JP6807157B2 - 仕口部材と仕口構造 - Google Patents

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本発明は、柱と梁とを接合する仕口部に設けられる仕口部材と仕口構造に関する。
各種の建築構造物において、柱と梁とを接合する仕口部においては、所要の強度が確保できる柱と梁とを強固に接合する必要がある。
例えば、梁が鉄筋コンクリート造である場合、梁を構成する鉄筋に作用する引張力が柱に確実に伝達されるよう、梁の鉄筋に定着金物を用いる等して、梁を、柱を構成するコンクリートに強固に固定する必要がある。
ところで、施工の効率化を図るため、施工現場においてコンクリートを打設する、いわゆる現場打ちコンクリートの採用を避けることが望まれている。
特許文献1には、仕口部にプレキャストコンクリート(PC)造の仕口部材を用いる構成が開示されている。この構成では、PC造の仕口部材にネジ鉄筋を固定し、このネジ鉄筋に機械式継手を介して梁の鉄筋を接合している。ネジ鉄筋は、一端が仕口部材に埋設した定着金物に定着され、他端が仕口部材から突出している。梁の鉄筋は、仕口部材から突出したネジ鉄筋の他端に、機械式継手を介して接合されている。このような構成では、現場打ちコンクリートを用いることなく柱と梁とを接合することができる。
特開2009−293192号公報
ところで、柱をPC造とし、梁を鉄骨造とする場合、柱と梁との仕口部においては、柱と梁とを強固に接合するには、梁を構成する梁鉄骨の端部を、仕口部を構成するコンクリート中に埋設する必要がある。
しかし、例えば、梁鉄骨に作用する上下方向の荷重や、地震等の外力によって、梁鉄骨の長さ方向中間部が上下方向に撓むことがある。すると、梁鉄骨の端部は、仕口部のコンクリート中で上方や下方に反り返るように変位する。梁鉄骨の端部の変形量が大きいと、仕口部において梁鉄骨の上側に位置するコンクリートが剥がれてしまう可能性がある。
そこで、仕口部のコンクリート中における梁鉄骨の変位を抑えるため、梁鉄骨の端部の周囲に多数の鉄筋を配する必要が生じる。しかし、多数の鉄筋を配すると、仕口部の大型化、コスト上昇等を招く。その結果、柱をPC造とし、梁を鉄骨造とする場合において、仕口部をPC造とするのが困難であった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、仕口部において柱と梁とを強固に接合しつつ、仕口部の大型化、コスト上昇を抑えることのできる仕口部材と仕口構造を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
この発明に係る仕口部材は、プレキャストコンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを接合する仕口部に設けられる仕口部材であって、プレキャストコンクリートからなるプレキャスト部と、前記プレキャスト部に一部が埋設されていて前記梁が接合される一対の梁接合ブラケットと、前記プレキャスト部内で前記梁接合ブラケットに連結されるとともに、前記梁接合ブラケットから下方に延びる定着部材と、を備え、前記一対の梁接合ブラケットは前記プレキャスト部内で平面視十字状に直交して配設され、それぞれの前記梁接合ブラケットは直交する部分の両側に突出する部分に前記定着部材が梁接合ブラケットを貫通して連結されていることを特徴とする。
このように、梁接合ブラケットに、梁接合ブラケットから下方に延びる定着部材が連結されることで、梁接合ブラケットのプレキャスト部に対する定着力が高まる。これにより、梁接合ブラケットに接合した梁側から力が加わっても、梁接合ブラケットがプレキャスト部内で変形・変位しにくくなる。例えば、梁を構成する鉄骨を梁接合ブラケットに接合させた状態で、鉄骨の中央部が下方に撓むように変形しても、梁接合ブラケットが鉄骨の変形にともなって変位しにくくなる。したがって、梁接合ブラケットからプレキャスト部に、プレキャスト部を上方に引き剥がすような力が作用しにくく、柱と梁を強固に接合することが可能となる。また、プレキャストコンクリート造の仕口部材において、梁接合ブラケットに定着部材を連結すればよいので、多数の鉄筋を配筋する必要も無く、仕口部の大型化、コスト上昇を抑えることができる。
