JP6815183B2 - Complex building - Google Patents

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本発明は、上層階にRC柱による柱梁架構を有し、下層階にコンクリート充填鋼管CFT柱による柱梁架構を備えた複合建物において、上層階側のRC柱と下層階側のCFT柱が接合された複合建物に関する。 According to the present invention, in a complex building having a column-beam structure with RC columns on the upper floor and a beam-column structure with concrete-filled steel pipe CFT columns on the lower floor, the RC columns on the upper floor side and the CFT columns on the lower floor side are Regarding the joined complex building.

建物の、下層階と上層階の各々の構造形式が互いに異なる、いわゆる複合建物が、広く施工されている。
特許文献1には、図8に示されるような、建物構造100が開示されている。建物構造100においては、コンクリート充填鋼管柱(以下、CFT柱と呼称する)102と、CFT柱102よりも下層に配設された鉄筋コンクリート柱(以下、RC柱と呼称する)103とが、鉛直方向に連続して配置されている。CFT柱102とRC柱103の接合、すなわち、柱梁架構構造の切り替えは、地下1階(B1FL)と地下2階(B2FL)の境界付近で行われている。
RC柱103の頭部の外周面には筒状の補強部材104が周設されている。RC柱103の主筋105はRC柱103の上端面から突出し、CFT柱102の内部で定着され、または、CFT柱102に固定されている。
CFT柱102は、RC柱103に接合される取付部106を備えている。取付部106は、第一取付部材107と第二取付部材108を備えている。第一取付部材107と第二取付部材108の各々の下端には、梁110を接合するためのダイヤフラムとしても機能する、ベースプレート109が接合されている。
非特許文献1には、上記のような第一取付部材107として示されたような鋼管柱をはじめとした柱と、梁との、様々な接合形式が紹介されている。
So-called complex buildings, in which the structural forms of the lower and upper floors of the building are different from each other, are widely constructed.
Patent Document 1 discloses a building structure 100 as shown in FIG. In the building structure 100, the concrete-filled steel pipe columns (hereinafter referred to as CFT columns) 102 and the reinforced concrete columns (hereinafter referred to as RC columns) 103 arranged in the lower layer of the CFT columns 102 are in the vertical direction. It is arranged continuously in. The joining of the CFT column 102 and the RC column 103, that is, the switching of the column-beam frame structure is performed near the boundary between the first basement floor (B1FL) and the second basement floor (B2FL).
A tubular reinforcing member 104 is provided around the outer peripheral surface of the head of the RC column 103. The main bar 105 of the RC column 103 protrudes from the upper end surface of the RC column 103 and is fixed inside the CFT column 102 or fixed to the CFT column 102.
The CFT column 102 includes a mounting portion 106 joined to the RC column 103. The mounting portion 106 includes a first mounting member 107 and a second mounting member 108. A base plate 109, which also functions as a diaphragm for joining the beams 110, is joined to the lower ends of each of the first mounting member 107 and the second mounting member 108.
Non-Patent Document 1 introduces various joining types of columns such as steel pipe columns as shown as the first mounting member 107 as described above and beams.

ところで、近年施工されている中高層建物においては、地上の低層階を含む下層階と、上層階とが、異なる用途に用いられる場合がある。例えば、下層階が店舗や事務所等の商業用施設として使用され、上層階が集合住宅等の住宅系施設として使用されている中高層建物が、広く施工されている。
このような中高層建物を、下層階と上層階の各々の用途に応じた適切な構造形式を採用することにより、上記のような複合建物として実現することが考えられる。ここで、商業用施設としては、柱をできるだけ少なくして柱スパンを長くし、大規模空間を実現するために、鉄骨やCFT柱を使用した柱梁架構による構造形式が望ましい。他方、住宅系施設としては、僅かな振動をも抑えて快適な住環境を実現するために、RC柱等の剛性を備えた柱梁架構による構造形式が望ましい。
このような観点に基づくと、上記のような特許文献1に開示されている建物構造100は、下層階の柱としてRC柱が、上層階の柱としてCFT柱が、それぞれ用いられており、なおかつ、柱梁架構構造の切り替えは、地下1階(B1FL)と地下2階(B2FL)の境界付近で行われているため、地上の低層階を含む下層階が商業用施設として、上層階が住宅系施設として、それぞれ使用される複合建物の施工に際しては、これに適した構造となっていない。
By the way, in a middle-high-rise building constructed in recent years, the lower floor including the lower floor above the ground and the upper floor may be used for different purposes. For example, middle- and high-rise buildings in which the lower floors are used as commercial facilities such as stores and offices and the upper floors are used as residential facilities such as apartment houses are widely constructed.
It is conceivable that such a middle-high-rise building will be realized as the above-mentioned complex building by adopting an appropriate structural form according to each use of the lower floor and the upper floor. Here, as a commercial facility, in order to reduce the number of columns as much as possible, lengthen the column span, and realize a large-scale space, it is desirable to have a structural form using a column-beam frame using steel frames or CFT columns. On the other hand, as a residential facility, in order to realize a comfortable living environment by suppressing even a slight vibration, a structural form using a rigid column-beam frame such as an RC column is desirable.
From this point of view, the building structure 100 disclosed in Patent Document 1 as described above uses RC columns as columns on the lower floors and CFT columns as columns on the upper floors, respectively. Since the column-beam structure is switched near the boundary between the first basement floor (B1FL) and the second basement floor (B2FL), the lower floors including the lower floors above the ground are commercial facilities, and the upper floors are residential. The structure is not suitable for the construction of complex buildings used as related facilities.

これに対し、特許文献2には、図9に示されるような、複合構造建物における柱の構造110が開示されている。本構造110においては、上層部にはRC柱111が、下層部にはCFT柱112が使用されている。
上層部と下層部の境界層の柱113の外殻をなす鋼管114が、直下階の躯体に接合されて床面から直上階の梁下の間に配置されている。鋼管114内の少なくとも下部にスタッド117が設置されている。鋼管114内に柱主筋115が挿入されて、境界層の床面付近まで配筋されている。柱主筋115の周囲には、少なくとも柱頭部の位置に帯筋118が巻回されている。鋼管114内にコンクリート116が打設充填されて、コンクリート116およびスタッド117を介して柱主筋115と鋼管114とが接合されている。柱主筋115への帯筋118の巻回範囲は、曲げモーメントの反曲点の位置までとされ、鋼管114内の下部へのスタッド117の設置範囲は、帯筋118の巻回位置よりも下方に限定されている。
On the other hand, Patent Document 2 discloses a column structure 110 in a composite structure building as shown in FIG. In this structure 110, RC columns 111 are used in the upper layer portion, and CFT columns 112 are used in the lower layer portion.
The steel pipe 114 forming the outer shell of the column 113 of the boundary layer between the upper layer portion and the lower layer portion is joined to the skeleton of the immediately lower floor and is arranged between the floor surface and the beam of the immediately above floor. Stud 117 is installed at least in the lower part of the steel pipe 114. The column main reinforcement 115 is inserted into the steel pipe 114, and the reinforcement is arranged to the vicinity of the floor surface of the boundary layer. Around the column main bar 115, a band bar 118 is wound at least at the position of the capital. Concrete 116 is cast and filled in the steel pipe 114, and the column main bar 115 and the steel pipe 114 are joined via the concrete 116 and the stud 117. The winding range of the band bar 118 around the column main bar 115 is up to the position of the inflection point of the bending moment, and the installation range of the stud 117 at the lower part in the steel pipe 114 is lower than the winding position of the band bar 118. Limited to.

上記のような、特許文献2に開示されている構造110においては、上層部と下層部の境界層が上下に長く、全体として複雑な構造となっている。また、鋼管114内に多数のスタッド117を設ける必要がある。すなわち、上層部のRC柱111と下層部のCFT柱112の接合構造が複雑であり、施工が容易ではなかった。 In the structure 110 disclosed in Patent Document 2 as described above, the boundary layer between the upper layer portion and the lower layer portion is long in the vertical direction, and the structure as a whole is complicated. Further, it is necessary to provide a large number of studs 117 in the steel pipe 114. That is, the joint structure of the RC column 111 in the upper layer and the CFT column 112 in the lower layer was complicated, and the construction was not easy.

特許第5734168号公報Japanese Patent No. 5734168 特開2009−2006号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-2006

日本建築学会「鉄筋コンクリート柱・鉄骨梁混合構造の設計と施工」、2001年1月10日、第1版第1刷、p.3−5Architectural Institute of Japan, "Design and Construction of Reinforced Concrete Column / Steel Beam Mixed Structure", January 10, 2001, 1st Edition, 1st Print, p. 3-5

本発明が解決しようとする課題は、下層階にCFT柱による柱梁架構を有し、上層階にRC柱による柱梁架構を備えた中高層建物において、柱梁架構構造の切り替え部分におけるRC柱とCFT柱の接合部を、簡易で施工が容易な接合方法でありながら、高い接合強度を備える複合建物を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that in a middle-high-rise building having a column-beam structure with CFT columns on the lower floor and a column-beam structure with RC columns on the upper floor, RC columns at the switching portion of the column-beam structure. It is an object of the present invention to provide a composite building having a high joining strength while having a simple and easy joining method for joining CFT columns.

