JP4483095B2

JP4483095B2 - Ｈ形鋼柱とｒｃ耐震壁との接合構造

Info

Publication number: JP4483095B2
Application number: JP2001019354A
Authority: JP
Inventors: 卓也植木; 久哉加村
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2021-01-29
Also published as: JP2002227327A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物におけるＨ形鋼柱と鉄筋コンクリート耐震壁との接合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、集合住宅のような構造方向性の強い建築物においては、梁間方向をラーメン構造とし、桁行き方向を壁式構造とする複合構造とすることが耐震性を向上させる上で有効とされており、こような躯体構造とする場合は、鋼柱と鉄筋コンクリート耐震壁（以下、ＲＣ耐震壁という）との接合部の構造が重要な課題となっている。
【０００３】
このような接合構造の一例として、特開平１１−３２４１０８号公報に記載された発明がある。この発明に係る鋼管柱とＲＣ耐震壁の接合構造は、ＲＣ耐震壁と鋼管柱とを、鋼管柱の外面に突設されてＲＣ耐震壁のコンクリートに埋め込まれた剪断力伝達部材を用いて接合するようにしたもので、鋼管柱は、内部にコンクリートが充填されたコンクリート充填鋼管柱で構成し、剪断力伝達部材には、鋼管柱の上下方向に多数設けられたスタットボルト又は溝形部材等を用いたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術は、柱配筋と型枠を省略できるというメリットがあるが、鋼管柱とＲＣ耐震壁のコンクリート打設を別々に行わなければならないので、面倒であり、また、剪断力伝達部材の曲げ破壊を抑制するためには、これを取付ける鋼管柱の板厚を十分厚くしなければならず、これらにより建設費の増嵩は避けられない。
さらに、ＲＣ耐震壁の横配筋が鋼管柱のコンクリートに定着されていないため、ＲＣ耐震壁の引張り力により鋼管柱との接合部のコンクリートが剥離してしまうおそれがある等、種々問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、ＲＣ耐震壁から鋼柱への剪断力の伝達を確実に行うと共に、ＲＣ耐震壁の引張り力による鋼柱との接合部のコンクリートが剥離するおそれのないＨ形鋼柱とＲＣ耐震壁との接合構造を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＨ形鋼柱とＲＣ耐震壁との接合構造は、Ｈ形鋼柱のウェブ若しくはフランジの内壁又はウェブとフランジの内壁に複数の剪断力伝達部材を設置し、前記Ｈ形鋼柱のウェブの両側又は一方の側のウェブとフランジで囲まれた空間内にＲＣ耐震壁を一体化してコンクリートを打設したものである。ただし、前記Ｈ形鋼柱は、束柱であるＨ形鋼柱を除く。
【０００７】
また、本発明に係るＨ形鋼柱とＲＣ耐震壁との接合構造は、Ｈ形鋼柱のウェブ若しくはフランジの内壁又はウェブとフランジの内壁に複数の剪断力伝達部材を設置し、かつ前記Ｈ形鋼柱の両フランジの間にＲＣ耐震壁の鉄筋骨組を配置して、前記Ｈ形鋼柱のウェブとフランジで囲まれた空間内とＲＣ耐震壁とにコンクリートを打設したものである。ただし、前記Ｈ形鋼柱は、束柱であるＨ形鋼柱を除く。
