JP6876404B2 - 躯体と梁との接合構造、及び、その接合構造の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート躯体に鉄骨梁の端部側を埋め込んで接合する躯体と梁との接合構造、及び、その接合構造の施工方法に関する。

この種の接合構造では、コンクリート躯体側の事情等により、鉄骨梁からコンクリート躯体に伝達される曲げ応力を低減することが求められる場合がある。
このような場合に対応するため、Ｈ型鋼製の鉄骨梁の端部のコンクリート躯体に埋め込む部位のフランジを切り欠き除去することで、コンクリート躯体と鉄骨梁との接合部位の接合剛性を低下させて、コンクリート躯体に伝達される曲げ応力を低減するようにしたピン状の接合構造が提案されている（下記特許文献１、２参照）。
また、これらの接合構造では、Ｈ型鋼製の鉄骨梁の端部のコンクリート躯体に埋め込まない部位のフランジも切り欠き除去されているので、鉄骨梁の端部が脆弱化されることになる。そのため、コンクリート躯体と鉄骨梁との接合剛性を更に低下させて、コンクリート躯体に伝達される曲げ応力が一層低減されている。

特開平１１−１５９００１号公報 特開２００９−１０２８７８号公報

上記従来の技術では、Ｈ型鋼製の鉄骨梁のフランジを切り欠き除去するが、フランジはＨ型鋼中において剛性の高い部位である。このような剛性の高い部位を除去するのは手間がかかるだけでなく、接合剛性の制御が大雑把になる不都合がある。また、Ｈ型鋼の鉄骨梁にはフランジは二つしか存在しないので、接合剛性の制御範囲にも限界がある。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、鉄骨梁の端部側の脆弱化を合理的に行うことにより、コンクリート躯体と鉄骨梁との接合剛性を簡便且つ適切に調整することのできる躯体と梁との接合構造を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、コンクリート躯体に鉄骨梁の端部側を埋め込んで接合する躯
体と梁との接合構造であって、
前記鉄骨梁の端部側の上下中間領域における前記コンクリート躯体に埋め込まない部位
に脆弱化用の孔部が設けられ、前記鉄骨梁の端部には、前記孔部が形成された板状の接合部材が接合され、前記接合部材の一端部側を前記コンクリート躯体に埋め込んで、前記接合部材を介して前記コンクリート躯体に前記鉄骨梁を接合し、前記接合部材が、前記孔部としての隙間を形成する状態に上下方向に間隔を空けて設けられた複数の接合構造部材で構成されている点にある。

本構成によれば、鉄骨梁の端部側の上下中間領域のコンクリート躯体に埋め込まない部位に脆弱化用の孔部を設ける簡単な作業で、鉄骨梁の端部側の脆弱化を図ることができる。さらに、孔部の数や大きさを調整することにより、鉄骨梁の端部側の脆弱化度合いを緻密に調整することができる。
したがって、コンクリート躯体と鉄骨梁との接合剛性を簡便且つ適切に調整することができる。

しかも、脆弱化用の孔部を設ける部位が、鉄骨梁の上下中間領域（上端部と下端部を除く部位）であるので、必要となる孔部の面積（断面欠損面積）が大きい場合でも、その大きな断面欠損面積を上下中間領域の多数の小さな孔部に分散してバランスよく配置することが可能となる。よって、このように必要となる孔部の面積（断面欠損面積）が大きい場合でも、鉄骨梁の端部の上下幅が極端に小さくなる等の強度的に不利な状態が発生することを適切に回避することができる。

また、本構成によれば、孔部が形成された板状の接合部材を鉄骨梁の端部に接合し、その接合部材の一部をコンクリート躯体に埋め込めばよいので、例えば、鉄骨梁の端部をコンクリート躯体に埋め込む場合のように、鉄骨梁の端部への孔開け作業やコンクリート躯体に埋め込み易くするための鉄骨梁のフランジの除去等の作業が不要となり、接合作業の簡素化を図ることができる。
更に、本構成によれば、孔部を形成する孔開け作業を行うことなく、複数の接合構造部材を上下方向に間隔を空けて設けるだけの非常に簡単な作業で、鉄骨梁の端部側の脆弱化を図ることができる。
しかも、複数の接合構造部材の間隔を調整するだけで、孔部としての複数の接合構造部材の間の隙間の面積を調整することができるので、鉄骨梁の端部側の脆弱化度合いも簡単に調整することができる。

