JP4936172B2 - 柱梁接合構造及び建物の躯体構造 - Google Patents

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本発明は、柱と鉄骨造の梁とを接合する柱梁接合構造、及びその柱梁接合構造を備える建物の躯体構造に関する。
従来、非常に厳しい工期とコストダウンが要求される物販・物流施設等の建物を建設する構法として、鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造の梁からなる複合化構法が提案されている。この構法は、鉄筋コンクリート造の低コスト性と鉄骨造の短工期性というそれぞれの長所を組み合わせた構法であり、構造的にも、柱には圧縮に強い鉄筋コンクリートを、梁には曲げに強い鉄骨を使うことにより、柱間を広くとることができる 。
上記した複合化構法における柱梁接合構造としては、従来、鉄筋コンクリート柱の仕口部の側面に突設された鉄筋コンクリート造のブラケット内に鉄骨梁の端部を埋設させる技術が提案されている。この柱梁接合構造では、梁を構成する鉄骨材の端面が柱の仕口部の側面に当接されている。また、その鉄骨材の端面にはアンカー筋が突設され、このアンカー筋が柱の仕口部内に定着されている。これにより、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁とが所定の剛性と耐力を持って接合される(例えば、特許文献1参照。)。
特開2006−144535号公報
しかしながら、上記した従来の柱梁接合構造では、鉄筋コンクリート造のブラケットの主筋が柱の仕口部内に定着されているとともに、鉄骨材のアンカー筋も柱の仕口部内に定着されているので、柱の仕口部内が柱主筋とブラケット主筋とアンカー筋とによって混み合った状態になる。また、上記ブラケットの幅は、柱幅により制限され、柱幅よりも小さくなるので、梁の鉄骨材の端部とその周りに配筋するブラケットの鉄筋との間隔が狭くなり、ブラケット内が鉄筋と鉄骨材とによって混み合った状態になる。このように、柱の仕口部やブラケットにおける配筋が混み合うと、配筋作業の施工性が悪くなるという問題が生じる。
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、施工性を向上させることができる柱梁接合構造及び建物の躯体構造を提供することを目的としている。
本発明に係る柱梁接合構造は、柱と鉄骨造の梁とを接合する柱梁接合構造において、前記梁は、互いに間隔をあけて水平方向に並列に配設された一対の鉄骨材からなり、前記柱の柱頭には、該柱よりも平面形状が大きく、前記一対の鉄骨材が埋設された鉄筋コンクリート造のキャピタルが設けられ、該キャピタル内において前記一対の鉄骨材が前記柱の両側を通って延設されていることを特徴としている。
このような特徴により、キャピタルの鉄筋は、柱と殆んど或いは全く干渉せずに配筋される。また、キャピタルの鉄筋と梁の鉄骨材との間隔が十分に確保され、キャピタルの配筋が窮屈にならない。さらに、梁の一対の鉄骨材の間を通って柱が延設されるので、梁の鉄骨材は、柱と干渉せずに設置される。
また、本発明に係る柱梁接合構造は、一方向に延在する前記梁と前記一方向に直交する他方向に延在する梁と、が前記柱にそれぞれ接合されており、前記一方向に延在する前記梁の前記一対の鉄骨材は、前記キャピタル内を貫通しており、前記他方向に延在する前記梁の端部は、前記キャピタル内に定着されていることが好ましい。
これにより、一方向に延在する梁の端部は、その一対の鉄骨材がキャピタル内を貫通しているので、構造的に剛接合となる。また、他方向に延在する梁の端部は、キャピタル内に定着されるので、構造的に半剛接合となる。