また、仕口部をプレキャストコンクリート造とすることで、施工現場における作業の効率化を図ることができる。
また、前記梁接合ブラケットは、上下にフランジ部を有したH型鋼からなり、前記定着部材は、前記梁接合ブラケットの上下の前記フランジ部に形成された貫通孔に挿通されるとともに、前記定着部材に固定されたナット部材により、上下の前記フランジ部に固定されているようにしてもよい。
このような構成によれば、梁接合ブラケットの上下のフランジ部の貫通孔に定着部材を挿通させ、ナット部材で固定することで、定着部材と仕口部材とが強固に一体化される。このように、定着部材のフランジ部への挿通と、ナット部材による固定を行うのみで定着部材を梁接合ブラケットに固定することができる。
これにより、梁接合ブラケットのプレキャスト部に対する定着強度を容易かつ確実に高めることができる。
また、前記定着部材は、前記プレキャスト部から下方に向かって突出し、下方の前記柱に接合される突出部を有するようにしてもよい。
このように構成することで、プレキャスト部から下方に突出した定着部材の突出部を下方の柱に接合させることで、梁接合ブラケットは、下方の柱にも定着される。これにより、梁接合ブラケットは、より強固に定着される。
また、本発明は、プレキャストコンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを仕口部材を介して接合する仕口構造であって、前記仕口部材は、プレキャストコンクリートからなるプレキャスト部と、前記プレキャスト部に一部が埋設され、前記梁が接合される一対の梁接合ブラケットと、前記プレキャスト部内で前記梁接合ブラケットに連結されるとともに、前記梁接合ブラケットから下方に延びて下方の柱に連結される定着部材と、を備え、前記一対の梁接合ブラケットは前記プレキャスト部内で平面視十字状に直交して配設され、それぞれの前記梁接合ブラケットは直交する部分の両側に突出する部分に前記定着部材が梁接合ブラケットを貫通して連結されていることを特徴とする。
このように構成することで、梁接合ブラケットのプレキャスト部に対する定着力が高まる。したがって、梁接合ブラケットに接合した梁側から力が加わっても、梁接合ブラケットがプレキャスト部内で挙動しにくくなる。その結果、柱と梁を強固に接合しつつ、仕口部の大型化やコスト上昇を抑えることができる。
また、仕口部をプレキャストコンクリート造とすることで、施工現場における作業の効率化を図ることができる。
また、前記定着部材は、前記プレキャスト部から下方に向かって突出する突出部を有し、前記仕口部材の下方の前記柱は、前記突出部が挿入されて接合される継手部材を備えるようにしてもよい。
このように構成することで、プレキャスト部から下方に突出した定着部材の突出部を継手部材を介して下方の柱に接合させることで、梁接合ブラケットは、下方の柱にも定着される。これにより、梁接合ブラケットは強固に定着される。
本発明に係る仕口部材と仕口構造によれば、仕口部において柱と梁とを強固に接合しつつ、仕口部の大型化とコスト上昇を抑えることができる。
本実施形態における仕口部材、仕口構造を適用して構築される建築構造物の一例を示す斜視図である。 上記建築構造物の柱の構成を示す図であり、柱主筋の位置における立断面図である。 仕口部において柱部材と梁部材とを仕口部材により接合する構造を示す図であり、仕口部材の定着筋の位置における立断面図である。 柱部材の上端部と仕口部材とを示す展開図である。 仕口部材の平断面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明による仕口部材、仕口構造を実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこの実施形態のみに限定されるものではない。
