いて異なる表面形状の主筋１５を使用する事が必要となる。尚、本第１図は、第２図のＢ−Ｂ線による縦断面図を示している。

第２図は、第１図のＡ−Ａ線による平面詳細図である。

第３図は、請求項１の発明に係わる溶接式柱梁接合部定着鉄筋をガセットプレート７を介して梁フランジ３に溶接して鉄骨鉄筋コンクリート造に適用した縦断面図である。この例に示す梁フランジ貫通形式の鉄骨鉄筋コンクリート造は、柱フランジ１と柱ウエブ２からなる鉄骨柱と梁フランジ３と梁ウエブ４からなる鉄骨梁と柱梁接合部に配置した柱フランジ１及び鉄骨ウエブパネル６から構成する鉄骨部分と鉄骨柱の周囲に配置した柱主筋１３とフープ１４と柱コンクリート１７及び鉄骨梁の周囲に配置した梁主筋１５とスターラップ１６と梁コンクリート１８からなる鉄筋コンクリート部分で構成されている。但し、スターラップ１６は、柱梁接合部の構成を解り易くする為、図中から省略してある。柱梁接合部に定着する２本の梁主筋１５の端部は、ガセットプレート７の一端に部分溶込み溶接１１し、このガセットプレート７の他端を直交する柱梁接合部の梁フランジ３に交差させて溶接１２して、梁主筋１５に作用する軸力はガセットプレート７の溶接部を介して、梁フランジ３の側面から鉄骨ウエブパネル６にせん断力として伝達する柱梁接合部定着構造を形成する。この梁フランジ３の側面に近接して配置する２本の梁主筋１５は、梁主筋１５と梁フランジ３との境界部の付着割裂破壊を防止する為に、節の面２０と節の無い面１９を有し、かつ、ガセットプレート７を直交する柱梁接合部の梁フランジ３に交差させて溶接１２する事により、鉄骨の付着係数とほぼ等しい節の無い面１９を梁フランジ３の側に面するように定着した例を示している。ガセットプレート７と柱梁接合部を貫通する梁フランジ３との溶接は、溶接状況及び施工性を考慮して、裏当て金を使用した完全溶込溶接、隅肉溶接もしくは部分溶込み溶接を選択する。信頼出来る溶接が可能であれば、開先のない節の表面だけの異形棒鋼をフレアー溶接する事も可能であるが、この場合は節がある為、鉄筋と鉄骨との付着係数をほぼ等しく制御する事は困難となる。
尚、本第３図は、第４図のＢ−Ｂ線による縦断面図を示している。

第４図は、第３図のＡ−Ａ線による平面詳細図である。

第５図は、請求項２の発明に係わる角形鋼管を使用した鉄骨柱２４と鉄筋コンクリート造の基礎梁から構成する鉄骨造埋込み柱脚において、梁に配置する主筋１５及び支圧補強筋２５の端部を直交する鉄骨柱２４に部分溶け込み溶接２１して、鉄筋１５，２５に作用する軸力を鉄骨柱２４の側面にせん断力として伝達する定着構造の縦断面図である。基礎梁の上端及び下端に配置する主筋１５の鉄骨柱２４に溶接する端部は、節の面２０と節のない開先の面１９を成形してある。この内、外側に配置する主筋１５の他端は、基礎梁の中間部に配置する主筋２６とスリーブ２３で機械接合する為の節のみを成形した端部２２も有する、両端に於いて異なる表面形状の鉄筋を使用している。この基礎梁の上端及び下端の主筋１５の内部に配置する支圧補強筋２５は、鉄骨柱２４に作用する軸力、せん断力及び曲げモーメントに伴って鉄骨埋め込み部側面のコンクリート１７に生ずる支圧力に対して、鉄骨柱２４の移動及び回転を拘束して補強効果を発生する。これらの梁の端部に配置する梁上端、下端の主筋１５及び支圧補強筋２５は、節の面２０と節のない開先の面１９とを成形してあり、節のない面１９を梁の内側に向け、かつ、鉄骨外面位置に一列に配置して、コンクリートのかぶり厚さを多く確保する付着割裂破壊の防止に有効な構造を形成しているが、基礎梁の曲げ強度を高める必要がある場合は、鉄骨柱２４と離れた位置に従来の折り曲げフック等で定着する主筋を併用する事も出来る。この実施例の主筋１５は、基礎梁に作用する曲げモーメントに抵抗すると共に、端部を鉄骨柱２４に溶接して鉄骨埋め込み部側面のコンクリート１７に作用する支圧力に対しても、支圧補強筋２５と共に補強効果を発生する事が出来る。又、従来の折り曲げフック等で定着する主筋と、鉄骨柱２４の端部に溶接する支圧補強筋２５とを併用する事も可能である。梁主筋１５を鉄骨柱２４から離して定着する等の場合は、梁主筋１５の端部をガセットプレート７の一端に部分溶込み溶接し、このガセットプレート７の他端を直交する鉄骨柱２４に溶接する事で対応出来る。尚、本第５図は第６図のＢ−Ｂ線による縦断面図を示している。