本発明者らは、下層階側に商業系施設を有し、上層階側に住宅系施設を設ける中高層建物において、下層階は比較的容易に柱間を広げることが可能なCFT柱梁構造とし、上層階を剛性が高く微振動の抑制効果に優れたRC柱梁構造とするとともに、上層階側のRC柱の柱主筋を下層階側のCFT柱を構成する内部水平鋼板(内ダイヤフラム)を貫通させてCFT柱内部に定着させることで、柱主筋に高い付着強度を確保し、RC柱とCFT柱との間に高い接合強度が得られることに着目し、構造安全性能に優れた複合建物を発明した。
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。すなわち、本発明は、コンクリート充填鋼管柱と、前記コンクリート充填鋼管柱より上層階に配設された鉄筋コンクリート柱が鉛直方向に連続して配置された複合建物であって、前記コンクリート充填鋼管柱の上端部には、当該コンクリート充填鋼管柱の内壁面と交差する方向に延在する上部鋼板と下部鋼板が、間隔をあけて設けられ、前記鉄筋コンクリート柱の柱主筋が、前記上部鋼板、及び前記下部鋼板に設けられた鉄筋用孔を貫通して、前記コンクリート充填鋼管柱の内部に定着されていることを特徴とする複合建物を提供する。
上記のような構成によれば、コンクリート充填鋼管柱より上層階に鉄筋コンクリート柱が配設されている。すなわち、下層階は、柱をできるだけ少なくして柱スパンを長くし、大規模空間を実現するのに適した、コンクリート充填鋼管柱を使用した柱梁架構となっており、上層階は、僅かな振動をも抑えて快適な住環境を実現するのに適した、剛性を備えた鉄筋コンクリート柱を使用した柱梁架構となっているため、下層階が店舗や事務所等の商業用施設として使用され、上層階が集合住宅等の住宅系施設として使用される建物に適した構造となっている。
また、鉄筋コンクリート柱の柱主筋は、コンクリート充填鋼管柱を構成する鋼管と、上部鋼板、及び、下部鋼板によって囲われた領域に挿通されて、この領域に充填されて鋼管と上部及び下部鋼板によって強く拘束されたコンクリートに埋設され、柱主筋のコンクリートに対する付着力が強められている。更に、柱主筋は、上部鋼板と下部鋼板に設けられた鉄筋用孔を貫通して、コンクリート充填鋼管柱の内部にまで延在するように設けられて、コンクリートに定着されている。これにより、鉄筋コンクリート柱の柱脚に生じる曲げに対して抵抗可能な、コンクリート充填鋼管柱と鉄筋コンクリート柱との間に高い接合強度を実現することができる。
また、コンクリート充填鋼管柱と鉄筋コンクリート柱の接合は、柱鉄筋を介して一体化されており、簡潔で優れた構造となっている。更に、鉄筋コンクリート柱の柱主筋をそのまま、あるいは、機械式継手等により延長して、コンクリート充填鋼管柱の内部に配筋することが可能な、簡潔な構造である。これにより、施工が容易である。
The present inventors have a CFT column-beam structure in which the lower floors can be relatively easily expanded between columns in a middle-high-rise building having commercial facilities on the lower floor side and residential facilities on the upper floor side. The upper floors have an RC column-beam structure with high rigidity and excellent suppression of micro-vibration, and the main bars of the RC columns on the upper floors are the internal horizontal steel plates (inner diaphragm) that make up the CFT columns on the lower floors. A complex building with excellent structural safety performance, focusing on the fact that high adhesion strength can be secured for the main columns of columns and high joint strength can be obtained between RC columns and CFT columns by penetrating them and fixing them inside the CFT columns. Invented.
The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, the present invention is a composite building in which concrete-filled steel columns and reinforced concrete columns arranged on the upper floors of the concrete-filled steel columns are continuously arranged in the vertical direction, and the upper end of the concrete-filled steel columns. An upper steel plate and a lower steel plate extending in a direction intersecting the inner wall surface of the concrete-filled steel pipe column are provided in the portion at intervals, and the column main bars of the reinforced concrete column are the upper steel plate and the lower steel plate. Provided is a composite building characterized in that it penetrates through a hole for reinforcing bars provided in the above and is fixed inside the concrete-filled steel column.
According to the above configuration, the reinforced concrete columns are arranged on the upper floors of the concrete-filled steel pipe columns. That is, the lower floors are columns and beams using concrete-filled steel pipe columns, which are suitable for realizing a large-scale space by reducing the number of columns as much as possible and lengthening the column span, and the upper floors are few. The lower floors are used as commercial facilities such as stores and offices because it is a column-beam frame using rigid reinforced concrete columns, which is suitable for suppressing vibration and realizing a comfortable living environment. The upper floors have a structure suitable for buildings used as residential facilities such as apartment buildings.
Further, the pillar main bar of the reinforced concrete column is inserted into the area surrounded by the steel pipe constituting the concrete-filled steel pipe column, the upper steel plate, and the lower steel plate, and is filled in this area and strongly strengthened by the steel pipe and the upper and lower steel plates. It is buried in the restrained concrete, and the adhesive force of the pillar main bar to the concrete is strengthened. Further, the column main bar is provided so as to penetrate the reinforcing bar holes provided in the upper steel plate and the lower steel plate and extend to the inside of the concrete-filled steel pipe column, and is fixed to the concrete. As a result, it is possible to realize high joint strength between the concrete-filled steel column and the reinforced concrete column, which can resist the bending that occurs in the column base of the reinforced concrete column.
Further, the joint between the concrete-filled steel pipe column and the reinforced concrete column is integrated via the column reinforcing bar, and has a simple and excellent structure. Further, it has a simple structure in which the main reinforcement of the reinforced concrete column can be directly extended or extended by a mechanical joint or the like to arrange the reinforcement inside the concrete-filled steel pipe column. This facilitates construction.

本発明の一態様においては、前記上部鋼板の上面には、前記コンクリート充填鋼管柱を構成する鋼管の上方外周を覆うように塞ぎ鋼板が設けられている。
上記のような構成によれば、上記のように、コンクリート充填鋼管柱を構成する鋼管と、上部鋼板、及び、下部鋼板によって囲われた領域のコンクリートは、これらにより強く拘束されているが、上部鋼板の上面に、コンクリート充填鋼管柱を構成する鋼管の上方外周を覆うように塞ぎ鋼板が設けられることにより、鋼管が上部鋼板を挟んで上方に延長されたような形状となるため、強く拘束されたコンクリートの領域も、上部鋼板よりも上方へ拡大される。これにより、コンクリート充填鋼管柱と鉄筋コンクリート柱との接合部分のせん断強度を増大させることができるとともに、柱主筋のコンクリートに対する付着力をより強くして柱同士の接合強度を高めることができる。
また、塞ぎ鋼板によってコンクリートの表面欠損等を防ぐことができる。
In one aspect of the present invention, a closed steel plate is provided on the upper surface of the upper steel plate so as to cover the upper outer circumference of the steel pipe constituting the concrete-filled steel pipe column.
According to the above configuration, as described above, the steel pipe constituting the concrete-filled steel pipe column, the upper steel plate, and the concrete in the area surrounded by the lower steel plate are strongly restrained by these, but the upper part. By providing a closed steel plate on the upper surface of the steel plate so as to cover the upper outer periphery of the steel pipe constituting the concrete-filled steel pipe column, the steel pipe is shaped as if it is extended upward with the upper steel plate sandwiched, so that it is strongly restrained. The area of the steel is also expanded above the upper steel plate. As a result, the shear strength of the joint portion between the concrete-filled steel pipe column and the reinforced concrete column can be increased, and the adhesive force of the column main bar to the concrete can be further strengthened to increase the joint strength between the columns.
In addition, the closing steel plate can prevent surface defects of concrete.

本発明の別の態様においては、前記コンクリート充填鋼管柱と連結される前記鉄筋コンクリート柱は、前記コンクリート充填鋼管柱の上面に現場で構築される現場打設コンクリート柱と、該現場打設コンクリート柱の上面に設置されるプレキャストコンクリート柱を備え、前記現場打設コンクリート柱のせん断強度は、前記プレキャストコンクリート柱のせん断強度より高い。
上記のような構成によれば、コンクリート充填鋼管柱の上面に、現場打設コンクリート柱が設けられ、その上にプレキャストコンクリート柱が設けられているため、現場打設コンクリート柱とプレキャストコンクリート柱のせん断強度の相対的な関係を容易に調整することができる。ここで、例えば、現場打設コンクリート柱に高強度フープ筋または高強度コンクリートを用いることで、現場打設コンクリート柱のせん断強度をプレキャストコンクリート柱のせん断強度より高くすることができる。これにより、コンクリート充填鋼管柱と鉄筋コンクリート柱との接合部分を一体化し、高靱性を実現することができる。
また、現場打設コンクリート柱の高さを調整することにより、コンクリート充填鋼管柱上にプレキャストコンクリート柱を設置する際に、高さ方向の設置精度を容易に調整することができる。
In another aspect of the present invention, the reinforced concrete column connected to the concrete-filled steel pipe column is a cast-in-place concrete column constructed on-site on the upper surface of the concrete-filled steel pipe column and the cast-in-place concrete column. It is provided with a precast concrete column installed on the upper surface, and the shear strength of the cast-in-place concrete column is higher than the shear strength of the precast concrete column.
According to the above configuration, since the cast-in-place concrete column is provided on the upper surface of the concrete-filled steel pipe column and the precast concrete column is provided on the cast-in-place concrete column, the cast-in-place concrete column and the precast concrete column are sheared. The relative relationship of strength can be easily adjusted. Here, for example, by using high-strength hoop bars or high-strength concrete for the cast-in-place concrete pillar, the shear strength of the cast-in-place concrete pillar can be made higher than the shear strength of the precast concrete pillar. As a result, the joint portion between the concrete-filled steel pipe column and the reinforced concrete column can be integrated to realize high toughness.
Further, by adjusting the height of the cast-in-place concrete column, the installation accuracy in the height direction can be easily adjusted when the precast concrete column is installed on the concrete-filled steel pipe column.

