JP6024983B2 - 柱同士の接合構造及び柱同士の接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、柱同士の接合構造及び柱同士の接合方法に関するものである。

一般に、建築現場においては、工期短縮のために、予め工場等で製造されたプレキャスト部材を使用することがある。
例えば、プレキャスト部材で構成された柱同士を接合する場合には、柱主筋同士を互いに機械式継手で接合するとともに、接合部分の柱主筋の周りに現場打ちコンクリートで上下のプレキャストコンクリート同士を互いに接合する方法が採用されている。

また、下記の特許文献１には、上方に向かって軸鉄筋が突出した下側のコンクリート部材と、下方に向かって軸鉄筋が突出した上側のコンクリート部材とを上下方向に接合する構造が提案されている。これによると、現場において、下側のコンクリート部材と上側のコンクリート部材との間に、上下方向に延びる鋼管が埋設されたコンクリート部材を配置する。この際に、コンクリート部材の鋼管に、上側のコンクリート部材の軸鉄筋を上方から挿通するとともに、下側コンクリート部材の軸鉄筋を下方から挿通する。そして、鋼管内に充填剤を充填することで、下側のコンクリート部材と上側のコンクリート部材とを接合するものである。

特開２００９−２５７０５１号公報

しかしながら、上記の現場打ちコンクリートを打設する方法では、現場でコンクリートを養生するため、養生日数分の工期を要することになる。
同様に、上記の特許文献１に記載の接合方法でも、現場において、コンクリート部材に埋設された鋼管内に充填剤を充填して、この充填剤が硬化するまでの日数を要することになる。
いずれの場合も、建築現場における工期短縮に限界があり、短期間で施工することができないという問題点がある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡便な方法であって、短期間に施工することができる柱同士の接合構造及び柱同士の接合方法を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る柱同士の接合構造は、共にプレキャストコンクリートで構成された第一柱と第二柱とを接合する柱同士の接合構造であって、前記第一柱の接合面には、第一面及び該第一面と交差する第二面が形成され、前記第二柱の接合面には、前記第一面と対向する第三面及び該第三面と交差するとともに前記第二面と対向する第四面が形成され、前記第一面に形成された第一凹部と、前記第二面に形成された第一凸部と、前記第三面に形成され、前記第一凹部と嵌合される第二凸部と、前記第四面に形成され、前記第一凸部と嵌合される第二凹部とを備え、前記第一凸部、前記第二凸部は、それぞれ前記第二面、前記第三面に対して進退可能とされたピンと、該ピンを前記第二面、第三面から突出する向きに付勢する付勢部とを有することを特徴とする。
また、本発明に係る柱同士の接合方法は、共にプレキャストコンクリートで構成された第一柱と第二柱とを接合する柱同士の接合方法であって、前記第一柱の接合面には、第一面及び該第一面と交差する第二面が形成され、前記第二柱の接合面には、前記第一面と対向する第三面及び該第三面と交差するとともに前記第二面と対向する第四面が形成され、前記第一面には、第一凹部が形成され、前記第二面には、第一凸部が形成され、前記第三面には、前記第一凹部と嵌合される第二凸部が形成され、前記第四面には、前記第一凸部と嵌合される第二凹部が形成され、前記第一凸部、前記第二凸部は、それぞれ前記第二面、前記第三面に対して進退可能とされたピンと、該ピンを前記第二面、第三面から突出する向きに付勢する付勢部とを有し、前記第一面、前記第二面に対して、それぞれ前記第三面、前記第四面を対向させるようにして、前記第一柱と前記第二柱とを対向配置し、前記第一柱に前記第二柱を接近させ、前記第二面に形成された前記第一凸部を前記第四面に接触させて該第一凸部の前記付勢部を収縮させるとともに、前記第二凸部を前記第一面に接触させて該第二凸部の付勢部を収縮させ、前記第一凸部の前記付勢部を伸長させて該第一凸部の前記ピンを前記第二凹部に嵌合させるとともに、前記第二凸部の前記付勢部を伸長させて該第二凸部の前記ピンを前記第一凹部に嵌合させることを特徴とする。

