JP6511233B2 - 柱脚部と鉄骨梁との接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、柱脚部と鉄骨梁との接合構造に関する。

特許文献１には、地中に打設された杭の杭頭に環装されると共にコンクリートが充填された接合鋼管に、鉄骨柱と鉄骨製の基礎梁とが溶接接合された構造が開示されている（特許文献１を参照）。

しかし、溶接接合は、溶接時間がかかると共に専門の溶接工が必要であるので、施工効率が低下する要因となっている。よって、溶接接合を削減させることが求められている

特開平７−２６５６８号公報

本発明は、上記事実を鑑み、柱脚部と鉄骨梁との接合部位における溶接接合を削減することが課題である。

請求項１の柱脚部と鉄骨梁との接合構造は、柱主筋が配筋されたコンクリート造の柱脚部と、前記柱脚部を貫通する鉄骨梁と、を備え、前記柱主筋の端部には、定着板が設けられ、前記鉄骨梁における前記柱脚部を貫通する部位には、スタッドが設けられ、前記鉄骨梁はＨ形鋼で構成され、前記スタッドはウエブに設けられている。

請求項１に記載の柱脚部と鉄骨梁との接合構造では、柱主筋が配筋されたコンクリート造の柱脚部に鉄骨梁が貫通し、柱脚部と鉄骨梁とが接合されている。よって、柱脚部と鉄骨梁との接合部位における溶接接合が削減されるので、施工性が向上する。

また、鉄骨梁が柱脚部で分割されていないので、柱脚部の両側で鉄骨梁の位置を合わせる必要がない。よって、精度が向上すると共に施工性が向上する。

請求項２の柱脚部と鉄骨梁との接合構造は、前記柱脚部の側面を囲む鋼製枠を有している。

請求項２に記載の柱脚部と鉄骨梁との接合構造では、柱脚部の側面を鋼製枠で囲むことで、柱脚部のコンクリートに対する横拘束力及び支圧力が得られる。よって、柱脚部の耐力が向上する。また、鋼製枠を施工時に型枠として利用できる。

請求項３の柱脚部と鉄骨梁との接合構造は、前記鋼製枠は前記鉄骨梁に接合され、前記鋼製枠の内壁面には、前記柱主筋に作用する引張応力を前記鋼製枠に伝達する応力伝達手段が設けられている。

請求項３に記載の柱脚部と鉄骨梁との接合構造では、柱主筋に作用する引張応力が、柱脚部のコンクリートから応力伝達手段によって鋼製枠に伝達され、鋼製枠から鉄骨梁に伝達される。よって、柱主筋に作用する引張応力を、鋼製枠を介して鉄骨梁が効果的に負担する。
請求項４の発明は、前記柱脚部は、基礎部に設けられた免震アイソレータによって免震支持されている、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の柱脚部と鉄骨梁との接合構造である。

本発明によれば、柱脚部と鉄骨梁との接合部位における溶接接合を削減することができる。

本発明の一実施形態に係る柱脚部と鉄骨梁との接合構造を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る柱脚部と鉄骨梁との接合構造を示すＸ方向に沿った縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る柱脚部と鉄骨梁との接合構造を示す平面図である。

＜実施形態＞
図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態に係る柱脚部と鉄骨梁との接合構造について説明する。なお、各図において、水平方向（水平面）における直交する二方向をＸ方向及びＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向（水平面）に直交する鉛直方向をＺ方向とする。

（構造）
図１〜図３に示すように、鉄筋コンクリート造の柱１０（図１及び図２を参照）の柱脚部（仕口部）５０には、Ｘ方向に沿って配置された鉄骨梁２０が貫通している。また、この柱脚部５０内において、Ｙ方向に沿って配置された鉄骨梁３０Ａと鉄骨梁３０Ｂ（図１及び図３を参照）とが、鉄骨梁２０に溶接接合されている。なお、本実施形態では、鉄骨梁２０、３０Ａ、３０Ｂは、いずれもＨ形鋼で構成されている。

図２に示すように、鉄骨梁２０、鉄骨梁３０Ａ及び鉄骨梁３０Ｂ（図１及び図３を参照）に、コンクリート造のスラブ１２０が支持されている。また、柱１０には、複数の柱主筋１４（図１及び図３も参照）と複数のせん断補強筋１２とが配筋されている。柱主筋１４は、柱１０の外周部分に間隔を開けて配筋されている（図１及び図３も参照）。せん断補強筋１２は、平面視で外形が略矩形の環状部材であり、柱主筋１４を囲むように設けられている。

そして、柱脚部５０には、柱主筋１４の下端部１６が埋設され定着されている。なお、本実施形態では、柱主筋１４の下端部１６の先端部に、定着板１８が設けられている。

図１及び図３に示すように、柱脚部５０の側面５０Ａ（図２及び図３を参照）を囲むように、鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄが設けられている。鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、平面視略Ｌ字形状とされ、それぞれ鉄骨梁２０、３０Ａ、３０Ｂに溶接接合されている。