本発明によれば、下層階にCFT柱による柱梁架構を有し、上層階にRC柱による柱梁架構を備えた中高層建物において、上層階側のRC柱と下層階側のCFT柱との接合部分について、簡易な接合構造でありながら、高い接合強度が確保された複合建物を実現することができる。 According to the present invention, in a middle-high-rise building having a column-beam structure with CFT columns on the lower floor and a column-beam structure with RC columns on the upper floor, the RC columns on the upper floor side and the CFT columns on the lower floor side With respect to the joint portion, it is possible to realize a composite building in which high joint strength is ensured while having a simple joint structure.

本発明の実施形態における複合建物の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the complex building in embodiment of this invention. 複合建物における下層階側のCFT柱と上層階側のRC柱との接合部分の部分斜視図である。It is a partial perspective view of the joint portion of the CFT column on the lower floor side and the RC column on the upper floor side in the complex building. 複合建物における下層階側のCFT柱と上層階側のRC柱との接合部分の縦断面図である(第1実施形態)。It is a vertical cross-sectional view of the joint portion of the CFT column on the lower floor side and the RC column on the upper floor side in the complex building (first embodiment). 図3の各々異なる高さ位置における横断面図である(第1実施形態)。FIG. 3 is a cross-sectional view taken at different height positions in FIG. 3 (first embodiment). 第1の変形例による下層階側のCFT柱と上層階側のRC柱との接合部分の縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view of the joint portion of the CFT column on the lower floor side and the RC column on the upper floor side according to the first modification. 図5の横断面図である(第1の変形例)。It is a cross-sectional view of FIG. 5 (first modification). 第2の変形例による下層階側のCFT柱と上層階側のRC柱との接合部分の縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view of the joint portion of the CFT column on the lower floor side and the RC column on the upper floor side according to the second modification. 従来の建物構造による上部側CFT柱と下部側RC柱との接合部分を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the joint part of the upper side CFT column and the lower side RC column by the conventional building structure. 従来の複合構造建物における柱の構造の説明図である。It is explanatory drawing of the structure of a column in a conventional complex structure building.

本発明は、上層階にRC柱による柱梁架構を有し、下層階にコンクリート充填鋼管CFT柱による柱梁架構を備えた複合建物において、上層階側のRC柱の柱主筋を下層階側のCFT柱を構成する内部水平鋼板(内ダイヤフラム)を貫通させてCFT柱内部に定着させた複合建物である。
具体的には、上層階側のRC柱の柱主筋を下層階側のCFT柱を構成する内部水平鋼板を貫通させてCFT柱内部に配置するとともに、CFT柱の上部に、現場打設RC柱を設け、その上面にプレキャストコンクリート柱を設置し、其々を接合させた接合構造(第1実施形態、図3、4)と、前記第1実施形態と異なる点として、現場打設RC柱の周囲に、塞ぎ鋼板と縦リブを設けた接合構造(第1の変形例、図5、6)と、RC柱の柱主筋の下方端を下層階側のCFT柱を構成する内部水平鋼板を貫通させてナット締結し、定着させた接合構造(第2の変形例、図7)である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
In the present invention, in a complex building having a column-beam structure with RC columns on the upper floor and a column-beam structure with concrete-filled steel pipe CFT columns on the lower floor, the column main bars of the RC columns on the upper floor side are on the lower floor side. This is a composite building in which internal horizontal steel plates (inner diaphragms) that make up CFT columns are penetrated and fixed inside the CFT columns.
Specifically, the main bars of the RC columns on the upper floor side are placed inside the CFT columns by penetrating the internal horizontal steel plates that make up the CFT columns on the lower floor side, and the RC columns cast on site are placed above the CFT columns. The joint structure (first embodiment, FIGS. 3 and 4) in which the precast concrete columns are installed on the upper surface of the columns and the precast concrete columns are joined to each other, and the difference from the first embodiment is that the on-site RC columns are provided. A joint structure with a closed steel plate and vertical ribs around it (first modification, FIGS. 5 and 6) and the lower end of the column main reinforcement of the RC column penetrate the internal horizontal steel plate that constitutes the CFT column on the lower floor side. It is a joint structure (second modification, FIG. 7) in which the columns are fastened and fixed.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態における複合建物1の縦断面図である。複合建物1は、基礎2、下層階3、及び、上層階4を備えている。基礎2は地表GLより下に位置している。下層階3は、基礎2の上に設けられており、複合建物1の地下階、及び、地上1階を含めた、地表GLより上方に位置する少なくとも1つの階層を備えている。上層階4は、下層階3の上に設けられている。
下層階3においては、柱5はCFT柱5であり、CFT柱5間には鉄骨梁7が架設されている。これにより、下層階3は、CFT柱5と鉄骨梁7による柱梁架構を備えている。また、上層階4においては、柱6はRC柱であり、RC柱6間には鉄骨梁7が架設されている。これにより、上層階4は、RC柱6と鉄骨梁7による柱梁架構を備えている。図1においては、CFT柱5は白抜きで示されており、RC柱6はハッチングがかけられて示されている。
このように、複合建物1においては、CFT柱5と、CFT柱5より上層階に配設されたRC柱6が、鉛直方向Zに連続して配置されている。また、CFT柱5とRC柱6の接合部、すなわち、柱梁架構構造の切り替え部分は、地上2階以上の高さに位置している。
FIG. 1 is a vertical sectional view of the complex building 1 according to the embodiment of the present invention. The complex building 1 includes a foundation 2, a lower floor 3, and an upper floor 4. Foundation 2 is located below the surface GL. The lower floor 3 is provided on the foundation 2, and has at least one floor located above the ground surface GL, including the basement floor of the complex building 1 and the first floor above ground. The upper floor 4 is provided above the lower floor 3.
On the lower floor 3, the column 5 is a CFT column 5, and a steel beam 7 is erected between the CFT columns 5. As a result, the lower floor 3 is provided with a column-beam frame consisting of CFT columns 5 and steel beams 7. Further, on the upper floor 4, the column 6 is an RC column, and a steel beam 7 is erected between the RC columns 6. As a result, the upper floor 4 is provided with a column-beam frame consisting of RC columns 6 and steel beams 7. In FIG. 1, the CFT column 5 is shown in white, and the RC column 6 is shown with hatching.
As described above, in the complex building 1, the CFT columns 5 and the RC columns 6 arranged on the upper floors of the CFT columns 5 are continuously arranged in the vertical direction Z. Further, the joint portion between the CFT column 5 and the RC column 6, that is, the switching portion of the column-beam frame structure is located at a height of two floors or more above the ground.

(第1実施形態)
以下、CFT柱5とRC柱6の接合部の構造について、図2乃至図4を用いて詳細に説明する。図2は、図1のA矢視部分、すなわち、複合建物1におけるCFT柱5とRC柱6の接合部の斜視図である。図3は、図2のB―B部分の縦断面図である。図4(a)、図4(b)、図4(c)、及び、図4(d)は、それぞれ、図3の、C−C部分、D−D部分、E−E部分、及び、F−F部分における、横断面図である。
(First Embodiment)
Hereinafter, the structure of the joint portion between the CFT column 5 and the RC column 6 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2 is a perspective view of the portion seen by arrow A in FIG. 1, that is, the joint portion between the CFT pillar 5 and the RC pillar 6 in the complex building 1. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the BB portion of FIG. 4 (a), 4 (b), 4 (c), and 4 (d) are the CC portion, the DD portion, the EE portion, and the E-E portion of FIG. 3, respectively. It is a cross-sectional view in the FF part.

CFT柱5は、一般部10と、取付部11を備えている。
一般部10は、矩形断面の鋼管10aと、鋼管10a内に充填されているコンクリート10bを備えている。
取付部11は、一般部10の鋼管10aと略同等の断面形状を備えている鋼管11aと、鋼管11a内に充填されているコンクリート11bを備えている。取付部11は、その鉛直方向Zにおける長さが、鉄骨梁7の梁成と略同等となるように形成されている。
The CFT pillar 5 includes a general portion 10 and a mounting portion 11.
The general portion 10 includes a steel pipe 10a having a rectangular cross section and concrete 10b filled in the steel pipe 10a.
The mounting portion 11 includes a steel pipe 11a having a cross-sectional shape substantially equivalent to that of the steel pipe 10a of the general portion 10, and concrete 11b filled in the steel pipe 11a. The mounting portion 11 is formed so that its length in the vertical direction Z is substantially the same as that of the steel frame beam 7.

