JP6067403B2

JP6067403B2 - 柱梁接合部と柱梁接合部における鉄骨梁の接合方法

Info

Publication number: JP6067403B2
Application number: JP2013026269A
Authority: JP
Inventors: ラヴィシング; 正士松戸; 仁佐々木
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2013-02-14
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2033-02-14
Also published as: JP2014152590A

Description

本発明は、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁とが結合される柱梁接合部と、その柱梁接合部における鉄骨梁の接合方法に関する。

従来、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁とを結合する構造として、次のような技術が提案されている（特許文献１）。まず、鉄骨梁の端部にエンドプレートを設け、エンドプレートの柱側面に、水平方向に延在する鉄筋を固着しておく。そして、このエンドプレートを柱のコンクリート型枠の一部として利用することでコンクリートを打設し、鉄筋コンクリート柱を構築する。最後に、エンドプレートと鉄筋コンクリート柱とに貫通させた固定螺子棒の両端をナットで締め付け、鉄骨梁を鉄筋コンクリート柱に結合する。

特許第２５６８９５１号

しかしながらこのような従来技術では、コンクリートを打設する際に、鉄骨梁を、その結合すべき所定の高さの箇所に水平に保持しておく必要があり、柱梁接合部が数十から百以上となる場合には手間とコストの面で施工困難となる。
また、固定螺子棒の両端を除いた箇所は鉄筋コンクリート柱に密着しているため、柱梁接合部が地震により損傷を受けた場合、その補修が簡単には行えない不利がある。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、簡単に確実に施工端でき、また、地震により損傷を受けた場合でも補修を簡単に行なえる柱梁接合部とその柱梁接合部における鉄骨梁の接合方法を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、鉄筋コンクリート柱の対向する両側面にそれぞれ鉄骨梁が結合された柱梁接合部であって、前記各鉄骨梁の端部に、前記鉄骨梁の断面形状よりも大きな輪郭を有するエンドプレートが固着され、前記鉄筋コンクリート柱の前記両側面にそれぞれ前記エンドプレートが合わされて２つの前記鉄骨梁が配置され、前記各鉄骨梁の両側方の前記エンドプレートの箇所でそれぞれ上下に間隔をおいた複数箇所に、前記鉄筋コンクリート柱に密着せずに前記鉄筋コンクリート柱に貫通された鉄筋が、前記２つの鉄骨梁の前記エンドプレートを貫通してそれぞれ突出しており、前記複数の鉄筋のうち少なくとも上下方向において最も外側に位置する２つの鉄筋は、低降伏点鋼鉄筋とされ、残りの鉄筋は、ＰＣ鋼棒とされ、前記２つの鉄骨梁の前記エンドプレートから突出するそれら鉄筋の両端の雄ねじにナットが係脱可能に締め付けられることで前記２つの鉄骨梁が前記鉄筋コンクリート柱の対向する側面にそれぞれ結合されていることを特徴とする。
また、本発明は、鉄筋コンクリート柱の対向する側面にそれぞれ鉄骨梁が結合された柱梁接合部における鉄骨梁の接合方法であって、前記各鉄骨梁の端部に、前記鉄骨梁の断面形状よりも大きな輪郭を有するエンドプレートを固着し、前記エンドプレートの前記鉄骨梁の両側方の箇所に、上下に間隔をおいて複数のプレート側挿通孔を設け、水平方向に延在し前記鉄筋コンクリート柱の対向する側面間にわたって貫通する柱側挿通孔を前記プレート側挿通孔に合致させて複数設け、前記鉄筋コンクリート柱の対向する側面に、前記複数のプレート側挿通孔を前記柱側挿通孔に合致させた状態で２つの前記鉄骨梁の前記エンドプレートをそれぞれ合わせ、前記複数のプレート側挿通孔のうち少なくとも上下方向において最も外側に位置する２つのプレート側挿通孔に、低降伏点鋼鉄筋を前記柱側挿通孔に貫通して挿通すると共に、残りの前記複数のプレート側挿通孔に、ＰＣ鋼棒を前記柱側挿通孔に貫通して挿通し、前記２つの鉄骨梁の前記エンドプレートから突出するそれら鉄筋の両端の雄ねじにナットを係脱可能に締め付けることで前記２つの鉄骨梁を前記鉄筋コンクリート柱の対向する側面にそれぞれ結合するようにしたことを特徴とする。