また、本発明に係る建物の躯体構造は、間隔をあけて立設された複数の柱と、一方向に延在し前記柱間に架設された一方の梁と、前記一方向に直交する他方向に延在し前記柱間に架設された他方の梁と、が備えられ、前記一方の梁と前記他方の梁とが、前記柱と前記梁とを接合させる柱梁接合部において交差されている建物の躯体構造において、前記一方及び他方の梁は、互いに間隔をあけて水平方向に並列に配設された一対の鉄骨材からそれぞれなり、前記複数の柱の柱頭には、該柱よりも平面形状が大きい鉄筋コンクリート造のキャピタルがそれぞれ設けられ、前記柱梁接合部として、前記一方の梁の一対の鉄骨材が前記柱の両側を通って前記キャピタル内を貫通し、前記他方の梁の一対の鉄骨材の端部が前記キャピタル内に定着された第一の柱梁接合部と、前記他方の梁の一対の鉄骨材が前記柱の両側を通って前記キャピタル内を貫通し、前記一方の梁の一対の鉄骨材の端部が前記キャピタル内に定着された第二の柱梁接合部と、が備えられ、前記第一の柱梁接合部と第二の柱梁接合部とが、平面視において前記一方向及び前記他方向にそれぞれ交互に配設されていることを特徴としている。
このような特徴により、梁の端部は、交互に剛接合と半剛接合とになり、突合せ溶接が不要である。
本発明に係る柱梁接合構造及び建物の躯体構造によれば、柱梁接合部における柱、キャピタルの鉄筋、及び梁の鉄骨材の混み具合が緩和されるので、施工性を向上させることができる。
以下、本発明に係る柱梁接合構造及び建物の躯体構造の実施の形態について、図面に基いて説明する。なお、図1は建物の躯体構造の天井伏せ図であり、図2は柱梁接合構造の斜視図である。
図1に示すように、建物躯体1は、鉄筋コンクリート造の複数の柱2と、鉄骨造の複数の大梁3X、3Yと、鉄骨造の複数の小梁4と、を備えている。
複数の柱2は、直交する2方向にそれぞれ間隔をあけて立設されている。すなわち、柱2は、X方向(一方向)に所定の間隔をあけて配設されているとともに、Y方向(他方向)に所定の間隔をあけて配設されており、平面視においてマトリックス状に配設されている。
小梁4は、例えばH形鋼等の鉄骨材からなる梁であり、Y方向に延設されてX方向の大梁3X、3X間に架設されている。小梁4の両端は、X方向の大梁3Xの鉄骨材5に接合されている。例えば、小梁4の鉄骨材の端部のウェブを、X方向の大梁3Xの鉄骨材5に付設されたガセットプレートに高張力ボルト接合することで、小梁4の両端をピン接合する。
大梁3X、3Yは、互いに間隔をあけて水平方向に並列に配設された一対の鉄骨材5,5により構成されている。これら横並びの鉄骨材5としては、例えばH形鋼等の鋼材が用いられる。上記した構成の大梁3X,3Yは、X方向に間隔をあけて配設された柱2,2間に架設されているとともに、Y方向に間隔をあけて配設された柱2,2間に架設されている。X方向に延在する大梁3XとY方向に延在する大梁3Yとは、平面視において格子状に配設されている。
図1,図2に示すように、上記した構成の大梁3X,3Yの端部は、柱梁接合部6A,6Bを介して柱2にそれぞれ接合されており、その柱梁接合部6A,6B内においてX方向の大梁3XとY方向の大梁3Yとが交差されている。柱梁接合部6A,6Bは、柱2の柱頭に鉄筋コンクリート造のキャピタル7が設けられ、このキャピタル7内に上記一対の鉄骨材5,5が埋設された構成からなる。
キャピタル7は、柱2よりも平面形状が大きい平面視正方形の構造体であり、そのX方向寸法W1が柱2のX方向寸法W2よりも大きく、そのY方向寸法D1が柱2のY方向寸法D2よりも大きくなっている。また、キャピタル7の高さ方向の寸法H1は、少なくとも大梁3X、3Yの梁成(鉄骨材5の高さ寸法H2)よりも大きくなっている。このキャピタル7の略中央位置に上記した柱2が貫設され、キャピタル7の側面に上記した大梁3X、3Yが接合されている。