RC柱6と接合されるCFT柱5の上端部には、CFT柱5の一般部10と取付部11の各々の鋼管10a、11aの内壁面10c、11cと交差する方向X、Yに延在する上部鋼板15と下部鋼板16が、鉛直方向Zに間隔をあけて設けられている。
より詳細には、下部鋼板16は、CFT柱5の一般部10の鋼管10aの上端に溶接されている。下部鋼板16の上面上には、CFT柱5の取付部11の鋼管11aが、下部鋼板16の下方に位置する鋼管10aが下部鋼板16を挟んで上方に略連続するような位置に、溶接されている。上部鋼板15は、取付部11の鋼管11aの上端に溶接されている。
図3に示されるように、本実施形態においては鉄骨梁7はH形鋼であり、鉄骨梁7の上フランジ7aが上部鋼板15に、下フランジ7bが下部鋼板16に、及び、ウェブ7cが取付部11の鋼管11aの外壁面11dに、それぞれ接合されている。
The upper end of the CFT column 5 joined to the RC column 6 extends in directions X and Y intersecting the inner wall surfaces 10c and 11c of the steel pipes 10a and 11a of the general portion 10 and the mounting portion 11 of the CFT column 5. The upper steel plate 15 and the lower steel plate 16 are provided at intervals in the vertical direction Z.
More specifically, the lower steel plate 16 is welded to the upper end of the steel pipe 10a of the general portion 10 of the CFT column 5. On the upper surface of the lower steel plate 16, the steel pipe 11a of the mounting portion 11 of the CFT column 5 is welded at a position where the steel pipe 10a located below the lower steel plate 16 is substantially continuous upward with the lower steel plate 16 sandwiched. ing. The upper steel plate 15 is welded to the upper end of the steel pipe 11a of the mounting portion 11.
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the steel beam 7 is an H-shaped steel, the upper flange 7a of the steel beam 7 is on the upper steel plate 15, the lower flange 7b is on the lower steel plate 16, and the web 7c is. It is joined to the outer wall surface 11d of the steel pipe 11a of the mounting portion 11, respectively.

上部鋼板15は、特に図4(b)に示されるように、取付部11の鋼管11aの内壁面11cの断面形状よりも小さな大きさの、円状の開口部15aを備えている。また、上部鋼板15は、その外形形状が、取付部11の鋼管11aの外壁面11dの断面形状よりも大きくなるように形成されている。このように、上部鋼板15は枠状に形成されており、図4(b)に示されるように開口部15aが鋼管11aの内壁面11cの内側に位置するように、かつ、上部鋼板15の外縁部分が鋼管11aの外壁面11dの外側に、外壁面11dから突出して位置するように、取付部11に対して設けられて、上記のように溶接により接合されている。
開口部15aの周囲の、上部鋼板15が取付部11に接合されたときに取付部11の鋼管11aの内壁面11cよりも内側に位置する部分には、複数の鉄筋用孔15bが設けられている。
上部鋼板15は、鉄骨梁7の上フランジ7aと同等以上の厚みを備えている。この上部鋼板15に対して、鉄骨梁7の上フランジ7aが接合されている。上部鋼板15は、開口部15aを中心として図4(b)中二点鎖線で示されている矩形形状端辺15gで区切られた矩形形状が、鉄骨梁7が接合される方向に台形形状に突出するように形成されている。この台形形状の梁接続部15cは、外方に向かうにつれて、幅が漸次小さくなり、鉄骨梁7の上フランジ7aと同じ幅となった位置で終端している。この、鉄骨梁7の上フランジ7aと同じ幅の最外端の端辺15dに対して、鉄骨梁7の上フランジ7aが接合されている。
図3に示される上部鋼板15の上面15e上には、鉄骨梁7の上に敷設される床スラブ18との接合用の、スタッドボルト15f(図4(b)参照)が設けられている。なお、図2においては、図面を簡単にするために、床スラブ18は図示されていない。
As shown in FIG. 4B, the upper steel plate 15 is provided with a circular opening 15a having a size smaller than the cross-sectional shape of the inner wall surface 11c of the steel pipe 11a of the mounting portion 11. Further, the upper steel plate 15 is formed so that its outer shape is larger than the cross-sectional shape of the outer wall surface 11d of the steel pipe 11a of the mounting portion 11. As described above, the upper steel plate 15 is formed in a frame shape, so that the opening 15a is located inside the inner wall surface 11c of the steel pipe 11a as shown in FIG. 4B, and the upper steel plate 15 is formed. The outer edge portion is provided on the mounting portion 11 so as to be located outside the outer wall surface 11d of the steel pipe 11a so as to protrude from the outer wall surface 11d, and is joined by welding as described above.
A plurality of reinforcing bar holes 15b are provided in a portion around the opening 15a, which is located inside the inner wall surface 11c of the steel pipe 11a of the mounting portion 11 when the upper steel plate 15 is joined to the mounting portion 11. There is.
The upper steel plate 15 has a thickness equal to or greater than that of the upper flange 7a of the steel frame beam 7. The upper flange 7a of the steel frame beam 7 is joined to the upper steel plate 15. The upper steel plate 15 has a rectangular shape centered on the opening 15a and is separated by a rectangular shape end edge 15 g shown by a chain double-dashed line in FIG. 4B, and has a trapezoidal shape in the direction in which the steel beam 7 is joined. It is formed so as to protrude. The width of the trapezoidal beam connecting portion 15c gradually decreases toward the outside, and is terminated at a position having the same width as the upper flange 7a of the steel frame beam 7. The upper flange 7a of the steel beam 7 is joined to the outermost end edge 15d having the same width as the upper flange 7a of the steel beam 7.
On the upper surface 15e of the upper steel plate 15 shown in FIG. 3, a stud bolt 15f (see FIG. 4B) for joining with the floor slab 18 laid on the steel beam 7 is provided. In FIG. 2, the floor slab 18 is not shown for simplification of the drawing.

下部鋼板16は、上部鋼板15と略同等な形状に形成されている。すなわち、下部鋼板16も上部鋼板15と同様に、図3に示されるように、開口部16aと鉄筋用孔16bを備え、また、外形形状が一般部10及び取付部11の鋼管10a、11aの外壁面10d、11dよりも大きくなるように形成されて、枠状をなしている。下部鋼板16は、開口部16aが鋼管10a、11aの内壁面10c、11cの内側に位置するように、かつ、下部鋼板16の外縁部分が鋼管10a、11aの外壁面10d、11dの外側に、外壁面10d、11dから突出して位置するように、一般部10及び取付部11に対して設けられて、上記のように溶接により接合されている。
下部鋼板16は、鉄骨梁7の下フランジ7bと同等以上の厚みを備えている。この下部鋼板16に対して、鉄骨梁7の下フランジ7bが接合されている。下部鋼板16は、上部鋼板15と略同等な輪郭形状を備えており、鉄骨梁7が接合される方向に梁接続部16cが設けられている。鉄骨梁7の下フランジ7bは、この梁接続部16cの最外端の端辺16dに対して接合されている。
The lower steel plate 16 is formed in a shape substantially equivalent to that of the upper steel plate 15. That is, as shown in FIG. 3, the lower steel plate 16 also has an opening 16a and a reinforcing bar hole 16b, and the outer shapes of the steel pipes 10a and 11a of the general portion 10 and the mounting portion 11 are as shown in FIG. It is formed so as to be larger than the outer wall surfaces 10d and 11d, and has a frame shape. The lower steel plate 16 has an opening 16a located inside the inner walls 10c and 11c of the steel pipes 10a and 11a, and an outer edge portion of the lower steel plate 16 outside the outer walls 10d and 11d of the steel pipes 10a and 11a. It is provided to the general portion 10 and the mounting portion 11 so as to protrude from the outer wall surfaces 10d and 11d, and is joined by welding as described above.
The lower steel plate 16 has a thickness equal to or greater than that of the lower flange 7b of the steel frame beam 7. The lower flange 7b of the steel frame beam 7 is joined to the lower steel plate 16. The lower steel plate 16 has a contour shape substantially equivalent to that of the upper steel plate 15, and the beam connecting portion 16c is provided in the direction in which the steel frame beams 7 are joined. The lower flange 7b of the steel beam 7 is joined to the outermost end side 16d of the beam connecting portion 16c.

次に、CFT柱5と連結されるRC柱6について説明する。RC柱6は、CFT柱5の上面、すなわち上部鋼板15の上面15eに現場で構築される現場打設コンクリート柱(以下、現場打設RC柱と呼称する)8と、現場打設RC柱8の上面8fに設置されるプレキャストコンクリート柱(以下、PCaRC柱と呼称する)9を備えている。 Next, the RC column 6 connected to the CFT column 5 will be described. The RC columns 6 are a cast-in-place concrete column (hereinafter referred to as a cast-in-place RC column) 8 constructed on-site on the upper surface of the CFT column 5, that is, the upper surface 15e of the upper steel plate 15, and a cast-in-place RC column 8. It is provided with a precast concrete column (hereinafter referred to as a PCaRC column) 9 installed on the upper surface 8f of the above.

