JP5521105B1 - Pc柱と鉄骨梁との接合構造および接合方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 柱と梁との接合構造で、梁を軽量化し、大スパン(柱間隔)の広々とした空間を得ると共に、高層又は超高層建物にも適用できる合理的な構造にし、PC柱と鉄骨梁とからなる構造とした場合に、大スパンであっても施工性良く且つ合理的で強固な接合構造を提供すること。
【解決手段】 PC柱と鉄骨梁とからなる建物構造であって、柱梁接合部は現場打ちコンクリートで形成され、端部に定着プレートが設けられた鉄骨梁の端部はPC柱に設けたアゴに載せてあり、前記柱梁接合部に水平に貫通したPC鋼材は前記定着プレートに緊張定着され、前記PC柱内に配設されたPC鋼材は前記柱梁接合部に上下に貫通したPC鋼材と連結して緊張定着され、これらのPC柱と鉄骨梁とが前記柱梁接合部に貫通させた前記PC鋼材により一体接合させることを特徴とする柱と梁の接合構造としたことによって、梁を鉄骨梁として軽量化し、PC柱にアゴを一体的に設けたことにより、大スパン(柱間隔)の広々とした空間が得られると共に、高層又は超高層建物にも適用できる合理的な構造にし、柱梁連結部を現場打ちコンクリートまたはPC柱と一体的に形成し、アゴ付のPC柱と鉄骨梁とからなる構造としPC鋼材で緊張定着して連結し、巨大地震時でも、鉄骨梁がPC柱から外れて落下することなく安定して連結状態を維持できるばかりでなく、大スパンであっても施工性良く且つ合理的で安全な接合構造が得られ、その施工においてもアゴに鉄骨梁の端部を載置するだけで、支保工などを使用せずに自立状態で鉄骨梁を架設でき、施工の手間とコストを大幅に削減することができる。
【選択図】 図1
Description
しかしながら、阪神大震災では、鉄骨梁で構築された多くの建物で、現実に鉄骨梁の下フランジが破断し、上フランジの破断はなかったとの報告がある。設計的な常識では、梁の自重と地震力を考えれば、引張力は梁上部の端部で最大となるので、計算上は上フランジが先に壊れる(切れる)はずであるが、下フランジが壊れて上フランジは壊れなかったのである。その理由を推測するに、上フランジにはコンクリートスラブによる拘束力等が作用し、上フランジの変形を押さえ応力が分散されたが、下フランジには周りからの拘束力等が全くない状態であるため、先に壊れたと推測される。
また、梁端に二重プレートを設けることにより、従来の鉄骨梁に比べて梁端の曲げ剛性を大幅に向上させることができ、梁端定着部の破損を防ぐと共に、梁から柱への曲げ応力が円滑に伝達されることが確保される。そして、梁端のエンドプレートと定着プレートとの間に充填材を充填することにより、定着プレートにかかる支圧応力が大幅に軽減されるのでプレートを薄くして経済的に設計することができる。
さらに、大スパンであっても施工性良く且つ合理的で安全な接合構造が得られるばかりでなく、その施工においてもアゴに鉄骨梁の端部を載置するだけで、支保工などを使用せずに自立状態で鉄骨梁を架設でき、施工の手間とコストを大幅に削減することができるという種々の優れた効果を奏する。
なお、通常の場合は、柱とスラブとのコンクリート強度が異なるから、上記鉄骨梁2が柱梁接合部8に緊張定着された後に、上端鉄筋13bを包み込んで階層を仕切る合成スラブ19を現場打ちコンクリートで形成する。
なお、図示は省略するが、鉄骨梁の側面に側枠として薄鉄板を溶接などにより取り付けて、鉄骨梁の上フランジに適宜に充填口を設ける。
そして、図15に示した他の実施の形態において、梁端のエンドプレート20と定着プレート6との間にモルタルやコンクリートなどの充填材25を充填すること、および、他の構成部分は、前記第2の実施の形態と同様であるので、同一符号を付してその説明は省略する。
この第5の実施の形態に係る柱と梁の接合構造は、前記第1の実施の形態において使用されている鉄骨梁2の構成を変更しただけで、PC柱1の構成と、柱梁接合部8を現場打ちコンクリートで形成する構成については同一である。従って、前記第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
ダブル鉄骨梁を使用することにより、従来の鉄骨梁がねじれや振動に弱いという弱点を補うことができる。