本発明の柱梁接合部によれば、中規模の地震が発生した際、その地震エネルギーが、低降伏点鋼鉄筋が変形されることで吸収される。
また、大規模の地震が発生した際、その地震エネルギーが、ＰＣ鋼棒が変形されることで吸収される。
したがって、中規模な地震から大規模な地震にわたり、その振動エネルギーを効率良く吸収することが可能となる。
また、地震により低降伏点鋼鉄筋やＰＣ鋼棒が降伏した場合には、ナットの着脱によりそれら鉄筋の交換を行なえるため、補修が簡単になされる。
また、本発明の柱梁接合部における鉄骨梁の接合方法によれば、上記の柱梁接合部を簡単に確実に構築できる。

柱梁接合部の正面図である。柱梁接合部の平面図である。エンドプレートの説明図で、図２のＡＡ矢視図である。

以下、本発明の柱梁接合部をその接合方法と共に添付図面に従って説明する。
図１、図２に示すように、４つの鉄骨梁１０と鉄筋コンクリート柱１２とが接合されて柱梁接合部１４が構成されている。

鉄筋コンクリート柱１２は断面が矩形状を呈し、互いに対向する側面１２Ａを２組有している。
鉄骨梁１０は、鉄筋コンクリート柱１２の側面１２Ａに対応して４つ設けられている。
各鉄骨梁１０の端部に、鉄骨梁１０の断面形状よりも大きな輪郭を有するエンドプレート１６が固着されている。
鉄筋コンクリート柱１２の互いに対向する両側面１２Ａにそれぞれエンドプレート１６が合わされて各鉄骨梁１０が配置され、平面視した場合、４つに鉄骨梁１０は十字状に配置されている。

各鉄骨梁１０の両側方のエンドプレート１６の箇所でそれぞれ上下に間隔をおいた複数箇所において、鉄筋コンクリート柱１２に密着せずに鉄筋コンクリート柱１２に貫通された鉄筋２０が、２つの鉄骨梁１０のエンドプレート１６を貫通してそれぞれエンドプレート１６の外側に突出している。
それら複数の鉄筋２０のうち少なくとも上下方向において最も外側に位置する２つの鉄筋は、低降伏点鋼鉄筋２０Ａとされ、残りの鉄筋は、ＰＣ鋼棒２０Ｂとされている。
そして、エンドプレート１６から突出するそれら鉄筋２０の両端の雄ねじにナットＮが係脱可能に締め付けられることで鉄骨梁１０が鉄筋コンクリート柱１２の対向する側面１２Ａにそれぞれ結合されている。
なお、互いに対向する２組の側面１２Ａに取着されるエンドプレート１６および鉄骨梁１０の高さは同一であり、各組の両側面１２Ａ間で鉄筋コンクリート柱１２に貫通された鉄筋２０は、互いに干渉しない箇所を通っている。

より詳細に説明すると、各鉄骨梁１０は、鉛直方向に向けられたウェブ１００２と、ウェブ１００２の上下端に位置し水平方向に向けられた上下のフランジ１００４とからなるＨ型鋼である。
各鉄骨梁１０の端部に固着されたエンドプレート１６は、上下の縦長の矩形状で鋼製である。
エンドプレート１６は、鉄骨梁１０と反対側の側面が、鉄筋コンクリート柱１２の側面１２Ａに合わされる平坦なプレート側面１６Ａとなっている。
エンドプレート１６には、鉄骨梁１０の両側方にそれぞれ上下に間隔をおいて複数のプレート側挿通孔１６０２が設けられている。
本実施の形態では、プレート側挿通孔１６０２は、鉄骨梁１０の両側方でフランジ１００４寄りのエンドプレート１６の上下部に上下に間隔をおいて２つずつ設けられている。