図3に示されるように、現場打設RC柱8は、床スラブ18と略同等の高さになるように、コンクリート8bが打設されて形成されている。
現場打設RC柱8には、柱主筋13が配筋されている。柱主筋13は、CFT柱5及びRC柱6の軸方向、すなわち鉛直方向Zに沿って配筋されている。柱主筋13の上端13aは、現場打設RC柱8の上面8f上からわずかに突出している。また、柱主筋13の下側は、現場打設RC柱8を鉛直方向Zに貫通し、また、上部鋼板15の鉄筋用孔15bと下部鋼板16の鉄筋用孔16bを挿通することにより、取付部11の鋼管11a内を更に貫通するように設けられており、柱主筋13の下端13bは、一般部10の鋼管10aの内側に位置せしめられている。このように、柱主筋13は、所定の定着長が確保できる長さを備えており、CFT柱5の内部において、一般部10と取付部11のコンクリート10b、11bに定着されている。
柱主筋13は、CFT柱5及びRC柱6の周方向に所定の配筋ピッチにより配筋されている。柱主筋13は、後述するPCaRC柱9の柱主筋9cと同じ平面位置に設けられている。
現場打設RC柱8には、柱主筋13を水平方向に囲うように、複数のフープ筋8eが設けられている。フープ筋8eは、後述するPCaRC柱9のフープ筋9dに比べて、太径または高強度フープ筋であり、CFT柱5側には複数の鉄筋が重ねて巻き立てられた重ね巻き部がある。フープ筋8eは、コンクリート8bに埋設されている。
As shown in FIG. 3, the cast-in-place RC pillar 8 is formed by casting concrete 8b so as to have a height substantially equal to that of the floor slab 18.
Column main bars 13 are arranged on the on-site RC columns 8. The column main reinforcement 13 is arranged along the axial direction of the CFT column 5 and the RC column 6, that is, the vertical direction Z. The upper end 13a of the column main bar 13 slightly protrudes from the upper surface 8f of the on-site cast RC column 8. Further, the lower side of the column main bar 13 is attached by penetrating the on-site cast RC column 8 in the vertical direction Z and inserting the reinforcing bar hole 15b of the upper steel plate 15 and the reinforcing bar hole 16b of the lower steel plate 16. It is provided so as to further penetrate the inside of the steel pipe 11a of the portion 11, and the lower end 13b of the column main bar 13 is positioned inside the steel pipe 10a of the general portion 10. As described above, the column main bar 13 has a length that can secure a predetermined fixing length, and is fixed to the concrete 10b and 11b of the general portion 10 and the mounting portion 11 inside the CFT column 5.
The column main bars 13 are arranged in the circumferential direction of the CFT columns 5 and RC columns 6 at a predetermined bar arrangement pitch. The column main bar 13 is provided at the same plane position as the column main bar 9c of the PCaRC column 9 described later.
The cast-in-place RC column 8 is provided with a plurality of hoop bars 8e so as to horizontally surround the column main bar 13. The hoop bar 8e is a hoop bar having a larger diameter or higher strength than the hoop bar 9d of the PCaRC column 9 described later, and the CFT column 5 side has a lap winding portion in which a plurality of reinforcing bars are laid and wound. The hoop bar 8e is embedded in the concrete 8b.

PCaRC柱9には、柱主筋9cが配筋されている。柱主筋9cは、柱主筋13と同様に、RC柱6の軸方向、すなわち鉛直方向Zに沿って配筋されている。
PCaRC柱9の下端9aには、機械式継手9eが、その一方の端面が下端9aから露出するように埋設されており、機械式継手9eの他方の端面、すなわち上方を向く端面側から、柱主筋9cの下端が機械式継手9e内に挿入されて、固定されている。
柱主筋9cを囲うように、複数のフープ筋9dが設けられている。フープ筋9dは、コンクリート9bに埋設されている。
Column main bars 9c are arranged on the PCaRC column 9. Similar to the column main bar 13, the column main bar 9c is arranged along the axial direction of the RC column 6, that is, the vertical direction Z.
A mechanical joint 9e is embedded in the lower end 9a of the PCaRC column 9 so that one end face thereof is exposed from the lower end 9a, and the column is formed from the other end face of the mechanical joint 9e, that is, the end face side facing upward. The lower end of the main bar 9c is inserted into the mechanical joint 9e and fixed.
A plurality of hoop muscles 9d are provided so as to surround the pillar main muscle 9c. The hoop bar 9d is embedded in concrete 9b.

PCaRC柱9は、上記のように、現場打設RC柱8の上面8fに設置されている。現場打設RC柱8の上面8f上から突出するように設けられている柱主筋13の上端13aは、PCaRC柱9の下端9aから下方に露出している機械式継手9eの端面から、機械式継手9e内に挿入されて、固定されている。
上記のように構成された現場打設RC柱8とPCaRC柱9を、一体とされたRC柱6としてみた場合においては、PCaRC柱9の柱主筋9cが、機械式継手9eを介して柱主筋13として下方向に延在するように構成されているため、RC柱6の柱主筋9c、13が、上部鋼板15、及び、下部鋼板16に設けられた鉄筋用孔15b、16cを貫通して、CFT柱5の内部のコンクリート10b、11bに定着されている構造となっている。
As described above, the PCaRC pillar 9 is installed on the upper surface 8f of the on-site cast RC pillar 8. The upper end 13a of the column main bar 13 provided so as to project from the upper surface 8f of the cast-in-place RC column 8 is mechanical from the end surface of the mechanical joint 9e exposed downward from the lower end 9a of the PCaRC column 9. It is inserted into the joint 9e and fixed.
When the on-site RC columns 8 and PCaRC columns 9 configured as described above are viewed as an integrated RC column 6, the column main bars 9c of the PCaRC columns 9 are connected to the column main bars via the mechanical joint 9e. Since the column 13 is configured to extend downward, the column main bars 9c and 13 of the RC column 6 penetrate the upper steel plate 15 and the reinforcing bar holes 15b and 16c provided in the lower steel plate 16. , The structure is fixed to the concrete 10b and 11b inside the CFT pillar 5.

ここで、現場打設RC柱8のせん断強度は、PCaRC柱9のせん断強度より高くなるように構成されている。
より具体的には、現場打設RC柱8においては、高強度フープ筋8eが、PCaRC柱9のフープ筋9dよりも密になるように配筋されている。また、現場打設RC柱8には、PCaRC柱9のコンクリート9bに比べて、同等強度または高強度コンクリート8bが使用されている。
Here, the shear strength of the cast-in-place RC column 8 is configured to be higher than the shear strength of the PCaRC column 9.
More specifically, in the on-site RC column 8, the high-strength hoop bars 8e are arranged so as to be denser than the hoop bars 9d of the PCaRC column 9. Further, as the on-site cast RC column 8, concrete 8b having the same strength or high strength as that of the concrete 9b of the PCaRC column 9 is used.

次に、図1乃至図4を用いて、上記の複合建物1の施工方法について説明する。 Next, the construction method of the above-mentioned complex building 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

まず、基礎2を施工し、基礎2上に、CFT柱5と鉄骨梁7による柱梁架構を構築して、下層階3を施工する。ここで、下層階3の最上階の柱として、図3を用いて説明したような、CFT柱5を立設する。これは、一般部10の鋼管10a、取付部11の鋼管11a、上部鋼板15、及び、下部鋼板16が、互いに溶接されて、一体とされたものを工場で製作し、現場に運搬して立設することにより行われる。その後、CFT柱5間に鉄骨梁7を架設する。
次に、柱主筋13、及び、現場打設RC柱8部分のフープ筋8eを配筋する。柱主筋13は、上部鋼板15、及び、下部鋼板16に設けられた鉄筋用孔15b、16bを貫通して、後にCFT柱5の内部に追って打設されるコンクリート10b、11bに十分に定着されるような長さで配筋する。また、高強度フープ筋8eは、後に立設されるPCaRC柱9のフープ筋9dよりも密になるように配筋する。
First, the foundation 2 is constructed, and a column-beam frame consisting of CFT columns 5 and steel beams 7 is constructed on the foundation 2, and the lower floor 3 is constructed. Here, as the pillar on the uppermost floor of the lower floor 3, the CFT pillar 5 as described with reference to FIG. 3 is erected. This is because the steel pipe 10a of the general part 10, the steel pipe 11a of the mounting part 11, the upper steel plate 15, and the lower steel plate 16 are welded to each other, and the one integrated is manufactured at the factory and transported to the site to stand. It is done by setting. After that, the steel beam 7 is erected between the CFT columns 5.
Next, the column main reinforcement 13 and the hoop reinforcement 8e of the site-cast RC column 8 portion are arranged. The column main bar 13 penetrates the upper steel plate 15 and the reinforcing bar holes 15b and 16b provided in the lower steel plate 16, and is sufficiently fixed to the concrete 10b and 11b to be cast later inside the CFT column 5. Reinforcing bars with a length that allows for Further, the high-strength hoop muscles 8e are arranged so as to be denser than the hoop muscles 9d of the PCaRC column 9 to be erected later.