図1は、本実施形態における仕口部材、仕口構造を適用して構築される建築構造物の一例を示す斜視図である。
図1に示すように、建築構造物1は、例えば沿岸部に設けられる避難設備であり、地盤中に構築される基礎部2と、基礎部2から鉛直上方に延びるよう設けられた複数本の柱3と、互いに隣接する柱3間に設けられた梁4と、を少なくとも備えている。
本実施形態において、建築構造物1は平面視矩形状であり、柱3は建築構造物1の四隅にそれぞれ配置されている。また、梁4は建築構造物1の外形形状に沿って互いに隣接する柱3,3間に架設されている。平面視矩形状の建築構造物1において、梁4は、柱3の上下方向に間隔をあけて、例えば柱3の中間部3cと柱3の上端部3tとに上下2層に設けられている。
柱3の中間部3c、柱3の上端部3tの高さでそれぞれ平面視矩形状に組まれた4本の梁4の角部内側には補強ブレース5が設けられている。
また、建築構造物1の最上部には、避難スペース10が設けられている。避難スペース10は、柱3の上端部3tに接合された梁4,4,…上に敷設された、例えばグレーチング材等からなる床材6と、その外周部を囲うように設けられた柵体7と、を備えている。
建築構造物1の外周部には、地上から避難スペース10に上るための階段9が設けられている。
このような建築構造物1において、柱3は、上下方向に一定長を有したプレキャストコンクリート造(PC造)の柱部材30を、上下に複数本接続することで構成されている。梁4は、断面H型の梁鉄骨40を用いて形成されている。柱3を構成するPC造の柱部材30と梁4を構成する梁鉄骨40との仕口部Cには、仕口部材50が設けられている。
図2は、上記建築構造物の柱の構成を示す図であり、柱主筋の位置における立断面図である。図3は、仕口部において柱部材と梁部材とを仕口部材により接合する構造を示す図であり、仕口部材の定着筋の位置における立断面図である。図4は、柱部材の上端部と仕口部材とを示す展開図である。図5は、仕口部材の平断面図である。
図2〜図4に示すように、柱部材30は、柱主筋31と、フープ筋32と、プレキャスト部33と、を備えている。
柱主筋31は、プレキャスト部33内に複数本が埋設され、それぞれ上下方向に沿って延びている。柱主筋31の上端部31tは、プレキャスト部33から所定長が上方に突出しており、平面視四角形をなすプレキャスト部33の四隅にそれぞれ複数本設置されている。
フープ筋32は、プレキャスト部33内に埋設され、上下方向に間隔をあけて複数設けられている。各フープ筋32は、複数の柱主筋31を囲むように配筋されている。
プレキャスト部33は予め工場でコンクリートを硬化させたもので、角柱状をなしている。各プレキャスト部33の下端部には、筒状の機械継手34が埋設されている。機械継手34の下端はプレキャスト部33の下端面33bに露出し、下方に配置される他の柱部材30から上方に突出する柱主筋31の上端部31tが挿入されて接合される。
また上下のプレキャスト部33間の目地にもグラウトが注入されている。
図3、図4に示すように、仕口部材50の下側に位置する柱部材30は、プレキャスト部33の上面に、後述する仕口部材50の定着筋56の下端部56bが挿入される挿入孔33hを備えている。また、挿入孔33hには、定着筋56の下端部56bが接合される機械継手36が設けられている。
図2に示すように、梁鉄骨40は例えば断面H型のいわゆるH型鋼からなる。梁鉄骨40は、鉛直面内に位置するウェブ40wと、ウェブ40wの上下にそれぞれ設けられてウェブ40wからウェブ40wの板厚方向両側に向かって水平方向に突出したフランジ部40fと、を一体に備えている。
この梁鉄骨40は、建築構造物1の各辺の水平方向の長さに応じて、その長さが設定される。梁鉄骨40の両端部は、後述する仕口部材50の梁接合ブラケット55に、図示しない接合プレート及びボルト・ナットや溶接等により接合される。
