JP6310648B2 - 鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造 - Google Patents

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本発明は、特に鉄筋コンクリート(RC)造の建物で長・大スパンの梁における、鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法とその接合構造に関するものである。
従来、長スパン梁などにおける鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法は、鉄骨部材をコンクリート部材に埋め込む形式(特許文献1参照)と、境界プレートを介して接合する形式(特許文献2参照)とがある。後者の境界プレートを介する形式は、図3(A),(B)に示すように、コンクリート部材に負担を掛けない接合方式である。
特開2012−82600号公報 特開2009−215748号公報
しかし、上記鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との境界プレートを介する接合方法では、端部RC部材が大きくなって大梁の断面性能が確保しにくいという課題がある。すなわち、図3(B)に示すように、中央部鉄骨梁11のフランジ11a,11bと主筋(1段筋)12との位置を合わせるために、端部RC梁13上端からの距離(dt)が拡がってしまい、断面効率が悪くなる。
また、中央部鉄骨梁11のフランジ11a,11bの強度と同性能を確保するため、主筋群14として多数の主筋12を並べることになり、結果的に端部RC幅15寸法が大きくなると言う課題がある。本発明に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法とその接合構造は、このような課題を解決するために提案されたものである。
本発明に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、梁中央側の鉄骨部材と梁端部側の鉄筋コンクリート部材との複合構造梁における接合部において、前記接合部が境界プレートを介して一体化されており、前記鉄筋コンクリート部材における被り厚さの無駄を無くするとともに効率よく断面性能を発揮すべく前記主筋の1段筋が前記鉄骨部材のフランジ部の位置よりも外側に配筋されているとともに、前記主筋の2段筋が前記鉄骨部材のフランジ部の位置と同じレベルの位置に配筋されており、前記鉄筋コンクリート部材における主筋が、1段筋と2段筋とに同数にして分けられており、前記鉄筋コンクリート部材における1段筋が、溶接量を半減すべく少なくともその接合側の端部を前記境界プレートの貫通孔に貫通させ定着部材で前記境界プレートに定着されるとともに反対側の端部は柱内に定着されていて、前記鉄筋コンクリート部材における2段筋の接合側の端部が、前記境界プレートの厚さを低減すべく前記境界プレートに溶接して固着されていることである。
本発明の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法とその構造によれば、中央部鉄骨梁を端部RC梁に埋め込む形式に対しては、端部RC梁の損傷(ひび割れ)が分散されて、損傷の起こりづらい端部RC中央部鉄骨梁の複合構造梁を形成することができる。梁部材角と梁せん断力の荷重曲線が、従来よりも安定した変形ループとなる。
また、従来の境界プレートを介して中央部鉄骨梁と端部RC梁を接合させる形式に対しては、2段筋を梁のフランジレベルの位置に溶接させることで、境界プレートを過大に厚くしなくても(例えば、15mのロングスパンの場合、2段筋も含めて貫通させてナット定着させた場合の境界プレート厚がt=90mm→溶接にすることで厚さがt=75mmにできる)1〜2割程度のプレート厚の低減が図られる。しかも端部RC梁の梁幅が縮小されて、コンクリートの打設量が低減されて梁重量が軽量化されるとともに、効率の良い断面性能を発揮させることができる。
鉄筋コンクリート部材の鉄筋を、1段筋と2段筋とに分けて、前記1段筋を境界プレートに貫通させて定着し、前記2段筋を境界プレートに溶接することで、負担応力が分担されて、全鉄筋を溶接する方式に比べて、溶接量を半減できる。また、2段筋の溶接作業を、工場若しくは現場サイトで予め行うことで、現場溶接作業を無くし、安全性を確保して工期短縮できるものである。
更に、プレストレス大梁によるロングスパン化に比べて、1割程度のコスト低減および緊張工事が無いので、RC4階建ての建物で半月ほどの工期の短縮が可能となる。特に建物の中央スパンにロングスパン梁が計画される場合、コスト低減が著しい接合構造となるなど、数々の優れた効果を奏するものである。
本発明に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法による構造を示す縦断面図(A)、横断面図(B)、境界プレートのせん断伝達部材9を示す一部拡大斜視図(C)である。 同本発明の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法における、境界プレートと2段筋との溶接する工程を示す斜視図(A)、その一部拡大斜視図(B)である。 従来例に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法を示す縦断面図(A)、横断面図(B)である。