その後、配筋されたフープ筋8eの周囲を型枠で囲んで、後に立設されるPCaRC柱9のコンクリート9bよりも強度が高いコンクリートを打設する。具体的には、例えば、フープ筋8eで囲われた空間から、上部鋼板15の開口部15a、取付部11の鋼管11aの内部、及び、下部鋼板16の開口部16aを介して、トレミー管等を一般部10の鋼管10aの内部に挿入し、トレミー管等を引き上げながら、一般部10の下側から上方に向けて、コンクリート10bを打設する。コンクリートは、取付部11及びフープ筋8eの周囲を囲う型枠の内部まで打設し、取付部11のコンクリート11b、及び、現場打設RC柱8のコンクリート8bを、一体となるように形成する。
コンクリート8b、10b、11bの養生後には、床スラブ18を形成するとともに、PCaRC柱9を、現場打設RC柱8の上面8f上に立設する。具体的には、上面8fから上方に突出する柱主筋13の上端13aを、PCaRC柱9の下端9aから下方に露出している機械式継手9eの端面から、機械式継手9e内に挿入し、グラウト等を注入することにより固定する。
このようにして、CFT柱5とRC柱6の接合部を施工した後には、更に上方に向けて上層階4を施工する。
After that, the hoop reinforcement 8e is surrounded by a formwork, and concrete having a strength higher than that of the concrete 9b of the PCaRC column 9 to be erected later is placed. Specifically, for example, from the space surrounded by the hoop bars 8e, through the opening 15a of the upper steel plate 15, the inside of the steel pipe 11a of the mounting portion 11, and the opening 16a of the lower steel plate 16, a tremie pipe or the like. Is inserted into the steel pipe 10a of the general portion 10, and the concrete 10b is poured from the lower side to the upper side of the general portion 10 while pulling up the tremie pipe or the like. The concrete is cast to the inside of the formwork surrounding the mounting portion 11 and the hoop bar 8e, and the concrete 11b of the mounting portion 11 and the concrete 8b of the on-site cast RC column 8 are formed so as to be integrated. ..
After curing the concrete 8b, 10b, and 11b, the floor slab 18 is formed, and the PCaRC pillar 9 is erected on the upper surface 8f of the on-site cast RC pillar 8. Specifically, the upper end 13a of the column main bar 13 protruding upward from the upper surface 8f is inserted into the mechanical joint 9e from the end surface of the mechanical joint 9e exposed downward from the lower end 9a of the PCaRC column 9. Fix by injecting grout or the like.
In this way, after the joint portion between the CFT pillar 5 and the RC pillar 6 is constructed, the upper floor 4 is constructed further upward.

次に、上記の複合建物1の効果について説明する。 Next, the effect of the above-mentioned complex building 1 will be described.

上記のような構成によれば、CFT柱5より上層階4にRC柱6が配設されている。すなわち、下層階3は、柱をできるだけ少なくして柱スパンを長くし、大規模空間を実現するのに適した、CFT柱5を使用した柱梁架構となっており、上層階4は、僅かな振動をも抑えて快適な住環境を実現するのに適した、剛性を備えたRC柱6を使用した柱梁架構となっているため、下層階3が店舗や事務所等の商業用施設として使用され、上層階4が集合住宅等の住宅系施設として使用される建物に適した構造となっている。
また、RC柱6の柱主筋13は、CFT柱5を構成する鋼管11aと、上部鋼板15、及び、下部鋼板16によって囲われた領域に挿通されて、この領域に充填されて鋼管11aと上部及び下部鋼板15、16によって強く拘束されたコンクリート11bに埋設され、柱主筋13のコンクリート11bに対する付着力が強められている。更に、柱主筋13は、上部鋼板15と下部鋼板16に設けられた鉄筋用孔15b、16bを貫通して、CFT柱5(10、11)の内部にまで延在するように設けられて、コンクリート10b、11bに定着されている。これにより、RC柱6の柱脚に生じる曲げに対して抵抗可能な、CFT柱5とRC柱6間の高い強度の接合を実現することができる。
また、CFT柱5とRC柱6の接合は、柱主筋13を介して一体化されており、簡潔で優れた構造となっている。更に、RC柱6の柱主筋9cを機械式継手9eにより柱主筋13として延長して、CFT柱5の内部に配筋されている、簡潔な構造であるため、施工が容易である。
According to the above configuration, the RC pillar 6 is arranged on the upper floor 4 above the CFT pillar 5. That is, the lower floor 3 is a column-beam frame using CFT columns 5, which is suitable for realizing a large-scale space by reducing the number of columns as much as possible and lengthening the column span, and the upper floor 4 is slightly. The lower floor 3 is a commercial facility such as a store or office because it is a column-beam frame using rigid RC columns 6 that is suitable for realizing a comfortable living environment by suppressing excessive vibration. The upper floor 4 has a structure suitable for a building used as a residential facility such as an apartment house.
Further, the column main bar 13 of the RC column 6 is inserted into a region surrounded by the steel pipe 11a constituting the CFT column 5, the upper steel plate 15 and the lower steel plate 16, and is filled in this region to fill the steel pipe 11a and the upper portion. It is embedded in the concrete 11b strongly restrained by the lower steel plates 15 and 16, and the adhesive force of the column main bar 13 to the concrete 11b is strengthened. Further, the column main bar 13 is provided so as to penetrate the reinforcing bar holes 15b and 16b provided in the upper steel plate 15 and the lower steel plate 16 and extend to the inside of the CFT column 5 (10, 11). It is fixed to concrete 10b and 11b. Thereby, it is possible to realize a high-strength joint between the CFT column 5 and the RC column 6 that can resist the bending that occurs in the column base of the RC column 6.
Further, the joint between the CFT column 5 and the RC column 6 is integrated via the column main bar 13, and has a simple and excellent structure. Further, since the column main bar 9c of the RC column 6 is extended as the column main bar 13 by the mechanical joint 9e and arranged inside the CFT column 5, the construction is easy.

また、CFT柱5の上面、すなわち上部鋼板15の15eに、現場打設RC柱8が設けられ、その上にPCaRC柱9が設けられているため、現場打設RC柱8とPCaRC柱9のせん断強度の相対的な関係を容易に調整することができる。ここで、本実施形態においては、現場打設RC柱8には、PCaRC柱9のコンクリート9bの強度と同等か、より強度が高いコンクリート8bが使用されており、また、高強度フープ筋8eが、PCaRC柱9のフープ筋9dよりも密になるように配筋されている。これにより、CFT柱5とRC柱6の接合部の強度や靱性を高くすることができる。
また、現場打設RC柱8の高さを調整することにより、CFT柱5上にPCaRC柱9を設置する際に、高さ方向Zの設置精度を容易に調整することができる。
Further, since the on-site cast RC column 8 is provided on the upper surface of the CFT column 5, that is, 15e of the upper steel plate 15, and the PCaRC column 9 is provided on the on-site cast RC column 8, the on-site cast RC column 8 and the PCaRC column 9 are provided. The relative relationship of shear strength can be easily adjusted. Here, in the present embodiment, concrete 8b having the same or higher strength than the concrete 9b of the PCaRC column 9 is used for the on-site RC column 8, and the high-strength hoop bar 8e is used. , The reinforcement is arranged so as to be denser than the hoop muscle 9d of the PCaRC column 9. As a result, the strength and toughness of the joint portion between the CFT column 5 and the RC column 6 can be increased.
Further, by adjusting the height of the on-site cast RC pillar 8, when the PCaRC pillar 9 is installed on the CFT pillar 5, the installation accuracy in the height direction Z can be easily adjusted.

また、本実施形態においては、RC柱6が負担する軸力を、CFT柱5の上端に固定された枠状の上部鋼板15、下部鋼板16を介した支圧機構によって、CFT柱5の上面側に伝達させることで、RC柱6の負担軸力を集中させることなくCFT柱5に伝達させることが可能な接合構造となっている。したがって、特にCFT柱5とRC柱6の接合部における、CFT柱5の損傷を抑制することができる。 Further, in the present embodiment, the axial force borne by the RC column 6 is applied to the upper surface of the CFT column 5 by a bearing mechanism via a frame-shaped upper steel plate 15 and a lower steel plate 16 fixed to the upper end of the CFT column 5. By transmitting to the side, the joint structure is such that the load axial force of the RC column 6 can be transmitted to the CFT column 5 without being concentrated. Therefore, damage to the CFT column 5 can be suppressed particularly at the joint between the CFT column 5 and the RC column 6.

また、CFT柱5の上端に枠状の上部鋼板15、下部鋼板16が設けられており、これらの鋼板15、16が鉄骨梁7を接合するためのダイヤフラムとしても機能する。これにより、CFT柱5との接合部において、仕口部の剛性を増大させるとともに、仕口部に作用する応力による変形を抑止することが可能である。 Further, a frame-shaped upper steel plate 15 and a lower steel plate 16 are provided at the upper end of the CFT column 5, and these steel plates 15 and 16 also function as a diaphragm for joining the steel beam 7. As a result, it is possible to increase the rigidity of the joint portion at the joint portion with the CFT column 5 and suppress deformation due to stress acting on the joint portion.

