JP4841446B2 - 梁端ｒｃ造の鉄骨梁の柱への施工方法 - Google Patents

Description

この発明は、鉄骨梁の端部を鉄筋コンクリート製とした梁端ＲＣ造の鉄骨梁を鉄筋コンクリート製柱の既施工部分の上端に設置する施工方法に関する。

従来、鉄骨梁の端部に鉄筋コンクリート構造を構築する場合、鉄骨梁を支保工で支持した後に、梁端鉄筋コンクリート構造部の配筋を行い、柱梁接合部コンクリートと梁端コンクリートを打設する。特許文献１には、鉄骨梁の端部にエンドプレートを溶接し、配筋された柱の仕口部に鉄骨梁の端部を仮設サポートにより仮支持した状態で配置し、型枠を組付けた後にコンクリートを打設して、鉄骨梁の端部を仕口部に直接埋設し、鉄筋コンクリート柱に対して鉄骨梁を剛接合する構造および方法が開示されている。
また、梁端鉄筋コンクリート構造部をプレキャスト化する場合においても、同様に支保工で梁部材（鉄骨梁）を支持するか、柱の側面にあご状の仮置き部を設け、そこに梁部材を仮置きする。
特開２００４−２７８１７７号公報

上記方法で梁部材を仮置きする場合、基本的に現場施工においては特許文献１に示すような仮設サポートにより支保工で支持しなければならない。この場合、仮設費用が発生すると同時に、梁部材下の作業空間に制限が生じる（重機の進入時等）。また、梁端をプレキャスト化し、柱側面に設けたあご部に仮置きする場合、在来の鉄筋コンクリート造の柱（既施工部分）にあご状の突起部を構築することは困難であると共に、仕上がり時にあご状の突起が残ってしまうことになる。

この発明の目的は、支保工無しで、かつ在来の鉄筋コンクリート柱に支持用の突起等を設けることなく、鉄骨梁を鉄筋コンクリート製の柱の既施工部分の上端に設置する施工方法を提供することである。

この発明の梁端ＲＣ造の鉄骨梁の柱への施工方法は、Ｈ形鋼からなる鉄骨梁を鉄筋コンクリート製の柱の既施工部分の上端に設置する施工方法であって、Ｈ形鋼の端部を、下フランジとウェブの下部が残された形状の斜め切断部とした鉄骨梁を準備する過程と、この鉄骨梁の上記斜め切断部の一部を、前記柱の前記既施工部分の上端に支持させる過程と、前記鉄骨梁の周囲の前記端部の近傍および前記柱の前記既施工部分よりも上方の柱部分の配筋および型枠配置を行う過程と、前記型枠内にコンクリートを打設する過程とを含む。
この施工方法によれば、Ｈ形鋼の端部を鉄筋コンクリート製の柱の既施工部分の上端に支持させた状態で、前記既施工部分よりも上方の柱部分の配筋および型枠配置、型枠内へのコンクリート打設を行うようにしているから、支保工無しで鉄骨梁の梁端鉄筋コンクリート構造部の施工を行うことができ、仮設サポートの設置費用等が不要とされる。また、鉄骨梁下の作業空間が確保され、重機の進入等に支障を来たすこともない。さらに、鉄筋コンクリート製柱には、鉄骨梁を支持するためのあご状の突起等を設ける必要がなく、仕上がり時の外観を損なうこともない。Ｈ形鋼の端部を、下フランジとウェブの下部が残された形状の斜め切断部としているから、施工荷重を鉄骨梁の単純梁架構で支える構造となり、無支保工が容易に実現できる。また、柱梁接合部内部に鉄骨梁が極一部しか存在しないことになり、この接合部内部の配筋（フープ筋や主筋、直交梁）を阻害することがない。

この発明において、前記配筋および型枠配置後、床スラブを敷き込み、この後に前記型枠内にコンクリートの打設を行うようにしても良い。このように、床スラブの敷き込みを型枠内へのコンクリートの打設の前に行うようにすれば、鉄骨梁の柱への一連の施工過程において床施工も行うことができ、効率的である。しかも、鉄骨梁の梁端鉄筋コンクリート部分の施工が無支保工で行われるから、この床スラブの敷き込みも無支保工で行うことができ、施工費用の低減化や施工作業の効率化も図ることができる。