このように構成された柱同士の接合構造及び柱同士の接合方法では、第一凹部に第二凸部を嵌合させるとともに、第一凸部に第二凹部を嵌合させれば、第一柱と第二柱とを接合することができる。また、この際に例えば打設したコンクリートを養生する等の時間を要さない。よって、簡便な方法であって、短期間に施工することができる。

また、本発明に係る柱同士の接合構造は、前記第一面と前記第二面とは直交し、前記第一凸部、前記第二凸部は、それぞれ前記第二面、前記第三面と直交するとともに、鉛直方向から４５度傾くように形成されていることが好ましい。

このように構成された柱同士の接合構造では、第一凸部の軸力及び第二凸部の軸力が、第一凸部及び第二凸部に生じるせん断力に抗する力を効果的に発揮することができる。

本発明に係る柱同士の接合構造及び柱同士の接合方法によれば、簡便な方法であって、短期間に施工することができる。

本発明の一実施形態に係る柱同士の接合構造を示す縦断面図である。 図１の分解断面図である。 図１のＢ−Ｂ矢視図である。 本発明の一実施形態に係る柱同士の接合構造の（ａ）要部の分解縦断面図、（ｂ）（ａ）よりも第二柱を第一柱に接近させた状態の分解断面図である、（ｃ）縦断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図２よりも第二柱を第一柱に接近させた分解断面図である。

本発明の一実施形態に係る柱同士の接合構造について、図面を用いて説明する。
図１に示すように、柱同士の接合構造１は、第一柱１０と、この第一柱１０の上方に配置された第二柱６０とを接合するものである。これら第一柱１０及び第二柱６０は、プレキャストコンクリート部材で構成されている。

第一柱１０は、水平方向に所定の間隔を有して鉛直方向に延びる複数の柱主筋１１，１１…と、これら複数の柱主筋１１，１１…を束ねるように鉛直方向に所定の間隔を有して配された複数のせん断補強筋１２，１２…とを有している。

また、図２、図３及び図４に示すように、第一柱１０は、平面視略矩形状の略直方体で形成されている。この第一柱１０の上面１０Ａには、その外形に沿って、下方に向かって凹む溝部１３が形成されている。換言すると、溝部１３は、平面視略矩形状に形成されている。

溝部１３は、第一柱１０の上面１０Ａ及び鉛直方向Ｚ（図４参照）から４５度傾斜するように形成された第一面２１と、この第一面２１と直交する第二面３１とを有している。つまり、第二面３１も、第一柱１０の上面１０Ａ及び鉛直方向Ｚから４５度傾斜するように形成されている。これら第一面２１及び第二面３１は、第二柱６０との接合面とされている。

また、第一面２１と第二面３１とは、互いに下端同士で連設された断面Ｖ字状に構成されている。この第一面２１及び第二面３１は、本実施形態では鋼板で構成され、柱主筋１１に溶接等により接合されている。

第一面２１には、この第一面２１と直交するように第一柱１０の内部に向かって凹む第一凹部２２が溝部１３の所定間隔ごとに複数形成されている。

第二面３１には、この第二面３１と直交するように第一柱１０の内部に向かって凹む第一穴部３２が設けられている。この第一穴部３２は、第一柱１０の上面１０Ａ及び鉛直方向Ｚから４５度傾斜するように形成されている。本実施形態では、第一穴部３２の壁部は例えば鋼管で形成されている。また、第一穴部３２内には、第二面３１に対して進退可能とされた第一凸部３３が設けられている。

第一凸部３３は、第二面３１に対して進退可能に構成されたピン３４と、このピン３４を第一柱１０の外部に向かって突出可能に付勢する付勢部３５と、ピン３４の第二面３１からの突出長さを調整する調整用ボルト３６とを有している。この第一凸部３３は、通常の状態で、ピン３４が第二面３１から突出している（図４（ａ）参照）。

付勢部３５は、本実施形態では通常の状態で伸長した圧縮コイルばねで構成され、ピン３４が第一穴部３２内に押し込められた際に、第二面３１から突出する向きに付勢されるように構成されている。

このように、第一穴部３２は、第二面３１と直交するとともに、第一柱１０の上面１０Ａ及び鉛直方向Ｚから４５度傾斜するように形成されている。また、第一凸部３３は第一穴部３２に設けられている。換言すると、第一凸部３３は、鉛直方向Ｚ及び第一柱１０の上面１０Ａから４５度傾斜する方向、つまり第二面３１と直交する方向に進退可能とされている。