本発明に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造は、図1(A),(B)に示すように、鉄筋コンクリート部材における少なくとも1段筋の端部を境界プレートに貫通させて定着させる接合構造である。
図1に示すように、梁中央側の鉄骨部材1と梁端部側の鉄筋コンクリート部材2との接合部3において、前記接合部3が境界プレート4を介して一体化されており、前記鉄筋コンクリート部材2における1段筋2aの接合側の端部2bを前記境界プレート4の貫通孔4aに貫通させ、ナットや板ナットなどの定着部材5で前記境界プレート4に定着させる。
更に、前記鉄筋コンクリート部材2における2段筋2cの接合側の端部2dを前記境界プレート4に溶接して固着する。この溶接には、例えば、図2(A),(B)に示すように、U字形の銅当て金で囲って炭酸ガスアーク溶接を用いた半自動のエンクローズ溶接により行うものである。これにより、2段筋溶接を行わなかった場合の境界プレートの厚さよりも、1割から2割程度、厚さを薄くすることができる。
前記2段筋2cの配筋位置は、鉄骨部材1のフランジ部1aのレベルの位置に溶接され、1段筋2aの配筋位置は、前記鉄骨部材1のフランジ部1aの位置より外側に配置されている。これにより、図1(B)に示すように、前記1段筋2aと2段筋2cの数を同数にして、鉄筋コンクリート部材2における、被り厚(dt)の厚さを無駄に厚くすること無く、効率よく断面性能が発揮される。
前記鉄筋コンクリート部材2における1段筋2aと2段筋2cとは、梁端部2gから境界プレート4までの途中で、接続手段として、例えば機械式継手7にてその長さを調節されて接続されている。これにより、例えば、15mの梁でも、中央部梁の搬入長さを12m以下にすることができるのである。これは、梁の輸送・搬入に好都合となる。
上記このような接合構造を形成する接合方法について説明する。まず、手順1として、柱の配筋を行う。手順2として、その柱間に、鉄骨部材1をクレーンなどで搬入し、支保工で支持する。この鉄骨部材1の境界プレート4には、鉄筋コンクリート部材2における2段筋の接続側の端部2dが予め溶接して固着されている。
手順3として、梁端部側の鉄筋コンクリート部材2に必要な梁配筋を行い、1段筋2aの配筋を行って、その接続側の端部を境界プレート4に貫通させてナット等の定着部材5で定着させ、2段筋2cを配筋して、前記2段筋の接続側の端部2dと機械式継手7を介して接続する。また、あばら筋や補強筋等を配筋する。手順4として、梁端部のRC梁部分に型枠を組んで支保工で支持し、その後、コンクリートを型枠内に打設する。
なお、2段筋2cに関して、機械式継手7は予め接続側の端部2dに装着しておいても良い。2段筋2cが配筋されたときに、前記機械式継手7を回転させて端部2d側から引き出して、接続するものである。このほか、定着部材5に関しても、ナット等に限定するものでは無く、他の公知の定着部材でも良い。
図1(A),(B)に示すように、補剛リブ8を施すことにより、更に境界プレート4の厚さを薄くすることができる。また、図1(C)に示すように、前記境界プレート4には、せん断力を鉄筋コンクリート部材2に伝達させるため、スタッド9aやシアキー9bを併用するせん断伝達部材9を取り付けている。
本発明に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合方法とその構造は、長スパン、大スパンで、比較的軽量の負荷荷重の梁に適用されるものであり、梁の軽量化にも貢献するものである。
1 鉄骨部材、 1a フランジ、
2 鉄筋コンクリート部材、 2a 1段筋、
2b 端部、 2c 2段筋、
2d 端部、 2e 一端部、
2f 一端部、
3 接合部、
4 境界プレート、 4a 貫通孔、
5 定着部材、
6 柱、
7 機械式継手、
8 補剛リブ、
9 せん断伝達部材、 9a スタッド、
9b シアキー、
10 スラブ、
11 中央部鉄骨梁、 11a フランジ、
11b フランジ、 11c 境界プレート、
12 主筋(1段筋)、 12a 2段筋、
13 端部RC梁、
14 主筋群、
15 端部RC幅。

Claims (1)

  1. 梁中央側の鉄骨部材と梁端部側の鉄筋コンクリート部材との複合構造梁における接合部において、
    前記接合部が境界プレートを介して一体化されており、
    前記鉄筋コンクリート部材における被り厚さの無駄を無くするとともに効率よく断面性能を発揮すべく前記主筋の1段筋が前記鉄骨部材のフランジ部の位置よりも外側に配筋されているとともに、前記主筋の2段筋が前記鉄骨部材のフランジ部の位置と同じレベルの位置に配筋されており、
    前記鉄筋コンクリート部材における主筋が、1段筋と2段筋とに同数にして分けられており、
    前記鉄筋コンクリート部材における1段筋が、溶接量を半減すべく少なくともその接合側の端部を前記境界プレートの貫通孔に貫通させ定着部材で前記境界プレートに定着されるとともに反対側の端部は柱内に定着されていて、前記鉄筋コンクリート部材における2段筋の接合側の端部が、前記境界プレートの厚さを低減すべく前記境界プレートに溶接して固着されていること、
    を特徴とする鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造。
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