また、この発明において、前記鉄骨梁を、前記柱の前記既施工部分上に、複数本が対向して延びるように配置し、対向する鉄骨梁の上側のフランジ間を、ターンバックルを有する線状の鋼材で緊張状態に接合しても良い。このように、対向する鉄骨梁の上側のフランジ間を、ターンバックルを有する鋼棒等の線状の鋼材で緊張状態に接合するようにすれば、鉄骨梁の曲げ応力の一部を直接伝達することができ、鉄骨梁から梁端鉄筋コンクリート構造部への切替部のせん断力負担を軽減することができる。

この発明の梁端ＲＣ造の鉄骨梁の柱への施工方法は、Ｈ形鋼からなる鉄骨梁を鉄筋コンクリート製の柱の既施工部分の上端に設置する施工方法であって、Ｈ形鋼の端部を、下フランジとウェブの下部が残された形状の斜め切断部とした鉄骨梁を準備する過程と、この鉄骨梁の上記斜め切断部の一部を、前記柱の前記既施工部分の上端に支持させる過程と、前記鉄骨梁の周囲の前記端部の近傍および前記柱の前記既施工部分よりも上方の柱部分の配筋および型枠配置を行う過程と、前記型枠内にコンクリートを打設する過程とを含むため、無支保工で鉄骨梁の梁端鉄筋コンクリート部分の構築がなされ、鉄骨梁下の作業空間が確保され、仮設費用等を要することなく、鉄骨梁の柱への施工が可能となる。また、柱梁接合部内部の配筋を阻害することがなく、柱梁接合部の強度が低下する懸念もない。さらに、鉄筋コンクリート製柱の既施工部分に、鉄骨梁を支持するためのあご状の突起等を設ける必要がなく、鉄筋コンクリート製柱の仕上がり時に突起物が残って外観を損なうようなこともない。

この発明の梁端ＲＣ造の鉄骨梁の柱への施工方法の一実施形態を、図１ないし図６と共に説明する。図１ないし図６はこの実施形態の施工方法の各過程を示している。図１は鉄筋コンクリート製柱１の既施工部分（以下、既施工柱と言う）１Ａを示し、この既施工柱１Ａの上端には柱主筋１ａが突出している。また、後記するＨ形鋼からなる鉄骨梁２を支持する位置にはアンカーボルト３が各２本ずつ後施工により下部が既施工柱１Ａに埋設された状態でセットされている。このアンカーボルト３はホールインアンカであり、図２に示すようにナット３ａが２個ずつ螺装されている。アンカーボルト３としては、ケミカルアンカーが好ましいが、ケミカルアンカーの代わりに柱主筋（例えばねじ鉄筋）を鉄骨梁２に通して支持固定するようにしても良い。

鉄骨梁２は、上下のフランジ２ａ，２ｂとこれに垂直なウェブ２ｃからなるＩ型鋼からなる。このＩ型鋼の端部を、下フランジ２ｂとウェブ２ｃの下部が残された形状の斜め切断部２ｄとした鉄骨梁２を先ず準備する。この切断部２ｄの下端近傍の両下フランジ２ｂには、アンカーボルト挿通用のボルト孔（図示せず）を事前に設けておく。準備された鉄骨梁２を、図２に示すように、それぞれの支持位置に配置し、各ボルト孔にアンカーボルト３を挿通し、その高さ位置を調整して２個のナット３ａを下フランジ２ｂを上下より挟むようにしてンカーボルト３に螺合し、鉄骨梁２を締結固定する。このようにして、既施工柱１Ａの上端に複数本のＩ型鋼２を順次支持させる。ここに、鉄筋コンクリート製柱１が、間柱の場合は四方に、側柱の場合は三方に、隅柱の場合は直角二方に、それぞれ延びるように鉄骨梁２を支持させる。図３は、鉄筋コンクリート製柱１が間柱であって、既施工柱１Ａの上端に４本の鉄骨梁２を四方に延びるよう支持させた場合を示している。

上記のように、既施工柱１Ａの上端に所定本数の鉄骨梁２の支持が完了すると、梁端の鉄筋コンクリート構造部２Ａおよび既施工柱１Ａの上方部分である柱梁接合部１Ｂ（いずれも図６参照）用の配筋を行う。すなわち、図４に示すように、梁端の鉄筋コンクリート構造部２Ａに相当する部位では、鉄骨梁２を取り囲むように水平方向の梁主筋４とフープ筋４ａとにより配筋を行う。また、柱梁接合部１Ｂに相当する部位では、前記柱主筋１ａにフープ筋１ｂを巻回するようにして配筋を行う。鉄骨梁２は、その先端部が斜め切断部２ｄとされているから、既施工柱１Ａの上端に支持された状態では、柱梁接合部１Ｂ内にその一部しか存在しないことになり、柱梁接合部１Ｂの内部（主筋、フープ筋、直交梁）の配筋を阻害することがない。さらに、鉄骨梁２は、柱梁接合部１Ｂ内にその一部しか存在しないため、柱梁接合部１Ｂの応力伝達機構は、純ＲＣ造と考えることができ、構造計算が簡略化できる。