第６図は、第５図のＡ−Ａ線による平面詳細図である。
第５図、第６図の溶接式柱梁接合部定着構造は、主筋１５の鉄骨柱２４に溶接する端部は、節の面２０と節のない開先の面１９を成形し、梁に配置する主筋１５及び支圧補強筋２５の端部を、直交する角形鋼管等の鉄骨柱２４の側面に部分溶け込み溶接２１して柱梁接合部内に定着する溶接式柱梁接合部定着構造である。
鉄骨柱と鉄筋コンクリート造の梁から構成される鉄骨造埋込み柱脚の柱梁接合部において、梁に配置する主筋１５及び支圧補強筋２５の端部を、直交する角形鋼管等の鉄骨柱の側面に、主筋に作用する軸力をせん断力として伝達するように溶接して、柱梁接合部内に定着する溶接式柱梁接合部定着構造となっている。

請求項１の発明に係わる鉄筋の溶接式柱梁接合部定着構造の縦断面図である。

第１図のＡ−Ａ線による平面詳細図である。

請求項１の発明に係わる鉄筋の溶接式柱梁接合部定着構造の縦断面図である。

第３図のＡ−Ａ線による平面詳細図である。

請求項２の発明に係わる鉄筋の溶接式柱梁接合部定着構造の縦断面図である。

第５図のＡ−Ａ線による平面詳細図である。

符号の説明

１ 柱フランジ
２ 柱ウエブ
３ 梁フランジ
４ 梁ウエブ
５ 水平スチフナー
６ 鉄骨ウエブパネル
７ 一端に鉄筋を溶接し、他端を梁フランジ等の鉄骨に溶接するガセットプレート
８ 鉄骨柱脚
９ ベースプレート
１０ 梁主筋と水平スチフナーとの溶接部
１１ 梁主筋とガセットプレートとの溶接部
１２ ガセットプレートと梁フランジとの溶接部
１３ 柱主筋
１４ フープ
１５ 開先等の節のない面と節がある面を成形した梁主筋
１６ スターラップ
１７ 柱のコンクリート
１８ 梁のコンクリート
１９ 開先等の節のない鉄筋の面
２０ 節を成形した鉄筋の面
２１ 鉄筋と鉄骨柱脚との溶接部
２２ 節のみを成形した主筋端部
２３ 機械継手のスリーブ
２４ 鉄骨柱
２５ 支圧補強筋
２６ 梁の中間部に配置する主筋

Claims (2)

1. 鉄骨鉄筋コンクリート造の柱及び梁に配置する主筋の端部を、直交する柱梁接合部を構成する水平スチフナー或はガセットプレートの主筋と重なる鉄骨の面に、主筋に作用する軸力をせん断力として伝達するように溶接して定着する溶接式柱梁接合部定着構造。
2. 鉄骨柱と鉄筋コンクリート造の梁から構成される鉄骨造埋込み柱脚の柱梁接合部において、梁に配置する主筋及び支圧補強筋の端部を、直交する角形鋼管等の鉄骨柱の側面に、主筋に作用する軸力をせん断力として伝達するように溶接して、柱梁接合部内に定着する溶接式柱梁接合部定着構造。

Images