本発明の第２特徴構成は、前記接合部材の上下幅は、前記鉄骨梁の梁成よりも小さくしている点にある。

本構成によれば、孔部に加えて、接合部材の上下幅を鉄骨梁の梁成よりも小さくすることで、鉄骨梁の端部側の脆弱化を適切に図ることができ、コンクリート躯体と鉄骨梁との接合剛性を更に適切に調整することができる。

本発明の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成に記載の躯体と梁との接合構造の施工方法であって、
前記コンクリート躯体と前記鉄骨梁を接合する接合部位のコンクリート打設に先立ち、前記コンクリート躯体に対して支保工にてレベル調整を行う状態で前記鉄骨梁を設置する点にある。

本構成によれば、鉄骨梁の両端がフリーの状態で鉄骨梁のレベル調整を行い、その後に接合部位のコンクリート打設によりコンクリート躯体と鉄骨梁を接合するので、鉄骨梁の位置の精度出しを簡単且つ高精度に行うことができる。

建物架構の正面図 躯体と梁の接合構造の要部の正面図 躯体と梁の接合構造の要部の平面図 図２のＩＶ−ＩＶ線断面図 躯体と梁の接合構造の施工方法を示す建物架構の正面図 別実施形態における躯体と梁の接合構造の要部の正面図

本発明の躯体と梁の接合構造、及び、その接合構造の施工方法の実施形態を図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
この接合構造は、例えば、図１に示すように、コンクリート躯体の一例である一対の鉄筋コンクリート造の柱１（以下、鉄筋コンクリート柱と略称する。）の間に鉄骨梁２を架設した建物架構等において、鉄筋コンクリート柱１に鉄骨梁２の端部２３側を埋め込んで接合するのに好適に用いることができる。なお、鉄骨梁２の上面側には、例えば、鉄筋コンクリート造等の床スラブ３が構築される。

そして、本接合構造では、図１〜図４に示すように、鉄骨梁２の端部２３側における上下中間領域の鉄筋コンクリート柱１に埋め込まない部位４２に、脆弱化用の孔部Ｈが設けられている。この脆弱化用の孔部Ｈにより、鉄骨梁２の端部２３側を脆弱化させて、鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁２との接合部位６の接合剛性を所望の接合剛性に適切に調整することができる。以下、各部の具体的構成について説明を加える。

前記鉄筋コンクリート柱１は、例えば、図２、図３に示すように、断面矩形状の角柱として構成されている。この鉄筋コンクリート柱１の断面内には、縦方向（柱長さ方向）に沿う姿勢で配置された複数本の主筋１１と、それらを取り囲む状態で横方向に沿う姿勢で配置された複数本の帯筋（フープ筋）１２とが、鉄筋コンクリート柱１の外面１４との間にコンクリートのかぶり厚さを確保した状態で備えられている。

主筋１１は、例えば、異形鉄筋等で構成され、矩形断面の四隅部に配置されている。主筋１１は、この他、矩形断面の辺部に沿って間隔を空けて配置される場合もある。
帯筋１２は、例えば、異形鉄筋等にて複数本の主筋１１を取り囲む環状に曲げ加工して構成され、縦方向に沿って一定ピッチで配置されている。

前記鉄骨梁２は、例えば、図１〜図４に示すように、Ｈ型鋼（型鋼の一例）等を主要構成とし、上下一対の横姿勢のフランジ２１と、両フランジ２１間に亘る縦姿勢のウェブ２２とが備えられている。
この鉄骨梁２の端部２３には、前記孔部Ｈが形成された板状の接合部材４が、その一端部側を梁長さ方向外方側に延出させた状態で接合されている。この接合部材４の一端部側の鉄筋コンクリート柱１に埋め込む部位４１を、鉄筋コンクリート柱１における隣接する主筋１１どうしの間の部位に埋め込むことで、接合部材４を介して鉄筋コンクリート柱１に鉄骨梁２が接合されている。

前記接合部材４は、図２〜図４に示すように、矩形板状に構成されている。接合部材４の上下幅ｈ４は、鉄骨梁２の梁成ｈ２よりも小さく、更に、ウェブ２２の上下幅ｈ２２よりも小さくしている。また、接合部材４の板厚は、ウェブ２２の板厚と同一又はそれよりも大きくしている。