図１及び図５に示すように、第二柱６０は、第一柱１０と同様に、水平方向に所定の間隔を有して鉛直方向に延びる複数の柱主筋６１，６１…と、これら複数の柱主筋６１，６１…を束ねるように鉛直方向に所定の間隔を有して配された複数のせん断補強筋６２，６２…とを有している。

また、第二柱６０は、平面視略矩形状の略直方体で形成されている。図２及び図４に示すように、この第二柱６０の下面６０Ａには、その外形に沿って、下方に向かって突出する突出部６３が形成されている。換言すると、突出部６３は、第一柱１０の溝部１３と対応するように、平面視略矩形状に形成されている。

突出部６３は、第二柱６０の下面６０Ａ及び鉛直方向Ｚ（図４参照）から４５度傾斜するように形成された第三面７１と、この第三面７１と直交する第四面７２とを有している。つまり、第四面７２も、第二柱６０の下面６０Ａ及び鉛直方向Ｚから４５度傾斜するように形成されている。これら第三面７１及び第四面７２は、それぞれ第一柱１０の第一面２１及び第二面３１との接合面とされている。

また、第三面７１と第四面７２とは、互いに下端同士で連設された断面Ｖ字状に構成されている。この第三面７１及び第四面７２は、本実施形態では鋼板で構成され、柱主筋６１に溶接等により接合されている。

また、突出部６３の第三面７１は第一柱１０の溝部１３の第一面２１と対向するとともに、第四面７２は溝部１３の第二面３１と対向する。このようにして、第二柱６０の突出部６３は、第一柱１０の溝部１３に嵌合可能に構成されている。

第三面７１には、この第三面７１と直交するように第二柱６０の内部に向かって凹む第二穴部８２が設けられている。この第二穴部８２は、第二柱６０の下面６０Ａ及び鉛直方向Ｚから４５度傾斜するように形成されている。本実施形態では、第二穴部８２の壁部は例えば鋼管で形成されている。

また、第二穴部８２内には、第三面７１に対して進退可能とされた第二凸部８３が設けられている。この第二凸部８３は、第一柱１０の第一面２１に形成された第一凹部２２と嵌合可能とされている。

第二凸部８３は、第三面７１に対して進退可能に構成されたピン８４と、このピン８４を第二柱６０の外部に向かって突出可能に付勢する付勢部８５と、ピン８４の第三面７１からの突出長さを調整する調整用ボルト８６とを有している。この第二凸部８３は、通常の状態で、ピン８４が第三面７１から突出している（図４（ａ）参照）。

付勢部８５は、本実施形態では通常の状態で伸長した圧縮コイルばねで構成され、ピン８４が第二穴部８２内に押し込められた際に、第三面７１から突出する向きに付勢されるように構成されている。

このように、第二穴部８２は、第三面７１と直交するとともに、第二柱６０の下面６０Ａ及び鉛直方向Ｚから４５度傾斜するように形成されている。また、第二凸部８３は第二穴部８２に設けられている。換言すると、第二凸部８３は、鉛直方向Ｚ及び第一柱１０の上面１０Ａから４５度傾斜する方向、つまり第三面７１と直交する方向に進退可能とされている。

第四面７２には、この第四面７２と直交するように第二柱６０の内部に向かって凹む第二凹部８１が突出部６３の所定間隔ごとに複数形成されている。この第二凹部８１は、第一柱１０の第二面３１に形成された第一凸部３３と嵌合可能とされている。

これら第一柱１０の第一凹部２２、第一凸部３３、第二柱６０の第二凸部８３及び第二凹部８１が、接合構造１を構成している。

次に、上記のように構成された第一柱１０と第二柱６０との接合方法について説明する。
まず、図２に示すように、第一柱１０の直上に第二柱６０を配置して、第一柱１０の第一面２１、第二面３１にそれぞれ第二柱６０の第三面７１、第四面７２を対向配置する。