図2〜図4に示すように、仕口部材50は、主筋挿入孔51(図2、図4参照)と、フープ筋52と、プレキャスト部53と、梁接合ブラケット55と、定着筋56(図3、図4参照)と、を備えている。
図2、図4に示すように、主筋挿入孔51は、柱部材30のプレキャスト部33から上方に突出した柱主筋31の上端部31tを挿入するため、プレキャスト部53を上下方向に貫通するよう形成されている。仕口部材50を柱部材30のプレキャスト部33上に配置した状態で、柱主筋31の上端部31tは、主筋挿入孔51を貫通してプレキャスト部53よりも上方に突出する。
ここで、柱3の上端部3tに配置される仕口部材50Tは、プレキャスト部53の頂面53tに凹部53mが形成され、主筋挿入孔51を貫通した柱主筋31の上端部31tが凹部53m内に突出する。柱主筋31の上端部31tには定着ナット58が螺着され、プレキャスト部53の頂面53tに定着されている。
フープ筋52は、プレキャスト部53内に埋設され、上下方向に間隔をあけて複数設けられている。各フープ筋52は、複数の主筋挿入孔51を囲むように配筋されている。
プレキャスト部53は、予め工場でコンクリートを硬化させたものであり、角柱状をなしている。
図3〜図5に示すように、梁接合ブラケット55は、2本の鉄骨部材57A,57Bを平面視十字状に一体化することで構成されている。鉄骨部材57A,57Bのそれぞれは、梁鉄骨40と同一断面形状を有した断面H型の鋼材からなる。すなわち、鉄骨部材57A,57Bはそれぞれ、鉛直面内に位置するウェブ57wと、ウェブ57wの上下にそれぞれ設けられてウェブ57wから水平方向に突出したフランジ部57fと、を一体に備えている。
梁接合ブラケット55は、鉄骨部材57Aと鉄骨部材57Bとが平面視十字状に交差した交差部55Cがプレキャスト部53に埋設されている。鉄骨部材57A、57Bのそれぞれにおいて、一方の端部57s,57tはプレキャスト部53から主筋挿入孔51に直交する方向に所定長が突出している。
梁接合ブラケット55の交差部55Cにおいて、鉄骨部材57A,57Bの上下のフランジ部57f、57fには、それぞれ、鉄骨部材57A,57Bの長さ方向に沿って間隔を空けた複数個所にボルト挿通孔57hが形成されている。
定着筋56は、プレキャスト部53内において、上下方向に延びるように設けられている。定着筋56は、梁接合ブラケット55の鉄骨部材57A,57Bの上下のフランジ部57f、57fに形成された各ボルト挿通孔57h,57hに挿通されている。この実施形態では、定着筋56は、交差部55Cの中心から四方に延びる鉄骨部材57A,57Bのそれぞれの延出部55Eに、例えば4本ずつ配置されている。
定着筋56の上端部56tは、プレキャスト部53内に位置している。定着筋56には、鉄骨部材57A,57Bの上方のフランジ部57fの上面と、下方のフランジ部57fの下面とにそれぞれ突き当たるように、定着ナット59A,59Bが螺着されている。
また、図3、図4に示すように、各定着筋56は、下端部56bの所定長がプレキャスト部53の下方に突出するよう配筋されている。定着筋56の下端部56bは、仕口部材50の下側に位置する柱部材30のプレキャスト部33の上面に形成された挿入孔33hに挿入され、挿入孔33h内に設けられた機械継手36に接合される。
次に、上記したような建築構造物1の施工方法について説明する。
まず、地盤中に構築した基礎部2上に、予め工場で製作した柱部材30を設置し、柱3を立設する。互いに上下に位置する柱部材30は、下側の柱部材30のプレキャスト部33から上方に突出した柱主筋31の上端部31tを、上側の柱部材30のプレキャスト部33の下端面33bに設けられた機械継手34に挿入して接合する。その後に機械継手34にグラウト(図示無し)を注入することで、下側の柱部材30の柱主筋31の上端部31tと、上側の柱部材30の柱主筋31の下端部31bとが、機械継手34を介して接合される。