また、接合部材４の一端部側（鉄筋コンクリート柱１側）の鉄筋コンクリート柱１に埋め込む部位４１には、複数の鉄筋挿通孔４４が縦方向に間隔を空けて配置されている。複数の鉄筋挿通孔４４の間隔は、鉄筋コンクリート柱１の帯筋１２の間隔と同一とされている。この複数の鉄筋挿通孔４４の各々に対して鉄筋コンクリート柱１の複数の帯筋１２の各々を挿通させた状態で、接合部材４の鉄筋コンクリート柱１に埋め込む部位４１が、鉄筋コンクリート柱１に埋め込まれている。

更に、接合部材４の鉄筋コンクリート柱１に埋め込む部位４１の表裏両面には、複数本の定着用のスタッド４５が縦方向に間隔を空けて配置されている。
複数本のスタッド４５は、図２、図３に示すように、鉄筋コンクリート柱１に埋め込む部位４１において、複数の鉄筋挿通孔４４よりも一端部側（鉄筋コンクリート柱１側）に配置されている。鉄筋コンクリート柱１に埋め込んだ状態では、複数のスタッド４５は、鉄筋コンクリート柱１の断面内において、帯筋１２に囲まれた領域内で、且つ、複数本の主筋１１よりも断面中央側に配置されている。

接合部材４の他端部側（鉄骨梁２の中央側）における鉄筋コンクリート柱１に埋め込まない部位４２の他端部側は、鉄骨梁２の端部２３のウェブ２２に重ねた状態で、溶接やボルト等の適宜の接合手段にてウェブ２２に接合されている。
また、接合部材４の鉄筋コンクリート柱１に埋め込まない部位４２の一端部側（鉄筋コンクリート柱１側）には、複数の脆弱化用の前記孔部Ｈが貫通形成されている。

複数の脆弱化用の孔部Ｈは、例えば、円形状に構成され、接合部材４の上端部と下端部を除く上下中間領域で縦方向に間隔を空けて一列に配置されている。複数の孔部Ｈは、鉄骨梁４の中心線、ウェブ２２の上下中心線、接合部材４の上下中心線の各々に対して、対称となる状態で配置されている。
各孔部Ｈは、接合部材４における鉄骨梁２の一端縁２３ａと鉄筋コンクリート柱１の外面１４との間に位置する領域４３に、少なくとも一部が位置する状態で配置されている。本実施形態では、各孔部Ｈは、接合部材４における鉄骨梁２の一端縁２３ａが孔内に位置する状態で配置されている。
ここで、本実施形態では、二つの孔部Ｈを配置しているが、孔部Ｈの数や大きさ等を調整することで、鉄骨梁２の端部２３側の脆弱化度合いを適宜に調整することができる。

なお、本実施形態では、複数の孔部Ｈを縦方向に一列に配置しているが、横方向等の縦方向とは異なる方向に配置してもよいし、その列数も一列に限らず複数列であってもよい。また、孔部Ｈを千鳥状に配置してもよい。更に、孔部Ｈの形状も、円形状に限らず角形状等であってもよい。

次に、上述の如く構成された躯体と梁の接合構造の施工方法について説明する。
この施工方法では、図５に示すように、鉄筋コンクリート柱１と鉄骨梁２を接合する接合部位６のコンクリート打設に先立ち、鉄筋コンクリート柱１に対して支保工５にてレベル調整を行う状態で鉄骨梁２を設置する。

具体的には、コンクリート打設前の接合部位６の構築空間に配筋した主筋１１どうしの間に鉄骨梁２の端部２３側を差し込み、その状態で支保工５にて鉄骨梁２を支持する。そして、支保工５の複数の支点５１の各々の支持高さを調整することにより、両端がフリーの状態にある鉄骨梁２のレベル調整を行い、鉄骨梁２を適切な位置に調整する。

その状態で、図示は省略するが、接合部位６を構築するための型枠、及び、鉄骨梁２の上面側の床スラブ３を構築するための型枠を設置し、当該接合部位６の構築空間及び床スラブ３の構築空間に一体的にコンクリートを打設する。そして、コンクリートの養生後、支保工５及び型枠を撤去し、図１に示す躯体と梁の接合構造が完成する。