鉄骨梁１０が接合される鉄筋コンクリート柱１２の箇所には、水平方向に延在し鉄筋コンクリート柱１２の対向する側面１２Ａ間にわたって貫通する柱側挿通孔１２０２がプレート側挿通孔１６０２に合致させて複数設けられている。
柱側挿通孔１２０２は、例えば、鉄筋コンクリート柱１２に埋め込まれたスリーブ２２の内部空間により形成されている。なお、スリーブ２２は、鉄筋コンクリート柱１２内の鉄筋に干渉しない箇所に配置されている。

鉄骨梁１０の鉄筋コンクリート柱１２への結合は次のようになされる。
鉄筋コンクリート柱１２の対向する側面１２Ａに、複数のプレート側挿通孔１６０２を柱側挿通孔１２０２に合致させた状態で２つの鉄骨梁１０のエンドプレート１６のプレート側面１６Ａが合わされる。
次に、複数のプレート側挿通孔１６０２のうち少なくとも上下方向において最も外側に位置する２つのプレート側挿通孔１６０２に、低降伏点鋼鉄筋２０Ａを柱側挿通孔１２０２を貫通して挿通する。
また、残りの複数のプレート側挿通孔１６０２に、ＰＣ鋼棒２０Ｂを柱側挿通孔１２０２を貫通して挿通する。
そして、エンドプレート１６から突出するそれら鉄筋２０の両端の雄ねじにナットＮを係脱可能に締め付け、これにより鉄骨梁１０が鉄筋コンクリート柱１２の対向する側面１２Ａにそれぞれ結合される。

本実施の形態によれば、中規模の地震が発生した際、その地震エネルギーが、低降伏点鋼鉄筋２０Ａが変形されることで吸収される。
すなわち、鉄骨梁１０が上下方向に撓んだ場合、複数の鉄筋２０のうち最も大きな力が作用する箇所は、上下方向において最も外側に位置する箇所であり、それらの箇所に配置される２つの鉄筋２０は、ＰＣ鋼棒２０Ｂに比べ変形性能に富む低降伏点鋼鉄筋２０Ａであるため、地震エネルギーを効率良く吸収する上で有利となっている。

また、大規模の地震が発生した際、その地震エネルギーが、ＰＣ鋼棒２０Ｂが変形されることで吸収される。
すなわち、低降伏点鋼鉄筋２０Ａでは吸収されなかった地震エネルギーは、ＰＣ鋼棒２０Ｂが変形することで吸収され、大きな地震エネルギーを効率良く吸収する上で有利となっている。
したがって、本実施の形態によれば、中規模な地震から大規模な地震にわたり、その振動エネルギーを効率良く吸収することが可能となる。

また、地震により低降伏点鋼鉄筋２０ＡやＰＣ鋼棒２０Ｂが降伏した場合には、ナットＮの着脱によりそれら鉄筋２０の交換を行なえるため、補修も簡単になされる。

なお、鉄骨梁１０は実施の形態のように十字状に交差するものに限定されず、例えば、２つの鉄骨梁１０が直線状に連結される場合にも無論適用可能である。

１０……鉄骨梁、１２……鉄筋コンクリート柱、１２Ａ……鉄筋コンクリート柱の側面、１２０２……柱側挿通孔、１４……柱梁接合部、１６……エンドプレート、１６０２……プレート側挿通孔、２０……鉄筋、２０Ａ……低降伏点鋼鉄筋、２０Ｂ……ＰＣ鋼棒、２２……スリーブ，Ｎ……ナット。