また、梁4が設けられる柱3の中間部3cと上端部3tとでは、柱部材30上に仕口部材50を設置する。
ここで、仕口部材50は予め工場で製作しておく。工場で製作する際には、仕口部材50を上下反転しておき、下方に突出する定着筋56の下端部56bを上方に向けておくのが好ましい。そして、仕口部材50を柱部材30上に設置する際に、仕口部材50を上下反転させて定着筋56の下端部56bを下方に向ける。
仕口部材50を柱部材30上に設置するには、下側に位置する柱部材30のプレキャスト部33から上方に突出した柱主筋31の上端部31tを、仕口部材50のプレキャスト部53の下端部に設けられた主筋挿入孔51に挿入し、定着ナット58を螺合させる。図5に示すように、柱主筋31は、仕口部材50の梁接合ブラケット55における十字に交差する骨部材57A,57Bの間の四隅で主筋挿入孔51に挿入されている。
また、仕口部材50から下方に突出した定着筋56の下端部56bは、下側に位置する柱部材30のプレキャスト部33の上面に形成された挿入孔33hに挿入する。定着筋56の下端部56bは機械継手36に挿入し、その後にグラウトを注入して接合する。
図2に示すように、このようにして設置した仕口部材50には、プレキャスト部53から側方に突出した梁接合ブラケット55の鉄骨部材57A,57Bの端部57s、57tに、梁鉄骨40の端部を接合する。これにより、互いに隣接する柱3,3間に梁4が架設される。
上述した本実施形態による仕口構造では、プレキャストコンクリート造の柱3と鉄骨造の梁4とを仕口部材50を介して接合する。仕口部材50は、プレキャスト部53と、プレキャスト部53に一部が埋設され、梁4が接合される梁接合ブラケット55と、プレキャスト部53内で梁接合ブラケット55に連結されるとともに、梁接合ブラケット55から下方に延びる定着筋56と、を備えている。
そのため、梁接合ブラケット55に、梁接合ブラケット55から下方に延びる定着筋56が定着ナット59A,59Bで連結されることで、梁接合ブラケット55のプレキャスト部53に対する定着力が高まる。これにより、梁接合ブラケット55に接合した梁鉄骨40側から力が加わっても、梁接合ブラケット55がプレキャスト部53内で挙動しにくくなる。例えば、梁鉄骨40の中央部が下方に撓むように変形しても、梁接合ブラケット55が梁鉄骨40の変形にともなって変位しにくくなる。したがって、柱3と梁4を強固に接合することが可能となる。
また、プレキャストコンクリート造の仕口部材50において、梁接合ブラケット55に定着筋56を連結すればよいので、多数の鉄筋を配筋する必要も無く、仕口部Cの大型化、コスト上昇を抑えることができる。また、仕口部Cをプレキャストコンクリート造とすることで、施工現場における作業の効率化を図ることができる。
また、梁接合ブラケット55は、上下にフランジ部57fを有したH型鋼からなり、定着筋56は、梁接合ブラケット55の上下のフランジ部57fに形成されたボルト挿通孔57hに挿通されるとともに、定着筋56に固定された定着ナット59A,59Bにより、上下のフランジ部57fに固定されている。
そのため、定着筋56のフランジ部57fへの挿通と、定着ナット59A,59Bによる固定を行うのみで定着筋56を梁接合ブラケット55に固定することができる。これにより、梁接合ブラケット55のプレキャスト部53に対する定着強度を容易かつ確実に高めて一体化できる。
また、定着筋56は、プレキャスト部53から下方に向かって突出し、下方の柱3に接合される下端部56bを有する。したがって、プレキャスト部53から下方に突出した定着筋56の下端部56bを下方の柱3に設けられた機械継手36に接合させることで、梁接合ブラケット55は、下方の柱3にも定着される。これにより、梁接合ブラケット55は、より強固に定着させることができる。
(その他の実施形態)