上記した柱梁接合部6A,6Bには、X方向に大梁通しとなっている第一の柱梁接合部6Aと、Y方向に大梁通しとなっている第二の柱梁接合部6Bと、がある。
第一の柱梁接合部6Aにおいては、X方向に延在する一対の鉄骨材5,5の中央部がキャピタル7内を貫通しており、Y方向に延在する一対の鉄骨材5,5の端部がキャピタル7内に定着されている。Y方向に延在する一対の鉄骨材5,5は、上記X方向の鉄骨材5の側面まで延設されており、その端面は上記X方向の鉄骨材5のフランジ側面に当接されている。一方、第二の柱梁接合部6Bにおいては、Y方向に延在する一対の鉄骨材5,5の中央部がキャピタル7内を貫通しており、X方向に延在する一対の鉄骨材5,5の端部がキャピタル7内に定着されている。X方向に延在する一対の鉄骨材5,5は、上記Y方向の鉄骨材5の側面まで延設されており、その端面は上記Y方向の鉄骨材5のフランジ側面に当接されている。
上記した第一、第二の柱梁接合部6A,6Bは、図1に示すように、平面視においてX方向及びY方向にそれぞれ交互に配設されており、大梁3X,3Yは、その一端が第一の柱梁接合部6Aに接合され、その反対の他端が第二の柱梁接合部6Bに接合されている。
すなわち、大梁3X,3Yを構成する一対の鉄骨材5,5は、柱梁接合部6A,6Bを挟んで2スパンに亘って延在されている。具体的に説明すると、X方向に延在する一対の鉄骨材5,5は、一方の第二の柱梁接合部6Bのキャピタル7内から、その隣りの第一の柱梁接合部6Aのキャピタル7内を貫通して、さらに隣りの他方の第二の柱梁接合部6Bのキャピタル7内まで延在しており、X方向の大梁3X,3Xは、第一の柱梁接合部6Aを貫通した梁通し構造になっている。一方、Y方向に延在する一対の鉄骨材5,5は、一方の第一の柱梁接合部6Aのキャピタル7内から、その隣りの第二の柱梁接合部6Bのキャピタル7内を貫通して、さらに隣りの他方の第一の柱梁接合部6Aのキャピタル7内まで延在しており、Y方向の大梁3Y,3Yは、第二の柱梁接合部6Bを貫通した梁通し構造になっている。
また、図2に示すように、キャピタル7内においては、キャピタル7内を貫通する一対の鉄骨材5,5が柱2の両側を通って延設されている。つまり、柱2の主筋2aが、キャピタル7内を貫通する横並びの一対の鉄骨材5,5の間を通って鉛直方向に配筋されている。
次に上記した構成の建物躯体1の施工方法について説明する。
まず、複数の柱2の鉄筋2a,2bをそれぞれ配筋する。具体的に説明すると、各柱2ごとに複数の主筋2aを配筋するとともに、それらの主筋2aの周りに複数の帯筋2bを所定間隔で配筋する。
次に、複数の柱2及びキャピタル7の図示せぬ型枠をそれぞれ建て込む。このとき、キャピタル7の側面の型枠(止め型枠)には、大梁3X,3Yの鉄骨材5,5を通すための凹状の開口を形成しておく。
次に、大梁3X,3Y及び小梁4の鉄骨建て方を行う。詳しく説明すると、大梁3X,3Yを構成する一対の鉄骨材5,5を、その中央部及び両端部をそれぞれキャピタル7の型枠に支持させてそれぞれ所定の位置に設置する。そして、X方向に延在する一対の鉄骨材5,5の端面をY方向に延在する鉄骨材5の中央部のフランジ側面にそれぞれ当接させ、Y方向に延在する一対の鉄骨材5,5の端面をX方向に延在する鉄骨材5の中央部のフランジ側面にそれぞれ当接させる。このとき、キャピタル7を貫通する鉄骨材5の中央部は柱2の鉄筋2a,2bの両側にそれぞれ通されるので、鉄骨材5は、柱2の鉄筋2a,2bと干渉することなく設置される。一対の鉄骨材5,5が設置された後、X方向に延在する鉄骨材5,5間に小梁4の鉄骨材を架設させる。