【０００８】
さらに、本発明に係るＨ形鋼柱とＲＣ耐震壁との接合構造は、Ｈ形鋼柱のウェブ若しくはフランジの内壁又はウェブとフランジの内壁に複数の剪断力伝達部材を設置し、かつ前記Ｈ形鋼柱の両フランジ間にプレキャストＲＣ耐震壁を配置して、前記Ｈ形鋼柱のウェブとフランジで囲まれた空間内にコンクリートを打設した。ただし、前記Ｈ形鋼柱は、束柱であるＨ形鋼柱を除く。
【０００９】
また、上記のＨ形鋼柱のウェブとフランジで囲まれた空間内に柱補強筋を配置した。
さらに、上記のＲＣ耐震壁の横配筋をＨ形鋼柱のウェブに貫通した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係るＨ形鋼柱とＲＣ耐震壁との接合構造を示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
両図において、１はウェブ２と上下のフランジ３ａ，３ｂからなる断面Ｈ状のＨ形鋼柱で、４ａ，４ｂはウェブ２とフランジ３ａ，３ｂで囲まれた溝状の空間部（以下、単に空間部という）である。なお、このＨ形鋼柱１は、ウェブ２及びフランジ３ａ，３ｂの厚みが厚いものが望ましい。
【００１１】
５はＨ形鋼柱１の空間部４ａ，４ｂ内において、ウェブ２の一方の壁面又は両壁面に設けられたスタッドボルト、溝形部材等からなる剪断力伝達部材で、例えば、ウェブ２の横方向（ウェブ高さ方向）に２列で、かつ上下方向に所定の間隔で設けられており、例えばウェブ２の壁面に穿孔された穴にその先端部を差し込んで、溶接等により固定したものである。
【００１２】
１０はＨ形鋼柱１の空間部４ａ，４ｂ内に、その端縁部が位置するように設けられたＲＣ耐震壁である。１１はＲＣ耐震壁１０の横配筋で、先端部を内側にＵ字状に折り曲げて折り曲げ部を形成し、この折り曲げ部をＨ形鋼柱１の空間部４ａ，４ｂ内に配設したものである。なお、折り曲げ部は剪断力伝達部材５に結合してもよいが、上下の剪断力伝達部材５の間に配設してもよい。なお、１２はＲＣ耐震壁１０の縦配筋である。
【００１３】
このようにして、Ｈ形鋼柱１の両側に横配筋１１と縦配筋１２からなるＲＣ耐震壁１０の鉄筋骨組を形成したのち、Ｈ形鋼柱１の周囲及びＲＣ耐震壁１０の鉄筋骨組の両側に型枠（図示せず）を設置し、Ｈ形鋼柱１の空間部４ａ，４ｂを含む型枠内にコンクリート２０を打設する。なお、状況によっては、Ｈ形鋼柱１の空間部４ａ，４ｂの開口部及びＲＣ耐震壁１０の鉄筋骨組の両側のみに型枠を設置し、空間部４ａ，４ｂを含む型枠内にコンクリート２０を打設してもよい。
コンクリート２０が固化したのち型枠を取り外せば、ＲＣ耐震壁１０の造成及びＨ形鋼柱１とＲＣ耐震壁１０との接合が終了する。
【００１４】
この場合、ＲＣ耐震壁１０の造成のための鉄筋骨組の形成及び型枠の設置に代えて、Ｈ形鋼柱１の間にプレキャストＲＣ耐震壁を設置し、その横配筋の先端部を折り曲げてＨ形鋼柱１の空間部４ａ，４ｂ内に配設して、Ｈ形鋼柱１の外周及び空間部４ａ，４ｂ内、又は空間部４ａ，４ｂ内にコンクリート２０を打設し、両者を一体に接合するようにしてもよい。
【００１５】
本実施の形態によれば、ＲＣ耐震壁１０の造成及びＨ形鋼柱１との接合にあたり、両者に同時にコンクリート２０を打設することができるので、施工が簡単で工期を短縮することができる。なお、ＲＣ耐震壁１にプレキャストＲＣ耐震壁を用いた場合は、ＲＣ耐震壁の造成を省略できるので、さらに工期を短縮できる。