〔第２実施形態〕
前述の第１実施形態では、孔部Ｈが形成された板状の接合部材４の例として、脆弱化用の孔部Ｈが板材に直接的に貫通形成されたものを例に示したが、例えば、図６に示すように、板状の接合部材４が、孔部Ｈとしての隙間４６を形成する状態に上下方向に間隔を空けて設けられた複数の板状の接合構造部材４Ａにて構成されていてもよい。
なお、図示の例では、接合構造部材４Ａが二つで、孔部Ｈが一つである場合を例に示しているが、勿論、接合構造部材４Ａが三つ以上で、孔部Ｈが二つ以上であってもよい。
その他の構成は、前述した第１実施形態と同一であるので、同一の構成箇所には同一の番号を付記し、その説明は省略する。

〔別実施形態〕
（１）前述の各実施形態では、鉄骨梁２の端部２３に接合された接合部材４の一端部側を鉄筋コンクリート柱１に埋め込んで、接合部材４を介して鉄筋コンクリート柱１に鉄骨梁２を接合する場合を例に示したが、例えば、接合部材４を使用せずに、鉄骨梁２の端部２３を鉄筋コンクリート柱１に埋め込んで、鉄筋コンクリート柱１に鉄骨梁２を接合してもよい。
その場合には、鉄骨梁２の端部２３の上下中間領域（例えばウェブ２２等）における鉄筋コンクリート柱１に埋め込まない部位に孔部Ｈを形成すればよい。また、孔部Ｈを形成するのに加えて、鉄骨梁２の端部２３のフランジ２１を切り欠き除去するようにしてもよい。

（２）前述の各実施形態では、板状の接合部材４が側面視で矩形状ある場合を例に示したが、例えば、鉄筋コンクリート柱１に埋め込まれる一端部側の上下幅が、鉄骨梁に接合される他端部側の上下幅よりも大又は小となる側面視Ｔ字状に構成されていてもよい。

（３）前述の各実施形態では、接合部材４の鉄筋コンクリート柱１に埋め込む部位４１の表裏両面に定着用のスタッド４５を形成する場合を例に示したが、場合によっては、これに代え、鉄筋コンクリート柱１に埋め込む部位４１の端部に表裏方向に延びる延出板部を有するように、接合部材４を断面Ｔ字状の板材にて構成してもよい。

（４）前述の各実施形態では、コンクリート躯体として、鉄筋コンクリート造の柱１を例に示したが、コンクリート躯体の構造は、鉄筋コンクリート造の他、鉄骨鉄筋コンクリート造等のコンクリートを使用する各種の構造であってもよく、また、コンクリート躯体の部位も、柱１の他、梁や壁等の各種の部位であってもよい。

１ 鉄筋コンクリート柱（コンクリート躯体）
２ 鉄骨梁
２３ 端部
４ 接合部材
４１ 鉄筋コンクリート柱に埋め込まない部位（コンクリート躯体に埋め込まない部位）
Ｈ 孔部
ｈ２ 鉄骨梁の梁成
ｈ４ 接合部材の上下幅

Claims (3)

1. コンクリート躯体に鉄骨梁の端部側を埋め込んで接合する躯体と梁との接合構造であって、
   前記鉄骨梁の端部側の上下中間領域における前記コンクリート躯体に埋め込まない部位に脆弱化用の孔部が設けられ、
   前記鉄骨梁の端部には、前記孔部が形成された板状の接合部材が接合され、
   前記接合部材の一端部側を前記コンクリート躯体に埋め込んで、前記接合部材を介して前記コンクリート躯体に前記鉄骨梁を接合し、
   前記接合部材が、前記孔部としての隙間を形成する状態に上下方向に間隔を空けて設けられた複数の接合構造部材で構成されている躯体と梁との接合構造。
2. 前記接合部材の上下幅は、前記鉄骨梁の梁成よりも小さくしている請求項１記載の躯体と梁との接合構造。
3. 請求項１又は２に記載の躯体と梁との接合構造の施工方法であって、
   前記コンクリート躯体と前記鉄骨梁を接合する接合部位のコンクリート打設に先立ち、前記コンクリート躯体に対して支保工にてレベル調整を行う状態で前記鉄骨梁を設置する躯体と梁との接合構造の施工方法。

Images