図２及び図３に示すように、鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄの内壁面６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄには、複数（本実施形態では二本）のフラットバー（コッタ筋）６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄが溶接接合されている（図２にはフラットバー６４Ｂ、６４Ｃが図示）。フラットバー６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄは、水平方向に沿って平面視略Ｌ字形状に配筋されると共に、鉛直方向に間隔をあけて設けられている。

なお、図２及び図３においては、鉄骨梁２０、３０Ａ、３０Ｂの各ウェブ２２、３２Ａ、３２Ｂには、それぞれスタッド２４、３４Ａ、３４Ｂが実線で図示されているが（図２にはスタッド３４Ａのみ図示）、本実施形態では、これらスタッド２４、３４Ａ、３４Ｂは設けられていない。

図１〜図３に示すように、柱脚部５０の下面５０Ｄ（図２を参照）には、平面視で六角形状の上側プレート材７０が設けられている。図１及び図３に示すように、上側プレート材７０は、鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ及び鉄骨梁２０、３０Ａ、３０Ｂと接合されている。

図１及び図２に示すように、上側プレート材７０の下側には、積層ゴム１００が設けられている。積層ゴム１００は、円板状の下部フランジ１０２Ｄと上部フランジ１０２Ｕ（図２を参照）との間に、ゴム板１０４と鋼板１０６とが厚み方向（鉛直方向（Ｚ方向））に交互に積層された構成とされている。

図２に示すように、積層ゴム１００の上部フランジ１０２Ｕが上側プレート材７０に接合されている。また、積層ゴム１００の下部フランジ１０２Ｄは下側プレート材７２（図１も参照）に接合されている。

そして、積層ゴム１００に接合された下側プレート材７２が、グラウト１１２で水平又は略水平に均された基礎部１１０に、支持されている。つまり、柱脚部５０は、基礎部１１０に積層ゴム１００によって免震支持された構造となっている。なお、前述した積層ゴム１００の構造は一例であって、他の構造、例えば鉛プラグ入りの免震ゴムであってもよい。

ここで、Ｘ方向に沿った鉄骨梁２０とＹ方向に沿った鉄骨梁３０Ａ及び鉄骨梁３０Ｂとの溶接接合は、接合部に開先（グルーブ（Groove））が形成され、母材同士が一体化された強固な溶接接合である。

これに対して、鉄骨梁２０、３０Ａ、３０Ｂと、鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、上側プレート材７０、及び下側プレート材７２との溶接接合は、隅肉溶接やスポット溶接等の母材同士が一体化されていない簡易な溶接接合である。

（作用及び効果）
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。なお、柱脚部（仕口部）５０を構成するコンクリートには符号Ｓを付して説明している（図２及び図３を参照）。

柱主筋１４の下端部１６が配筋されたコンクリート造の柱脚部５０に、Ｘ方向に沿った鉄骨梁２０が貫通し、柱脚部５０と鉄骨梁２０とが接合されている。よって、柱脚部５０と鉄骨梁２０との接合部位における溶接接合が削減されるので、施工性が向上する。なお、ここで言う「溶接接合」とは、前述した開先を形成して母材同士を一体化させる強固な溶接接合である。

また、Ｘ方向の鉄骨梁２０が柱脚部５０で分割されていないので、柱脚部５０の両側で鉄骨梁の位置を合わせる必要がない。よって、施工の精度が向上すると共に施工性が向上する。

また、柱脚部５０の側面５０Ａを鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄで囲むことで、柱脚部５０のコンクリートに対する横拘束力及び支圧力が得られる。よって、柱脚部５０の耐力が向上する。また、鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄを施工時にコンクリートの型枠として利用できる。

ここで、柱１０が曲げ応力を受けると、柱主筋１４が引張力を負担し、柱１０の曲げに抵抗する。このとき、柱主筋１４に作用する引張応力は、柱主筋１４の下端部１６から柱脚部５０のコンクリートＳに伝達される。なお、柱主筋１４の下端部１６には定着板１８が設けられているので、引張応力が柱脚部５０のコンクリートＳに効果的に伝達される。

そして、柱脚部５０が引張応力を負担する。前述したように、柱脚部５０は、側面５０Ａが鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄで囲まれ耐力が向上されているので、柱脚部５０が引張応力を効果的に負担し、柱１０の曲げ変形が効果的に抑制される。

更に、コンクリートＳに伝達された引張応力は、コンクリートＳからフラットバー６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄによって鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄに伝達され、鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄから鉄骨梁２０、３０Ａ、３０Ｂに伝達される。

したがって、柱主筋１４に作用する引張応力を鉄骨梁２０、３０Ａ、３０Ｂが負担し、柱１０の曲げに抵抗する。よって、柱１０が曲げ応力を受けた際の柱１０の曲げ変形が抑制される。