また、Ｈ形鋼柱１のウェブ２に設けた剪断力伝達部材５により、Ｈ形鋼柱１とコンクリート２０との付着力が増大するため、ＲＣ耐震壁１０の剪断力をＨ形鋼柱１に確実に伝達することができる。
【００１６】
さらに、ＲＣ耐震壁１０の横配筋１１を、Ｈ形鋼柱１の空間部４ａ，４ｂに打設したコンクリート２０に定着させたので、ＲＣ耐震壁１０の引張り力による横配筋１１の引き抜きを抑え、引張り力をＨ形鋼柱１に確実に伝達することができる。またこれにより、Ｈ形鋼柱１とＲＣ耐震壁１０との接合部におけるコンクリートの剥離を防止できる。
【００１７】
［実施の形態２］
図３は本発明の実施の形態２の平断面図である。なお、以下の実施の形態においては、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、Ｈ形鋼柱１のウェブ２に、ＲＣ耐震壁１０の横配筋１１に対応した位置に貫通穴６を設け、一方のＲＣ耐震壁１０の横配筋１１をそれぞれこの貫通穴６に挿通し、他方のＲＣ耐震壁１０の横配筋１１と一体化したものである。その他の構成及び施工方法は、実施の形態１の場合と同様である。
本実施の形態によれば、実施の形態１の場合とほぼ同様の効果に加え、Ｈ形鋼柱１のウェブ２にＲＣ耐震壁１０の横配筋１１を貫通させたので、Ｈ形鋼柱１とコンクリート２０との付着力を増大することができる。
【００１８】
［実施の形態３］
図４は本発明の実施の形態３の平断面図である。
本実施の形態は、Ｈ形鋼柱１の空間部４ａ，４ｂ内の、ウェブ２に設けた剪断力伝達部材５の近傍（例えば、剪断力伝達部材５の間及び両側）の上下方向に、複数の柱補強筋７を配設し、ＲＣ耐震壁１０の横配筋１１をエンドレス状に折り曲げて、柱補強筋７のフープ筋としたものである。その他の構成及び施工方法は、実施の形態１の場合と同様である。
本実施の形態によれば、実施の形態１の場合とほぼ同様の効果に加えて、空間部４ａ，４ｂに柱補強筋７を設けたことにより、空間部４ａ，４ｂ内のコンクリート２０が負担するＲＣ耐震壁１０の引張り力を軽減することができる。
【００１９】
［実施の形態４］
図５は本発明の実施の形態４の平断面図である。
本実施の形態は、実施の形態１においては、Ｈ形鋼柱１の空間部４ａ，４ｂ内においてフランジ３ａ，３ｂの壁面の上下方向に、剪断力伝達部材５とほぼ同じ間隔で、スタッドボルト、溝形部材等からなる剪断力伝達部材５を設けると共に、この剪断力伝達部材５の両側、したがって空間部４ａ，４ｂのほぼ４隅の上下方向に柱補強筋７を配設し、この柱補強筋７の上下方向に所定の間隔で複数のフープ筋８を設けたものである。その他の構造及び施工方法は、実施の形態１の場合と同様である。
本実施の形態の効果も実施の形態１の場合と同様であるが、ＲＣ耐震壁１０からＨ形鋼柱１への剪断力及び引張り力の伝達を、より確実に行うことができる。
【００２０】
［実施の形態５］
図６は本発明の実施の形態５の平断面図である。
本実施の形態は、実施の形態１において、実施の形態４の場合と同様にフランジ３ａ，３ｂの壁面に剪断力伝達部材５を設けると共に、この剪断力伝達部材５の外側（ウェブ２の反対側）にそれぞれ柱補強筋７を配設し、この柱補強筋７の上下方向に所定の間隔で、ウェブ２に設けた貫通穴６に挿通したフープ筋８ａを設けたものである。その他の構造及び施工方法は、実施の形態１の場合と同様である。
本実施の形態によれば、実施の形態４の場合とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００２１】
［実施の形態６］
図７は本発明の実施の形態６の平断面図である。