なお、本発明による仕口部材と仕口構造は、上述した実施形態に記載されたものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形や置換等が可能である。以下に本発明の変形例等について説明するが、上述した実施形態による各部品や部材と同一または同様なものについては同一の符号を用いて説明する。
例えば、上記仕口部材50及び仕口構造を適用する対象は、上記に例示した津波避難施設等の建築構造物1に限らない。柱がプレキャストコンクリート造であり、梁が鉄骨造であれば、他のいかなる構成、形状、用途の建築構造物であっても、本発明を適用可能である。
また、上記実施形態では、仕口部材50は、平面視した状態で互いに直交する2方向に延びる梁鉄骨40を接合するため、プレキャスト部53から2方向に突出する鉄骨部材57A,57Bを備える構成としたが、仕口部材50に1方向または3方向から梁鉄骨40を接合する構成としてもよい。
また、定着筋56はいわゆる鉄筋であるが、梁接合ブラケット55をプレキャスト部53に確実に定着させることができるであれば、鉄筋以外の各種形状を有した定着部材を用いてもよい。
1 建築構造物
3 柱
4 梁
30 柱部材
31 柱主筋
36 機械継手(継手部材)
40 梁鉄骨(鉄骨)
50、50T 仕口部材
53 プレキャスト部
55 梁接合ブラケット
56 定着筋(定着部材)
56b 下端部(突出部)
57f フランジ部
57h ボルト挿通孔(貫通孔)
59A,59B 定着ナット(ナット部材)
C 仕口部

Claims (5)

  1. プレキャストコンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを接合する仕口部に設けられる仕口部材であって、
    プレキャストコンクリートからなるプレキャスト部と、
    前記プレキャスト部に一部が埋設され、前記梁が接合される一対の梁接合ブラケットと、
    前記プレキャスト部内で前記梁接合ブラケットに連結されるとともに、前記梁接合ブラケットから下方に延びる定着部材と、
    を備え、前記一対の梁接合ブラケットは前記プレキャスト部内で平面視十字状に直交して配設され、それぞれの前記梁接合ブラケットは直交する部分の両側に突出する部分に前記定着部材が前記梁接合ブラケットを貫通して連結されていることを特徴とする仕口部材。
  2. 前記梁接合ブラケットは、上下にフランジ部を有したH型鋼からなり、
    前記定着部材は、前記梁接合ブラケットの上下の前記フランジ部に形成された貫通孔に挿通されるとともに、前記定着部材に固定されたナット部材により、上下の前記フランジ部に固定されていることを特徴とする請求項1に記載された仕口部材。
  3. 前記定着部材は、前記プレキャスト部から下方に向かって突出し、下方の前記柱に接合される突出部を有することを特徴とする請求項1または2に記載された仕口部材。
  4. プレキャストコンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを仕口部材を介して接合する仕口構造であって、
    前記仕口部材は、
    プレキャストコンクリートからなるプレキャスト部と、
    前記プレキャスト部に一部が埋設され、前記梁が接合される一対の梁接合ブラケットと、
    前記プレキャスト部内で前記梁接合ブラケットに連結されるとともに、前記梁接合ブラケットから下方に延びて下方の前記柱に連結される定着部材と、を備え、
    前記一対の梁接合ブラケットは前記プレキャスト部内で平面視十字状に直交して配設され、それぞれの前記梁接合ブラケットは直交する部分の両側に突出する部分に前記定着部材が前記梁接合ブラケットを貫通して連結されていることを特徴とする仕口構造。
  5. 前記定着部材は、前記プレキャスト部から下方に向かって突出する突出部を有し、
    前記仕口部材の下方の前記柱は、前記突出部が挿入されて接合される継手部材を備えることを特徴とする請求項4に記載された仕口構造。
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