また、上述したように、鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄは、柱脚部５０の耐力向上させる機能、施工時のコンクリート型枠としての機能、及び鉄骨梁２０、３０Ａ、３０Ｂに引張応力の伝達させる機能の三つの機能を有する。

なお、本実施形態の実施形態の鉄筋コンクリート造の柱１０は、現場打ちでもよいし、プレキャスト製でもよい。更に、柱は、鉄筋コンクリート造以外、例えば、鉄骨鉄筋コンクリート造あってもよいし、コンクリート充填鋼管造であってもよい。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、柱主筋１４の下端部１６には、定着板（定着部材）１８が設けられていたが、これに限定されない。柱主筋１４の下端部１６に、定着板（定着部材）１８が設けられていなくてもよい。或いは、柱主筋１４の下端部１６が、上側プレート材７０に接合されていてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、フラットバー（コッタ筋）６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄで引張応力を鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄに伝達したが、これに限定されない。鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄの内壁面６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄに、コッタ、スタッド、鉄筋等の他の応力伝達手段を設けて引張応力を鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄに伝達する構成であってもよい。或いは、フラットバー（コッタ筋）６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄなどの応力伝達手段が設けられていない構造であってもよい。

また、例えば、鉄骨梁２０、３０Ａ、３０Ｂの各ウェブ２２、３２Ａ、３２Ｂにスタッド２４、３４Ａ、３４Ｂを設け、コンクリートＳに伝達された引張応力がコンクリートＳからスタッド２４、３４Ａ、３４Ｂによっても鉄骨梁２０、３０Ａ、３０Ｂに伝達されるようにしてもよい。或いは、スタッド以外の他の応力伝達部材を設けて引張応力が鉄骨梁２０、３０Ａ、３０Ｂに伝達される構成であってもよい。

また、鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄが鉄骨梁２０、３０Ａ、３０Ｂに接合されていない構成であってもよい。更に、鋼製枠６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄが設けられていない構造であってもよい。

また、例えば、上記実施形態では、鉄骨梁２０、３０Ａ、３０Ｂは、いずれもＨ形鋼で構成されていたが、これに限定されない。Ｈ形鋼以外の形鋼で構成されていてもよい。また、鉄骨梁２０に鉄骨梁３０Ａ及び鉄骨梁３０Ｂのいずれか一方又は両方が溶接接合されていない構造であってもよい（鉄骨梁３０Ａ及び鉄骨梁３０Ｂの両方が溶接接合されていない構造は、鉄骨梁２０のみを有する構造となる）。

なお、鉄骨梁がＨ形鋼以外である構造や鉄骨梁２０に鉄骨梁３０Ａ、３０Ｂが溶接接合されていない構造に鋼製枠を設ける場合、鋼製枠の形状は鉄骨梁の接合構造に応じて適宜対応すればよい。

また、上記実施形態では、柱脚部５０は、基礎部１１０に積層ゴム１００によって免震支持された構造となっていたが、これに限定されない。積層ゴム以外の免震アイソレータで柱脚部５０が免震支持された構造あってもよい。更に、免震アイソレータを介さないで、基礎部１１０に直接又はフーチング等を介して柱脚部５０が支持された構造であってもよい。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない

１６ 柱主筋
５０ 柱脚部
２０ 鉄骨梁
６０Ａ 鋼製枠
６０Ｂ 鋼製枠
６０Ｃ 鋼製枠
６０Ｄ 鋼製枠
６４Ａ フラットバー（応力伝達手段の一例）
６４Ｂ フラットバー（応力伝達手段の一例）
６４Ｃ フラットバー（応力伝達手段の一例）
６４Ｄ フラットバー（応力伝達手段の一例）

Claims (4)

1. 柱主筋が配筋されたコンクリート造の柱脚部と、
   前記柱脚部を貫通する鉄骨梁と、
   を備え、
   前記柱主筋の端部には、定着板が設けられ、
   前記鉄骨梁における前記柱脚部を貫通する部位には、スタッドが設けられ、
   前記鉄骨梁はＨ形鋼で構成され、前記スタッドはウエブに設けられている、
   柱脚部と鉄骨梁との接合構造。
2. 前記柱脚部の側面を囲む鋼製枠を有する、
   請求項１に記載の柱脚部と鉄骨梁との接合構造。
3. 前記鋼製枠は前記鉄骨梁に接合され、
   前記鋼製枠の内壁面には、前記柱主筋に作用する引張応力を前記鋼製枠に伝達する応力伝達手段が設けられている、
   請求項２に記載の柱脚部と鉄骨梁との接合構造。
4. 前記柱脚部は、基礎部に設けられた免震アイソレータによって免震支持されている、
   請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の柱脚部と鉄骨梁との接合構造。

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