次に、図４（ａ）に示すように、第二柱６０を第一柱１０に接近させるように下方に移動させると、第一柱１０の第一凸部３３が第二柱６０の第四面７２に接触するとともに、第二柱６０の第二凸部８３が第一柱１０の第一面２１に接触する。図５及び図４（ｂ）に示すように、第二柱６０をさらに下方に移動させると、第二柱６０の第四面７２が第一凸部３３のピン３４を押圧するとともに、第一柱１０の第一面２１が第二凸部８３のピン８４を押圧する。これにより、第一凸部３３の付勢部３５及び第二凸部８３の付勢部８５は、それぞれ収縮する。

図１及び図４（ｃ）に示すように、第二柱６０をさらに下方に移動させ、第一凸部３３のピン３４が第二柱６０の第二凹部８１内に配置されるとともに、第二凸部８３のピン８４が第一柱１０の第一凹部２２内に配置される。このとき、第一凸部３３の付勢部３５及び第二凸部８３の付勢部８５は、収縮された状態からもとの伸長状態に戻る。この結果、ピン３４，８４は、それぞれ第二凹部８１、第一凹部２２内に嵌合された状態で保持される。

この接合構造１においては、第一凸部３３に対して第二凹部８１が取り外される向きである第二面３１（第四面７２）と直交する向きに力が作用した場合には、第二凸部８３に生じるせん断力に対してピン８４が抗する。よって、第一凸部３３と第二凹部８１との嵌合状態及び第二凸部８３と第一凹部２２との嵌合状態が維持されるため、第一柱１０と第二柱６０との接合状態は維持される。

同様に、第二凸部８３に対して第一凹部２２が取り外される向きである第一面２１（第三面７１）と直交する向きに力が作用した場合には、第一凸部３３に生じるせん断力に対してピン３４が抗する。よって、第一凸部３３と第二凹部８１との嵌合状態及び第二凸部８３と第一凹部２２との嵌合状態が維持されるため、第一柱１０と第二柱６０との接合状態は維持される。

一方、上記に示した第二面（第四面７２）と直交する向き及び第一面２１（第三面７１）と直交する向き以外に向きに力が作用した場合には、第一凸部３３のピン３４が第一凸部３３に生じるせん断力に抗するとともに、第二凸部８３のピン８４が第二凸部８３に生じるせん断力に抗する。よって、第一凸部３３と第二凹部８１との嵌合状態及び第二凸部８３と第一凹部２２との嵌合状態が維持されるため、第一柱１０と第二柱６０との接合状態は維持される。

このように構成された柱同士の接合構造１及び柱同士の接合方法によれば、第一柱１０の第一凸部３３に対して第二柱６０の第二凹部８１を嵌合させるとともに、第一柱１０の第一凹部２２に第二柱６０の第二凸部８３を嵌合させるだけで、第一柱１０と第二柱６０とを接合することができる。つまり、第二柱６０を第一柱１０の上方から下方に向かって移動させれば、ピン３４，８４それぞれ第四面７２及び第一面２１に接触して、付勢部３５，８５が収縮して、その後ピン３４，８４がそれぞれ第二凹部８１，第一凹部２２に配置されうると付勢部３５，８５が伸長して上記の嵌合がされる。よって、現場において第二柱６０を第一柱１０の上方に配置するという簡便な方法で、第一柱１０と第二柱６０とを接合することができる。

また、例えば、施工現場で、コンクリートを打設したり、モルタルを充填する等の作業を伴わないため、短期間に施工することができるとともに、コストを抑えることができる。

また、第一凸部３３、第二凸部８３は、それぞれ第二面３１、第三面７１と直交するとともに、鉛直方向Ｚから４５度傾くように形成されているため、第一凸部３３及び第二凸部８３に生じるせん断力に抗する力を効果的に発揮することができる。

なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記に示す実施形態においては、第一柱１０の第一面２１と第二面３１とが連設されている。しかし、本発明はこれに限られず、例えば鉛直方向から４５度傾斜した第一面２１と鉛直方向から第一面２１とは反対方向に４５度傾斜した第二面３１とは離間していて、互いに下端が水平に形成された連結面で連結された形状であってもよい。