Claims

鉄筋コンクリート柱の対向する両側面にそれぞれ鉄骨梁が結合された柱梁接合部であって、
前記各鉄骨梁の端部に、前記鉄骨梁の断面形状よりも大きな輪郭を有するエンドプレートが固着され、
前記鉄筋コンクリート柱の前記両側面にそれぞれ前記エンドプレートが合わされて２つの前記鉄骨梁が配置され、
前記各鉄骨梁の両側方の前記エンドプレートの箇所でそれぞれ上下に間隔をおいた複数箇所に、前記鉄筋コンクリート柱に密着せずに前記鉄筋コンクリート柱に貫通された鉄筋が、前記２つの鉄骨梁の前記エンドプレートを貫通してそれぞれ突出しており、
前記複数の鉄筋のうち少なくとも上下方向において最も外側に位置する２つの鉄筋は、低降伏点鋼鉄筋とされ、残りの鉄筋は、ＰＣ鋼棒とされ、
前記２つの鉄骨梁の前記エンドプレートから突出するそれら鉄筋の両端の雄ねじにナットが係脱可能に締め付けられることで前記２つの鉄骨梁が前記鉄筋コンクリート柱の対向する側面にそれぞれ結合されている、
ことを特徴とする柱梁接合部。
前記鉄骨梁は、鉛直方向に向けられたウェブと、前記ウェブの上下端で水平方向にむけられた上下のフランジとからなるＨ形鋼であり、
前記鉄筋は、前記鉄骨梁の両側方で前記上下のフランジ寄りの前記エンドプレートの上下部の上下に間隔をおいた箇所に２本ずつ設けられ、
最も上側と最も下側に配置される前記鉄筋は、低降伏点鋼鉄筋であり、
残りの鉄筋は、ＰＣ鋼棒である、
ことを特徴とする請求項１記載の柱梁接合部。
前記鉄筋コンクリート柱に、水平方向に延在する複数のスリーブが埋め込まれ、前記各スリーブの内部に柱側挿通孔が形成され、
前記鉄筋コンクリート柱に密着せずに前記鉄筋コンクリート柱に貫通される鉄筋は前記柱側挿通孔に挿通されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の柱梁接合部。
前記鉄筋コンクリート柱は断面が矩形状を呈し、
前記鉄筋コンクリート柱の対向する両側面は２組設けられ、
前記鉄骨梁は、鉄筋コンクリート柱の側面に対応して４つ設けられ、平面視十字状に配置されている、
ことを特徴とする請求項１〜３に何れか１項記載の柱梁接合部。
鉄筋コンクリート柱の対向する側面にそれぞれ鉄骨梁が結合された柱梁接合部における鉄骨梁の接合方法であって、
前記各鉄骨梁の端部に、前記鉄骨梁の断面形状よりも大きな輪郭を有するエンドプレートを固着し、
前記エンドプレートの前記鉄骨梁の両側方の箇所に、上下に間隔をおいて複数のプレート側挿通孔を設け、
水平方向に延在し前記鉄筋コンクリート柱の対向する側面間にわたって貫通する柱側挿通孔を前記プレート側挿通孔に合致させて複数設け、
前記鉄筋コンクリート柱の対向する側面に、前記複数のプレート側挿通孔を前記柱側挿通孔に合致させた状態で２つの前記鉄骨梁の前記エンドプレートをそれぞれ合わせ、
前記複数のプレート側挿通孔のうち少なくとも上下方向において最も外側に位置する２つのプレート側挿通孔に、低降伏点鋼鉄筋を前記柱側挿通孔に貫通して挿通すると共に、残りの前記複数のプレート側挿通孔に、ＰＣ鋼棒を前記柱側挿通孔に貫通して挿通し、
前記２つの鉄骨梁の前記エンドプレートから突出するそれら鉄筋の両端の雄ねじにナットを係脱可能に締め付けることで前記２つの鉄骨梁を前記鉄筋コンクリート柱の対向する側面にそれぞれ結合するようにした、
ことを特徴とする柱梁接合部における鉄骨梁の接合方法。