次に、各キャピタル7の図示せぬ鉄筋をそれぞれ配筋する。具体的に説明すると、キャピタル7の図示せぬ鉄筋は、上記した鉄骨材5に形成された図示せぬ鉄筋孔に挿通させたり鉄骨材5の下方を通したりして配筋される。このとき、キャピタル7の鉄筋は、柱2の鉄筋2a,2bと殆んど或いは全く干渉せず配筋される。また、キャピタル7の型枠内は十分な広さがあり、キャピタル7の鉄筋と鉄骨材5との間隔が十分に確保されるので、キャピタル7の配筋が窮屈にならない。
次に、上記した柱2及びキャピタル7の型枠内にコンクリートを打設する。そして、コンクリートの固化後、所定の養生期間をおいて上記型枠を脱型する。なお、大梁3X,3Y上にスラブを形成する場合には、コンクリートの打設前にスラブのデッキプレートを敷設したりスラブ筋を配筋したりする。
上記した構成からなる柱梁接合部6A,6B及び建物躯体1によれば、柱2の鉄筋2a,2b、キャピタル7の鉄筋、及び大梁3X、3Yの鉄骨材5の混み具合が緩和されるので、施工性を向上させることができる。すなわち、柱2の鉄筋2a,2bやキャピタル7の鉄筋の配筋作業や鉄骨材5の設置作業を容易に行うことができる。
また、柱梁接合部6A(6B)において、一方の大梁3X(3Y)の端部は、その一対の鉄骨材5,5がキャピタル7内を貫通しているので、構造的に剛接合となる。一方、その一方の大梁3X(3Y)に直交する他方の大梁3Y(3X)の端部は、キャピタル7内に定着されているので、構造的に半剛接合となるが、十分な剛性と耐力が確保される。したがって、スプライスプレートによる継手構造や突合せ溶接による継手構造等を用いずに、交差する大梁3X,3Yの端部をそれぞれ十分な剛性と耐力を持って接合させることができる。これにより、鉄骨材5に継手用の鉄骨ブラケット等を取り付ける必要がなく、鉄骨材5の加工を軽減することができ、鉄骨材5の単価を低減させてコストダウンを図ることができる。
また、大梁3X,3Yの端部はそれぞれキャピタル7内に埋設されており、このキャピタル7により大梁3X,3Yを構成する一対の鉄骨材5,5が拘束されているので、座屈止めが不要である。これにより、コストダウンを図ることができる。
また、大梁3X,3Yの端部は、交互に剛接合と半剛接合とになり、突合せ溶接が不要となる。これにより、コストダウンや工期短縮を図ることができる。
また、大梁3X,3Yは、横並びに平行に配設された一対の鉄骨材5,5からなるので、シングルの鉄骨材からなる大梁と比べて、梁成が小さくなる。これにより、階高を小さくすることができる。また、大梁3X,3Yと小梁4との梁成が合わせられ、或いはその差が小さくなり、均一で効率的な空間を創出することができる。
また、一対の鉄骨材5,5の間のスペースをパイプシャフトに利用することで、効率的な空間利用を図ることができる。
以上、本発明に係る柱梁接合構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記した実施の形態では、鉄筋コンクリート造の柱2に鉄骨造の大梁3X、3Yを接合させる構成になっているが、本発明は、鉄筋コンクリート造の柱2に代えて、鉄骨鉄筋コンクリート柱や鉄骨柱、コンクリート充填鋼管柱等の他の構造の柱に適用することも可能である。
また、上記した実施の形態では、キャピタル7内を貫通する一方の鉄骨材5に直交する他方の鉄骨材5は、前記一方の鉄骨材5の側面まで延設されており、他方の鉄骨材5の端面が一方の鉄骨材5のフランジ側面に当接されているが、本発明は、他方の鉄骨材5の端部が一方の鉄骨材5の側面まで延設されず、他方の鉄骨材5の端面と一方の鉄骨材5のフランジ側面との間に隙間があけられていてもよい。例えば、他方の鉄骨材5の端部にアンカー筋を突設すれば、他方の鉄骨材5の端部の(キャピタル7内への)定着長さを短縮することができる。