(第1の変形例)
次に、図5、図6を用いて、上記実施形態として示した複合建物1の第1の変形例を説明する。図5は、本第1の変形例における複合建物30の、CFT柱5とRC柱6の接合部の縦断面図である。図6は、図5のG−G部分における横断面図である。本第1の変形例の複合建物30は、上記実施形態における複合建物1とは、現場打設RC柱8の周囲に、塞ぎ鋼板31と縦リブ32が設けられている点が異なっている。
(First modification)
Next, a first modification of the complex building 1 shown as the above embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the joint portion between the CFT columns 5 and the RC columns 6 of the composite building 30 in the first modification. FIG. 6 is a cross-sectional view of the GG portion of FIG. The composite building 30 of the first modification is different from the composite building 1 in the above embodiment in that a closing steel plate 31 and a vertical rib 32 are provided around the on-site cast RC column 8.

塞ぎ鋼板31は、上部鋼板15の上面15eに、CFT柱5を構成する取付部11の鋼管11aの上方外周を覆うような位置に、設けられている。より具体的には、塞ぎ鋼板31は、現場打設RC柱8の外周を覆うように設けられている。塞ぎ鋼板31は、例えば、現場打設RC柱8の高さと同等以下の幅を備えたスチールバンドを、現場打設RC柱8の外周を周るように設置することにより形成されている。
塞ぎ鋼板31の外側表面31aまたは内側表面31bには、複数の縦リブ32が接合されている。縦リブ32の各々は、略直角三角形状をなしており、直角部分を挟んだ2本の端辺のうち、一方が塞ぎ鋼板31の外側表面31aまたは内側表面31bに、他方が上部鋼板15の上面15eに、それぞれ接合されている。縦リブ32の厚みや形状は、縦リブ32が負担する応力に応じて適宜設定される。
上記実施形態において説明したように、上部鋼板15の、鉄骨梁7が接合される方向には、外方に台形形状に突出するように梁接続部15cが形成されている。塞ぎ鋼板31のうち、この梁接続部15cが形成されている側に位置する部分には、縦リブ32は、塞ぎ鋼板31の外側表面31aに、縦リブ32が鉄骨梁7の延在する方向に突出するように設けられている。また、塞ぎ鋼板31のうち、梁接続部15cが形成されていない側、すなわち複合建物30の外周側に位置する部分には、縦リブ32は、塞ぎ鋼板31の内側表面31bに、縦リブ32が現場打設RC柱8の内側に食い込んで延在するように設けられている。
The closing steel plate 31 is provided on the upper surface 15e of the upper steel plate 15 at a position so as to cover the upper outer circumference of the steel pipe 11a of the mounting portion 11 constituting the CFT column 5. More specifically, the closing steel plate 31 is provided so as to cover the outer periphery of the cast-in-place RC column 8. The closing steel plate 31 is formed by, for example, installing a steel band having a width equal to or less than the height of the cast-in-place RC pillar 8 so as to surround the outer periphery of the cast-in-place RC pillar 8.
A plurality of vertical ribs 32 are joined to the outer surface 31a or the inner surface 31b of the closing steel plate 31. Each of the vertical ribs 32 has a substantially right-angled triangular shape, and of the two end sides sandwiching the right-angled portion, one is on the outer surface 31a or inner surface 31b of the closing steel plate 31, and the other is on the upper steel plate 15. Each is joined to the upper surface 15e. The thickness and shape of the vertical rib 32 are appropriately set according to the stress borne by the vertical rib 32.
As described in the above embodiment, the beam connecting portion 15c of the upper steel plate 15 is formed so as to project outward in a trapezoidal shape in the direction in which the steel beam 7 is joined. In the portion of the closing steel plate 31 located on the side where the beam connecting portion 15c is formed, the vertical ribs 32 are in the direction in which the vertical ribs 32 extend to the outer surface 31a of the closing steel plate 31. It is provided so as to protrude from the beam. Further, on the portion of the closing steel plate 31 located on the side where the beam connecting portion 15c is not formed, that is, on the outer peripheral side of the composite building 30, the vertical ribs 32 are formed on the inner surface 31b of the closing steel plate 31. Is provided so as to bite into the inside of the on-site cast RC pillar 8 and extend.

本第1の変形例が、上記実施形態と同様の効果を奏することはいうまでもない。
特に、本第1の変形例の構成においては、上記実施形態において説明したように、CFT柱5を構成する鋼管11aと、上部鋼板15、及び、下部鋼板16によって囲われた領域のコンクリート11bは、これらにより強く拘束されているが、上部鋼板15の上面15eに、CFT柱5を構成する鋼管11aの上方外周を覆うように塞ぎ鋼板31が設けられることにより、鋼管11aが上部鋼板15を挟んで上方に延長されたような形状となるため、強く拘束されたコンクリートの領域も、現場打設RC柱8のコンクリート8bを含むように、上部鋼板15よりも上方へ拡大される。これにより、CFT柱5とRC柱6の接合部のせん断強度を増大させることができるとともに、柱主筋13のコンクリート8bに対する付着力をより強くして柱同士の接合強度を高めることができる。
また、塞ぎ鋼板31に対して、縦リブ32が接合されているため、塞ぎ鋼板31に対して水平方向に作用する水平地震力に、強く、せん断抵抗することが可能である。
Needless to say, the first modification has the same effect as that of the above embodiment.
In particular, in the configuration of the first modification, as described in the above embodiment, the steel pipe 11a constituting the CFT column 5, the upper steel plate 15, and the concrete 11b in the region surrounded by the lower steel plate 16 are Although they are strongly restrained by these, the steel pipe 11a sandwiches the upper steel plate 15 by providing the closing steel plate 31 on the upper surface 15e of the upper steel plate 15 so as to cover the upper outer periphery of the steel pipe 11a constituting the CFT column 5. Since the shape is extended upward, the strongly restrained concrete area is also expanded above the upper steel plate 15 so as to include the concrete 8b of the cast-in-place RC pillar 8. As a result, the shear strength of the joint portion between the CFT column 5 and the RC column 6 can be increased, and the adhesive force of the column main bar 13 to the concrete 8b can be further strengthened to increase the joint strength between the columns.
Further, since the vertical ribs 32 are joined to the closing steel plate 31, it is possible to strongly resist the horizontal seismic force acting on the closing steel plate 31 in the horizontal direction and to resist shearing.

(第2の変形例)
次に、図7を用いて、上記実施形態として示した複合建物1の第2の変形例を説明する。図7は、本第2の変形例における複合建物40の、CFT柱5とRC柱6の接合部の縦断面図である。本第2の変形例の複合建物40は、上記実施形態における複合建物1とは、CFT柱5の柱主筋41が、CFT柱5の取付部11のコンクリート11bと、下部鋼板16に定着されている点が異なっている。
より詳細には、ネジ節鉄筋または先端部分がネジ加工されたRC柱6の柱主筋41が、CFT柱5に接合された下部鋼板16を貫通するように設けられている。柱主筋41の下端41bには、ナット42が締結されることにより、柱主筋41が下部鋼板16に定着されている。柱主筋41を締付けるナット42としては、例えば、ナットと定着板が一体となった定着具(例えば、東京鉄鋼株式会社のプレートナット、合同製鐵株式会社のEG定着板など)、または六角ナットが使用可能である。ナット42は、図7においては、下部鋼板16を上面と下面の双方から挟み込んで締め付けるように、下部鋼板16の上方と下方に設けられているが、下部鋼板16の下方のみに設けられても構わない。
(Second modification)
Next, a second modification of the complex building 1 shown as the above embodiment will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of the joint portion between the CFT columns 5 and the RC columns 6 of the composite building 40 in the second modification. In the composite building 40 of the second modification, the column main bar 41 of the CFT column 5 is fixed to the concrete 11b of the mounting portion 11 of the CFT column 5 and the lower steel plate 16 with the composite building 1 in the above embodiment. The difference is that they are.
More specifically, the column main bar 41 of the RC column 6 having the threaded reinforcing bar or the tip portion threaded is provided so as to penetrate the lower steel plate 16 joined to the CFT column 5. By fastening a nut 42 to the lower end 41b of the column main bar 41, the column main bar 41 is fixed to the lower steel plate 16. Examples of the nut 42 for tightening the column main bar 41 include a fixing tool in which the nut and the fixing plate are integrated (for example, a plate nut of Tokyo Steel Co., Ltd., an EG fixing plate of Godo Steel, Ltd.), or a hexagon nut. It can be used. In FIG. 7, the nut 42 is provided above and below the lower steel plate 16 so as to sandwich and tighten the lower steel plate 16 from both the upper surface and the lower surface, but the nut 42 may be provided only below the lower steel plate 16. I do not care.