本実施の形態は、実施の形態５において、ウェブ２に設けた貫通穴６に挿通されたフープ筋８ａを分割し、両端部をＵ字状に折り曲げて横配筋９として、それぞれ柱補強筋７に結合したもので、その他の構造、施工方法は実施の形態１の場合と同様である。
本実施の形態によれば、実施の形態４の場合とほぼ同様の効果を得ることができる。なお、上記各実施の形態においては、Ｈ形鋼柱１のウェブ２又はウェブ２とフランジ３ａ，３ｂの剪断力伝達部材５を設けた場合を示したが、フランジ３ａ，３ｂのみに剪断力伝達部材５を設けてもよい。
【００２２】
【実施例】
次に、実施の形態１に係るＨ形鋼柱１とＲＣ耐震壁１０との接合構造の実施例について説明する。
（１）Ｈ形鋼柱１
ウェブ２の厚み５０mm、フランジ３ａ，３ｂの厚み５０mmのＨ形鋼を用いた。
（２）剪断力伝達部材５
Ｈ形鋼柱１のウェブ２の両壁面の幅方向（ウェブ高さ方向）に穴を設け、この穴にスタッドボルトの先端部を挿入し、溶接により固定した。
（３）ＲＣ耐震壁１０
ＲＣ耐震壁１０を施工するＨ形鋼柱１の間に、先端部をＵ字状に折り曲げた横配筋１１を上下方向に配筋し、先端折り曲げ部をＨ形鋼柱１のウェブ２に設けた頭付きスタッドボルトの間に配置した。また、縦配筋１２を配筋し、鉄筋骨組を形成した。
【００２３】
そして、Ｈ形鋼柱１の空間部４ａ，４ｂの開口部及びＲＣ耐震壁１０のための鉄筋骨組の周囲に型枠を設置し、両者同時にコンクリート２０を打設した。コンクリート２０が固化したのち型枠を取り外した。これにより、ＲＣ耐震壁１０の造成及びＲＣ耐震壁１０とＨ形鋼柱１との接合が終了した。
【００２４】
上記のように、Ｈ形鋼柱１のウェブ２及びフランジ３ａ，３ｂの厚みを通常のＨ形鋼柱より厚く、例えば、ウェブ２の厚みを４０cm〜１００cm、フランジ３ａ，３ｂの厚みを４０mm〜１００mmとすることにより、前述の実施の形態１〜６の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。すなわち、剪断力伝達部材５を取付けるＨ形鋼柱１のウェブ２及びフランジ３ａ，３ｂが厚いため、剪断力伝達部材５の曲げ破壊を防止することができる。また、ウェブ２が厚いため、ＲＣ耐震壁１０の横配筋１１を安定して貫通させることができるので、Ｈ形鋼柱１とコンクリート２０との付着力をさらに増大することができる。
【００２５】
さらに、Ｈ形鋼柱１のウェブ２を貫通して横配筋１１を設置することにより、Ｈ形鋼柱１の断面を除く柱断面（空間部４ａ，４ｂに打設したコンクリート２０の断面）のみで鉛直方向の軸力に耐えることができるので、Ｈ形鋼柱１の耐火被覆を省略することができる。
また、Ｈ形鋼柱１のウェブ２とフランジ３ａ，３ｂを厚くすることにより、Ｈ形鋼柱１と梁との接合部をノンダイヤフラム構造とすることができるので、複数層のＨ形鋼柱１に連続してコンクリート２０を打設することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に係るＨ形鋼柱とＲＣ耐震壁との接合構造は、Ｈ形鋼柱のウェブ若しくはフランジの内壁又はウェブとフランジの内壁に複数の剪断力伝達部材を設置し、Ｈ形鋼柱のウェブの両側又は一方の側にＲＣ耐震壁を一体化してコンクリートを打設し、
あるいは、Ｈ形鋼柱のウェブ若しくはフランジの内壁又はウェブとフランジの内壁に複数の剪断力伝達部材を設置し、かつＨ形鋼柱の両フランジの間にＲＣ耐震壁の鉄筋骨組を配置して、Ｈ形鋼柱のウェブとフランジで囲まれた空間内とＲＣ耐震壁とにコンクリートを打設するようにしたので、ＲＣ耐震壁の造成及びＨ形鋼柱との接合にあたり、両者に同時にコンクリートを打設することができるため、施工が簡単で工期を短縮することができる。