次いで、図５に示すように、上記配筋を行った部分の周囲に型枠５を配置する。この型枠５の配置は、図５（Ｃ）に示すように、鉄骨梁２の下フランジ２ｂやウェブ２ｃに支持された長ボルト５ａに取付けることにより、上記梁端鉄筋コンクリート構造部２Ａ用配筋部分の両側面および下面を囲むように無支保工でなされる。また、隣合う型枠５間の鉄筋コンクリート柱１の外形状に沿った角部には型枠５の一部をなすコーナー部材５ｂを取付ける。
なお、図５（Ｂ）では、紙面手前側に延びる鉄骨梁２の周囲の型枠の図示を省略しているが、この部分でも図５（Ｃ）に示すような長ボルト５ａを解した取付構造で型枠５が鉄骨梁２に取付けられる。

次に、図６に示すように、鉄骨梁２の上フランジ２ａに支持させる状態でデッキプレート等からなる床スラブ６の敷き込みを無支保工で行い、その後、上記型枠５内にコンクリートの打設を行う。コンクリートの養生後、型枠５およびコーナー部材５ａ等を取り除くと、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、鉄筋コンクリート柱１と四方に延びる４本のＨ形鋼からなる鉄骨梁２とが、梁端鉄筋コンクリート構造部２Ａおよび柱梁接合部１Ｂを介して接合一体とされた柱梁構造体が完成する。その後、既施工柱１Ａの上方部分に配筋および型枠配置をし、コンクリートを打設して上階柱１Ｃの構築がなされる。

このような鉄骨梁の柱への施工方法においては、鉄骨梁２の端部を主に下フランジ２ｂとウェブ２ｃの下部だけを残す斜め切断部１ｄとし、この斜め切断部１ｄの一部を既施工柱１Ａの上端に支持させるようにしているから、施工荷重を鉄骨梁２のみの単純梁架構で支える構造となり、無支保工での施工が可能となる。また、上述のように、鉄骨梁２の一部しか柱梁接合部１Ｂ内に進入しないから、この部分の配筋施工に支障を生じることもない。この場合、この梁端部は純粋な鉄筋コンクリート造と考えられ、構造計算を簡略化できる。

図７はこの発明に係る梁端ＲＣ造の鉄骨梁の柱への施工方法の他の実施形態を示している。図７は、既施工柱１Ａの上に鉄骨梁（Ｈ形鋼）２の施工を行い、その上に施工構築した上階柱１Ｃの上端にさらに鉄骨梁（Ｈ形鋼）２の施工を行う状態を示している。この実施形態においても、上記と同様に、Ｈ形鋼の端部を、下フランジ２ｂとウェブ２ｃの下部が残された形状の斜め切断部２ｄとした鉄骨梁２を準備し、各鉄骨梁２を、鉄筋コンクリート製の柱の既施工部分となる上階柱１Ｃの上端に現場施工にてセットされたアンカーボルト３およびナット３ａを介して支持固定させる。
この実施形態の場合、鉄骨梁２を、複数本が対向して延びるよう配置し、対向する鉄骨梁２の上フランジ２ａ間および下フランジ２ｂ間を、ターンバックル８を有する線状の鋼材７で緊張状態に接合している点で上記実施形態と異なる。

線状鋼材７は、２本の鋼棒等の鋼製線材をターンバックル８で連結したものであり、両端に接合ブラケット７ｂが溶接等によって固着されている。ターンバックル８は、上記２本の鋼製線材の対向する端部に互いに逆向き（右ねじ、左ねじ）の雄ねじ部７ｃを形成し、これら雄ねじ部７ｃを雌ねじ部材８ａに形成された右ねじおよび左ねじからなる各雌ねじ部（図示せず）にねじ込んだものである。雌ねじ部材８ａを線状鋼材７の軸心周りに回動操作すると、線状鋼材７が伸縮する。線状鋼材７は、その両端の前記接合ブラケット７ｂが、対向する鉄骨梁２の上フランジ２ａにボルト・ナット７ａによって取付けられる。