本第2の変形例が、上記実施形態と同様の効果を奏することはいうまでもない。
特に、本第2の変形例の構成においては、下層階側のCFT柱5内部に挿入させる上層階側のRC柱6の柱主筋41の挿入長さは短く、かつ柱主筋41の下方端41bをCFT柱5を構成する下部鋼板16にナット42を締結して定着させることで、柱主筋41の抜け出しに対して、ナット42本体と、ナット42本体に面接合された下部鋼板16が抵抗し、柱主筋41が高い定着強度を有することになる。
Needless to say, the second modification has the same effect as that of the above embodiment.
In particular, in the configuration of the second modification, the insertion length of the column main bar 41 of the RC column 6 on the upper floor side to be inserted into the CFT column 5 on the lower floor side is short, and the lower end 41b of the column main bar 41 is short. By fastening and fixing the nut 42 to the lower steel plate 16 constituting the CFT column 5, the nut 42 main body and the lower steel plate 16 surface-bonded to the nut 42 main body resist against the withdrawal of the column main bar 41. , The column main bar 41 has a high fixing strength.

なお、本発明の複合建物は、図面を参照して説明した上述の実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、その技術的範囲において他の様々な変形例が考えられる。 The complex building of the present invention is not limited to the above-described embodiment and each modification described with reference to the drawings, and various other modifications can be considered within the technical scope thereof.

例えば、上記実施形態及び各変形例において、上部鋼板15、下部鋼板16の開口部15a、16aの形状は円状であったが、これに限られず、矩形等他の形状であってもよい。
また、上記実施形態及び変形例において、CFT柱5、RC柱6の断面形状は矩形であり、これに伴い、上部鋼板15、下部鋼板16の形状も、矩形を基にした形状となっていたが、これに限られず、CFT柱5、RC柱6の断面形状は円形等の他の形状であってもよいし、上部鋼板15、下部鋼板16の形状も、円形等の他の形状を基にした形状であってもよい。
For example, in the above-described embodiment and each modification, the shapes of the openings 15a and 16a of the upper steel plate 15 and the lower steel plate 16 are circular, but the shape is not limited to this, and other shapes such as a rectangle may be used.
Further, in the above-described embodiment and modification, the cross-sectional shapes of the CFT columns 5 and RC columns 6 are rectangular, and accordingly, the shapes of the upper steel plate 15 and the lower steel plate 16 are also based on the rectangle. However, the cross-sectional shape of the CFT pillar 5 and the RC pillar 6 may be another shape such as a circular shape, and the shapes of the upper steel plate 15 and the lower steel plate 16 are also based on other shapes such as a circular shape. It may have a shaped shape.

また、上記実施形態及び第1の変形例においては、RC柱6の柱主筋13について、CFT柱5の内部において所定の定着長を確保できるように、十分な長さをRC柱6の下端から突出させる場合について説明したが、柱主筋13の下端13bに定着体を形成することで、CFT柱5内部への柱主筋13の配筋長(挿入長さ)を短くすることができる。これにより鉄筋の量を低減させることが可能となり、材料費を削減できる。
定着体は、例えば、柱主筋13の下端13bを拡径させる、柱主筋13の直径よりも大きな幅寸法を有した鋼製プレートを柱主筋13の下端13bに溶着あるいは溶接する、柱主筋13の下端13bにナット等を螺着する、柱主筋13の下端13bに筒状部材を被せた状態で固定する等の、様々な方法により、形成することができる。
Further, in the above embodiment and the first modification, the column main bar 13 of the RC column 6 is provided with a sufficient length from the lower end of the RC column 6 so that a predetermined fixing length can be secured inside the CFT column 5. Although the case of projecting has been described, the length (insertion length) of the column main bar 13 inside the CFT column 5 can be shortened by forming the anchoring body at the lower end 13b of the column main bar 13. As a result, the amount of reinforcing bars can be reduced, and the material cost can be reduced.
The anchoring body is, for example, a steel plate having a width dimension larger than the diameter of the column main bar 13 that expands the diameter of the lower end 13b of the column main bar 13 and is welded or welded to the lower end 13b of the column main bar 13. It can be formed by various methods such as screwing a nut or the like to the lower end 13b and fixing the lower end 13b of the column main bar 13 with a tubular member covered.

また、上記実施形態及び各変形例においては、現場打設RC柱8のせん断強度をPCaRC柱9のせん断強度より高くするために、現場打設RC柱8においては、高強度フープ筋8eを用いて、フープ筋8eがPCaRC柱9のフープ筋9dよりも密になるように配筋し、更に、現場打設RC柱8には、PCaRC柱9のコンクリート9bの強度と同等か、より強度が高いコンクリート8bを使用したが、目標とするせん断強度を実現することができるのであれば、これら全てが同時に実施される必要はないことは、いうまでもない。
また、現場打設RC柱8は、図3に示すように床スラブ18と略同等の高さになるように形成されているが、現場打設RC柱8内にフープ筋を設けることなく、コンクリートのみ薄層としてもよい。
Further, in the above-described embodiment and each modification, in order to make the shear strength of the cast-in-place RC pillar 8 higher than the shear strength of the PCaRC pillar 9, the high-strength hoop muscle 8e is used in the cast-in-place RC pillar 8. The hoop bars 8e are arranged so as to be denser than the hoop bars 9d of the PCaRC pillar 9, and the on-site RC pillar 8 has the same or higher strength than the concrete 9b of the PCaRC pillar 9. Although high concrete 8b was used, it goes without saying that it is not necessary to carry out all of these at the same time if the target shear strength can be achieved.
Further, as shown in FIG. 3, the on-site cast RC pillar 8 is formed so as to have substantially the same height as the floor slab 18, but the on-site cast RC pillar 8 is not provided with a hoop streak. Only concrete may be a thin layer.

これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態及び各変形例で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。 In addition to this, as long as the gist of the present invention is not deviated, the configurations given in the above-described embodiment and each modification can be selected or changed to other configurations as appropriate.

1 複合建物 11 取付部
3 下層階 11a 鋼管
4 上層階 11b コンクリート
5 コンクリート充填鋼管柱 11c 内壁面
6 鉄筋コンクリート柱 13 柱主筋
7 鉄骨梁 15 上部鋼板
8 現場打設コンクリート柱 15b 鉄筋用孔
8b コンクリート 15e 上面(コンクリート充填鋼管柱の上面)
8f 上面 16 下部鋼板
9 プレキャストコンクリート柱 16b 鉄筋用孔
9b コンクリート 30 複合建物
9c 柱主筋 31 塞ぎ鋼板
10 一般部 32 縦リブ
10a 鋼管 GL 地表
10b コンクリート Z 鉛直方向
10c 内壁面 40 複合建物
1 Composite building 11 Mounting part 3 Lower floor 11a Steel pipe 4 Upper floor 11b Concrete 5 Concrete-filled steel pipe pillar 11c Inner wall surface 6 Reinforced concrete pillar 13 Pillar main reinforcement 7 Steel beam 15 Upper steel plate 8 Cast-in-place concrete pillar 15b Reinforcement hole 8b Concrete 15e Top surface (Upper surface of concrete-filled steel pipe column)
8f Upper surface 16 Lower steel plate 9 Precast concrete pillar 16b Reinforcing bar hole 9b Concrete 30 Composite building 9c Pillar main reinforcement 31 Closing steel plate 10 General part 32 Vertical rib 10a Steel pipe GL Ground surface 10b Concrete Z Vertical direction 10c Inner wall surface 40 Composite building

Claims (2)

コンクリート充填鋼管柱と、前記コンクリート充填鋼管柱より上層階に配設された鉄筋コンクリート柱が鉛直方向に連続して配置された複合建物であって、
前記コンクリート充填鋼管柱の上端部には、当該コンクリート充填鋼管柱の内壁面と交差する方向に延在する上部鋼板と下部鋼板が、間隔をあけて設けられ、
前記鉄筋コンクリート柱の柱主筋が、前記上部鋼板、及び前記下部鋼板に設けられた鉄筋用孔を貫通して、前記コンクリート充填鋼管柱の内部に定着されており、
前記コンクリート充填鋼管柱と連結される前記鉄筋コンクリート柱は、前記コンクリート充填鋼管柱の上面に現場で構築される現場打設コンクリート柱と、該現場打設コンクリート柱の上面に設置されるプレキャストコンクリート柱を備え、
前記現場打設コンクリート柱のせん断強度は、前記プレキャストコンクリート柱のせん断強度より高いことを特徴とする複合建物。
It is a composite building in which concrete-filled steel columns and reinforced concrete columns arranged on the upper floors of the concrete-filled steel columns are continuously arranged in the vertical direction.
At the upper end of the concrete-filled steel pipe column, an upper steel plate and a lower steel plate extending in a direction intersecting the inner wall surface of the concrete-filled steel pipe column are provided at intervals.
The column main bars of the reinforced concrete column penetrate the upper steel plate and the reinforcing bar holes provided in the lower steel plate, and are fixed inside the concrete-filled steel pipe column .
The reinforced concrete column connected to the concrete-filled steel column includes a cast-in-place concrete column constructed on-site on the upper surface of the concrete-filled steel column and a precast concrete column installed on the upper surface of the cast-in-place concrete column. Prepare,
A composite building characterized in that the shear strength of the cast-in-place concrete column is higher than the shear strength of the precast concrete column .
前記上部鋼板の上面には、前記コンクリート充填鋼管柱を構成する鋼管の上方外周を覆うように塞ぎ鋼板が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の複合建物。 The composite building according to claim 1, wherein a closed steel plate is provided on the upper surface of the upper steel plate so as to cover the upper outer circumference of the steel pipe constituting the concrete-filled steel pipe column.
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