また、上記した実施の形態では、キャピタル7内を貫通する一方の鉄骨材5に直交する他方の鉄骨材5の端部は、前記一方の鉄骨材5に接合されていない構成になっているが、本発明は、上記他方の鉄骨材5の端部が上記一方の鉄骨材5の中央部に接合された構成であってもよい。例えば、キャピタル7を貫通する一方の鉄骨材5のウェブにガセットプレートを溶接し、一方の鉄骨材5に直交する他方の鉄骨材5のウェブ端部を前記ガセットプレートに高張力ボルト接合することで、他方の鉄骨材5の端部を一方の鉄骨材5の中央部にピン接合した構成であってもよい。
また、上記した実施の形態では、X方向の大梁3X及びY方向の大梁3Yがそれぞれ一対の鉄骨材5,5から構成されているが、本発明は、何れか一方の梁が一対の鉄骨材5,5からなり、他方の梁がシングルの鉄骨材からなる構成であってもよい。
また、上記した実施の形態では、柱2の両側を通る一対の鉄骨材5,5がキャピタル7を貫通しているが、本発明は、柱の両側を通る一対の鉄骨材が、その端部がキャピタル7内に貫通せずに定着された非貫通状態になっていてもよい。
また、上記した実施の形態では、柱梁接合部6A,6BにおいてX方向の大梁3XとY方向の大梁3Yとが十字状に交差しているが、本発明は、柱梁接合部において2方向の梁がT字状に接合されていてもよく、さらに、柱梁接合部に一方向の梁のみが設けられた構成であってもよい。
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
本発明の実施の形態を説明するための建物の躯体構造を表した天井伏せ図である。 本発明の実施の形態を説明するための柱梁接合構造を表した斜視図である。
符号の説明
1 建物躯体1
2 柱
3X、3Y 大梁(梁)
5 鉄骨材
6A 第一の柱梁接合部
6B 第二の柱梁接合部
7 キャピタル

Claims (3)

  1. 柱と鉄骨造の梁とを接合する柱梁接合構造において、
    前記梁は、互いに間隔をあけて水平方向に並列に配設された一対の鉄骨材からなり、
    前記柱の柱頭には、該柱よりも平面形状が大きく、前記一対の鉄骨材が埋設された鉄筋コンクリート造のキャピタルが設けられ、
    該キャピタル内において前記一対の鉄骨材が前記柱の両側を通って延設されていることを特徴とする柱梁接合構造。
  2. 請求項1記載の柱梁接合構造において、
    一方向に延在する前記梁と前記一方向に直交する他方向に延在する梁と、が前記柱にそれぞれ接合されており、
    前記一方向に延在する前記梁の前記一対の鉄骨材は、前記キャピタル内を貫通しており、
    前記他方向に延在する前記梁の端部は、前記キャピタル内に定着されていることを特徴とする柱梁接合構造。
  3. 間隔をあけて立設された複数の柱と、一方向に延在し前記柱間に架設された一方の梁と、前記一方向に直交する他方向に延在し前記柱間に架設された他方の梁と、が備えられ、前記一方の梁と前記他方の梁とが、前記柱と前記梁とを接合させる柱梁接合部において交差されている建物の躯体構造において、
    前記一方及び他方の梁は、互いに間隔をあけて水平方向に並列に配設された一対の鉄骨材からそれぞれなり、
    前記複数の柱の柱頭には、該柱よりも平面形状が大きい鉄筋コンクリート造のキャピタルがそれぞれ設けられ、
    前記柱梁接合部として、
    前記一方の梁の一対の鉄骨材が前記柱の両側を通って前記キャピタル内を貫通し、前記他方の梁の一対の鉄骨材の端部が前記キャピタル内に定着された第一の柱梁接合部と、
    前記他方の梁の一対の鉄骨材が前記柱の両側を通って前記キャピタル内を貫通し、前記一方の梁の一対の鉄骨材の端部が前記キャピタル内に定着された第二の柱梁接合部と、
    が備えられ、
    前記第一の柱梁接合部と第二の柱梁接合部とが、平面視において前記一方向及び前記他方向にそれぞれ交互に配設されていることを特徴とする建物の躯体構造。
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