また、上記に示す実施形態においては、第一凸部３３（第二凸部８３）は第二面３１（第三面７１）と直交するように突出可能とされているが、本発明はこれに限られない。よって、第一凸部３３（第二凸部８３）は、第二面３１（第三面７１）に対して所望の傾斜角度で突出可能とされていればよい。

また、第一凸部３３及び第二凸部８３は、鉛直方向Ｚから４５度傾くように形成されているが、本発明はこれに限られない。よって、第一凸部３３及び第二凸部８３は、鉛直方向Ｚから所望の角度傾くように形成されていればよい。

また、第一柱１０と第二柱６０とを合わせ高さの略中央部では曲げモーメントが比較的小さくなるため、当該部分に接合構造１を設けることが最適である。しかし、接合構造１の強度が十分に確保される場合には、接合構造１を設ける位置は当該箇所に限られない。

また、最終的に第一柱１０，第二柱６０に作用する軸力をより効率的に伝達させるために、第一柱１０の上面１０Ａに速硬性のない接着剤を薄く塗布してもよく、第一柱１０の上面１０Ａと第二柱６０の下面６０Ａとを密着させることも可能である。

１…接合構造
１０…第一柱
１１，６１…柱主筋
１２，６２…せん断補強筋
１０Ａ…上面
１３…溝部
２１…第一面
２２…第一凹部
３１…第二面
３２…第一穴部
３３…第一凸部
３４，８４…ピン
３５，８５…付勢部
３６，８６…調整用ボルト
６０…第二柱
６０Ａ…下面
６３…突出部
７１…第三面
７２…第四面
８１…第二凹部
８２…第二穴部
８３…第二凸部
Ｚ…鉛直方向

Claims (3)

1. 共にプレキャストコンクリートで構成された第一柱と第二柱とを接合する柱同士の接合構造であって、
   前記第一柱の接合面には、第一面及び該第一面と交差する第二面が形成され、
   前記第二柱の接合面には、前記第一面と対向する第三面及び該第三面と交差するとともに前記第二面と対向する第四面が形成され、
   前記第一面に形成された第一凹部と、
   前記第二面に形成された第一凸部と、
   前記第三面に形成され、前記第一凹部と嵌合される第二凸部と、
   前記第四面に形成され、前記第一凸部と嵌合される第二凹部とを備え、
   前記第一凸部、前記第二凸部は、それぞれ前記第二面、前記第三面に対して進退可能とされたピンと、該ピンを前記第二面、第三面から突出する向きに付勢する付勢部とを有することを特徴とする柱同士の接合構造。
2. 前記第一面と前記第二面とは直交し、
   前記第一凸部、前記第二凸部は、それぞれ前記第二面、前記第三面と直交するとともに、鉛直方向から４５度傾くように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の柱同士の接合構造。
3. 共にプレキャストコンクリートで構成された第一柱と第二柱とを接合する柱同士の接合方法であって、
   前記第一柱の接合面には、第一面及び該第一面と交差する第二面が形成され、
   前記第二柱の接合面には、前記第一面と対向する第三面及び該第三面と交差するとともに前記第二面と対向する第四面が形成され、
   前記第一面には、第一凹部が形成され、
   前記第二面には、第一凸部が形成され、
   前記第三面には、前記第一凹部と嵌合される第二凸部が形成され、
   前記第四面には、前記第一凸部と嵌合される第二凹部が形成され、
   前記第一凸部、前記第二凸部は、それぞれ前記第二面、前記第三面に対して進退可能とされたピンと、該ピンを前記第二面、第三面から突出する向きに付勢する付勢部とを有し、
   前記第一面、前記第二面に対して、それぞれ前記第三面、前記第四面を対向させるようにして、前記第一柱と前記第二柱とを対向配置し、
   前記第一柱に前記第二柱を接近させ、
   前記第二面に形成された前記第一凸部を前記第四面に接触させて該第一凸部の前記付勢部を収縮させるとともに、前記第二凸部を前記第一面に接触させて該第二凸部の付勢部を収縮させ、
   前記第一凸部の前記付勢部を伸長させて該第一凸部の前記ピンを前記第二凹部に嵌合させるとともに、前記第二凸部の前記付勢部を伸長させて該第二凸部の前記ピンを前記第一凹部に嵌合させることを特徴とする柱同士の接合方法。

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