上記同様の配筋をした後、ターンバックル８を回動操作して、線状鋼材７を収縮させて緊張状態とし、この状態で上記同様の型枠設置を行いコンクリートを打設して、鉄骨梁２の施工がなされる。したがって、線状鋼材７はターンバックル８と共に柱梁接合部１Ｂおよび梁端鉄筋コンクリート構造部２Ａ内に埋設される。図７に示す下半部の既施工部でも、図示は省略しているが、上記ターンバックル８を有する線状の鋼材７によって、対向する鉄骨梁２の上下フランジ２ａ，２ｂ間が緊張状態で接合され、この状態で柱梁接合部１Ｂおよび梁端鉄筋コンクリート構造部２Ａ内に埋設されている。
このように線状鋼材７によって、対向する鉄骨梁２の上下フランジ２ａ，２ｂ間を緊張状態で接合することにより、対向する鉄骨梁２の曲げ応力の一部を直接伝達することができ、鉄骨梁２と上記梁端鉄筋コンクリート部２Ａとの切替部Ｚのせん断力負担の軽減がなされる。

図７の例では、上下フランジ２ａ，２ｂ間を、ターンバックル８を有する線状の鋼材７によって緊張状態で接合する例を示しているが、上フランジ２ａ間のみであっても良い。配筋を完了した後に、フランジ２ａと接合ブラケット７ｂとを、ハイテンションボルトによる接合とすることによって、直交梁の設置および配筋を阻害することなく行うことができる。また、側柱や隅柱の施工において、対向関係とならない鉄骨梁２の端部に固着される線状鋼材７の先端ねじ部７ｃに定着板（図示ぜず）を取付け、柱梁接合部１Ｂ内に定着することも可能である。

なお、上記実施形態では、施工対象として鉄骨梁２が四方に延びるよう施工される間柱の場合を示しているが、上述のように側柱や隅柱の場合にも、この発明の施工方法を適用することができる。また、床スラブ６の敷き込みをコンクリートの打設前に行う例を示したが、コンクリートを打設して、梁端鉄筋コンクリート構造部２Ａおよび柱梁接合部１Ｂを構築した後に床スラブの敷き込みを行っても良い。

この発明の一実施形態に係る梁端ＲＣ造の鉄骨梁の柱への施工方法を示す図であり、施工対象の既施工柱の縦断面図である。 同施工方法における鉄骨梁の準備と、鉄骨梁を既施工柱の上端に支持させる過程を示す縦断面図である。 既施工柱の上端に４本の鉄骨梁を支持させた状態を示す平面図である。 同施工方法における鉄骨梁の端部に配筋をする過程を示す縦断面図である。 同施工方法における型枠配置過程を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面断面図である。 同施工方法におけるコンクリート打設後型枠を取外した状態を示し、（Ａ）はその正面縦断面図、（Ｂ）は右側面縦断面図である。 他の実施形態の施工方法を示す縦断面図である。

符号の説明

１…鉄筋コンクリート製の柱
１Ａ…既施工柱（鉄筋コンクリート製の柱の既施工部分）
１Ｃ…上階柱（既施工部分よりも上方の部分）
２…鉄骨梁（Ｈ形鋼）
２ａ…上フランジ
２ｂ…下フランジ
３ｃ…ウェブ
２ｄ…斜め切断部
５…型枠
６…床スラブ
７…線状の鋼材
８…ターンバックル

Claims (3)

1. Ｈ形鋼からなる鉄骨梁を鉄筋コンクリート製の柱の既施工部分の上端に設置する施工方法であって、Ｈ形鋼の端部を、下フランジとウェブの下部が残された形状の斜め切断部とした鉄骨梁を準備する過程と、この鉄骨梁の上記斜め切断部の一部を、前記柱の前記既施工部分の上端に支持させる過程と、前記鉄骨梁の周囲の前記端部の近傍および前記柱の前記既施工部分よりも上方の柱部分の配筋および型枠配置を行う過程と、前記型枠内にコンクリートを打設する過程とを含む梁端ＲＣ造の鉄骨梁の柱への施工方法。
2. 請求項１において、前記配筋および型枠配置後、床スラブを敷き込み、この後に前記型枠内にコンクリートの打設を行う梁端ＲＣ造の鉄骨梁の柱への施工方法。
3. 請求項１または請求項２において、前記鉄骨梁を、前記柱の前記既施工部分上に、複数本が対向して延びるように配置し、対向する鉄骨梁の上側のフランジ間を、ターンバックルを有する線状の鋼材で緊張状態に接合した梁端ＲＣ造の鉄骨梁の柱への施工方法。

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