そして、図24に示した他の実施の形態において、梁端のエンドプレート20と定着プレート6との間にモルタルやコンクリートなどの充填材25を充填すること、および、ダブル鉄骨梁2aの構成の違いを除けば、他の構成部分は、前記第2および第4の実施の形態と実質的に同様であるので、同一符号を付してその説明は省略する。
そして、図29に示した他の実施の形態において、梁端のエンドプレート20と定着プレート6との間にモルタルやコンクリートなどの充填材25を充填すること、および、他の構成部分は、前記第2、第4および第6の実施の形態と同様であるので、同一符号を付してその説明は省略する。
なお、柱はPC柱の代わりに、CFT柱にPC鋼材を配置してプレストレスを付与したものとしてもよい。
さらに、本発明のPC柱と鉄骨梁との接合構造は、免震装置を用いた基礎免震、杭頭免震或いは中間層免震などと組み合わせとすれば、より一層顕著な耐震効果を奏する。
2 鉄骨梁
2a ダブル鉄骨梁
3、10、12 PC鋼材
4、9、11 シース
5 アゴ
6 定着プレート
7 補鋼材9 コンクリート
8 柱梁接合部
13 鉄筋
14 緩衝材
15、26 定着具
16 カプラ−(連結手段)
17 ヘッドキャップ
18 PCケーブル
19 合成スラブ
20 エンドプレート
21 目地モルタル
22 開き止めプレート
23 ボルト
24 PCケーブル
25、28 充填材
27 補鋼プレート
29 スチフナー
Claims (8)
- PC柱と鉄骨梁とからなる建物構造であって、
柱梁接合部は現場打ちコンクリートで形成され、
端部に定着プレートが設けられた鉄骨梁の端部はPC柱に設けたアゴに載せてあり、
前記柱梁接合部に水平に貫通したPC鋼材は前記定着プレートに緊張定着され、
前記PC柱内に配設されたPC鋼材は前記柱梁接合部に上下に貫通したPC鋼材と連結して緊張定着され、
これらのPC柱と鉄骨梁とが前記柱梁接合部に貫通させた前記PC鋼材により一体接合させること
を特徴とする柱と梁の接合構造。 - PC柱と鉄骨梁からなる建物構造であって、
柱梁接合部がPC柱と一体的に設けて形成され、
端部に定着プレートが設けられた鉄骨梁の端部はPC柱に設けた顎に載せてあり、
前記柱梁接合部に水平に貫通したPC鋼材は前記定着プレートに緊張定着され、
PC柱は柱内に上下に配置されたPC鋼材を緊張定着することによって圧着接合され、
これらのPC柱と鉄骨梁とが、前記柱梁接合部に貫通させた前記PC鋼材により一体的に圧着接合させること
を特徴とする柱と梁の接合構造。 - 前記定着プレートは梁端から所要の距離(間隔)をおいて設けてあり、梁端にはエンドプレートが設けてあること
を特徴とする請求項1乃至2に記載の柱と梁の接合構造。 - 前記定着プレートとエンドプレートとの間に充填材を充填させること
を特徴とする請求項3に記載の柱と梁の接合構造。 - 前記鉄骨梁は、2本の形鋼を並列させて一体的に連結し、2本の形鋼で囲まれた内部に充填材を充填すると共にPCケーブルを配設し、
該PCケーブルを緊張定着することによりプレストレスが付与されること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の柱と梁の接合構造。 - 建物構造におけるPC柱と鉄骨梁とを接合する方法であって、
柱梁接合部は現場打ちコンクリートまたはPC柱と一体的に形成され、
端部に定着プレートが設けられ、または端部にエンドプレートと端部から所要の間隔をおいて定着プレートが設けられた鉄骨梁の端部はPC柱に設けたアゴに載せてセットし、
前記柱梁接合部に水平に貫通したPC鋼材で前記定着プレートを緊張定着して鉄骨梁を取り付け、
前記PC柱内に配設されたPC鋼材は前記柱梁接合部に上下に貫通したPC鋼材で上下層のPC柱のPC鋼材を連結して緊張定着し、
これらのPC柱と鉄骨梁とが前記柱梁接合部に貫通させた前記PC鋼材により一体接合すること
を特徴とする柱と梁の接合方法。 - 前記定着プレートとエンドプレートとの間に充填材を充填させること
を特徴とする請求項6に記載の柱と梁の接合方法。 - 前記鉄骨梁は、2本の形鋼を並列させて一体的に連結し、2本の形鋼で囲まれた内部に充填材を充填すると共にPCケーブルを配設し、
該PCケーブルを緊張定着することによりプレストレスを付与すること
を特徴とする請求項6乃至7のいずれかに記載の柱と梁の接合方法。
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