【００２７】
また、Ｈ形鋼柱に設けた剪断力伝達部材により、Ｈ形鋼柱とコンクリートとの付着力が増大するため、ＲＣ耐震壁の剪断力をＨ形鋼柱に確実に伝達することができる。
さらに、ＲＣ耐震壁の横配筋を、Ｈ形鋼柱の空間部に打設したコンクリートに定着させたので、ＲＣ耐震壁の引張り力による横配筋の引き抜きを抑え、引張り力をＨ形鋼柱に確実に伝達することができ、これによりＨ形鋼柱とＲＣ耐震壁との接合部におけるコンクリートの剥離を防止できる。
【００２８】
また、本発明に係るＨ形鋼柱とＲＣ耐震壁との接合構造は、Ｈ形鋼柱のウェブ若しくはフランジの内壁又はウェブとフランジの内壁に複数の剪断力伝達部材を設置し、かつＨ形鋼柱の両フランジ間にプレキャストＲＣ耐震壁を配置して、Ｈ形鋼柱のウェブとフランジで囲まれた空間内にコンクリートを打設したので、上記とほぼ同様の効果が得られるばかりでなく、ＲＣ耐震壁の造成を必要としないため、工期をより短縮することができる。
【００２９】
上記のＨ形鋼柱のウェブとフランジで囲まれた空間内に柱補強筋を配置したので、空間部が負担するＲＣ耐震壁の引張り力を軽減することができる。
また、上記のＲＣ耐震壁の横配筋をＨ形鋼柱のウェブを貫通して配設したので、Ｈ形鋼柱とコンクリートとの付着力をさらに増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２の平断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３の平断面図である。
【図５】本発明の実施の形態４の平断面図である。
【図６】本発明の実施の形態５の平断面図である。
【図７】本発明の実施の形態６の平断面図である。
【符号の説明】
１Ｈ形鋼柱
２ウェブ
３フランジ
４ａ，４ｂ空間部
５剪断力伝達部材
７柱補強筋
８，８ａフープ筋
１０ＲＣ耐震壁
１１横配筋
２０コンクリート

Claims

Ｈ形鋼柱のウェブ若しくはフランジの内壁又はウェブとフランジの内壁に複数の剪断力伝達部材を設置し、前記Ｈ形鋼柱のウェブの両側又は一方の側のウェブとフランジで囲まれた空間内にＲＣ耐震壁を一体化してコンクリートを打設したことを特徴とするＨ形鋼柱とＲＣ耐震壁との接合構造。ただし、前記Ｈ形鋼柱は、束柱であるＨ形鋼柱を除く。
Ｈ形鋼柱のウェブ若しくはフランジの内壁又はウェブとフランジの内壁に複数の剪断力伝達部材を設置し、かつ前記Ｈ形鋼柱の両フランジの間にＲＣ耐震壁の鉄筋骨組を配置して、前記Ｈ形鋼柱のウェブとフランジで囲まれた空間内とＲＣ耐震壁とにコンクリートを打設したことを特徴とするＨ形鋼柱とＲＣ耐震壁との接合構造。ただし、前記Ｈ形鋼柱は、束柱であるＨ形鋼柱を除く。
Ｈ形鋼柱のウェブ若しくはフランジの内壁又はウェブとフランジの内壁に複数の剪断力伝達部材を設置し、かつ前記Ｈ形鋼柱の両フランジ間にプレキャストＲＣ耐震壁を配置して、前記Ｈ形鋼柱のウェブとフランジで囲まれた空間内にコンクリートを打設したことを特徴とするＨ形鋼柱とＲＣ耐震壁との接合構造。ただし、前記Ｈ形鋼柱は、束柱であるＨ形鋼柱を除く。
前記Ｈ形鋼柱のウェブとフランジで囲まれた空間内に柱補強筋を配置したことを特徴とする請求項１，２又は３のいずれかに記載のＨ形鋼柱とＲＣ耐震壁との接合構造。
前記ＲＣ耐震壁の横配筋をＨ形鋼柱のウェブに貫通したことを特徴とする請求項１，２，３又は４のいずれかに記載のＨ形鋼柱とＲＣ耐震壁との接合構造。