JP7005877B2

JP7005877B2 - 柱梁接合部構造

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Publication number: JP7005877B2
Application number: JP2018236292A
Authority: JP
Inventors: 明俊濱田; 和宏佐分利; 達彦前田; 比呂人高津; 武史福原
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2038-12-18
Also published as: JP2020097846A

Description

本発明は、柱梁接合部構造に関する。

梁と柱梁仕口部との接合部は、一般的に降伏ヒンジ領域とされている。このため、梁に配筋された梁主筋と柱梁仕口部に配筋された接合鉄筋とを機械式継手で接続する場合、従来、接合部を避けた位置に機械式継手を配置する必要があった。

一方、近年、降伏ヒンジ領域の位置をずらして接合部を非降伏ヒンジ領域とすることで、機械式継手を接合部に配置することを可能とするヒンジリロケーションと呼ばれる技術が提案されている。

例えば特許文献１には、降伏強度の大きい機械式継手を設けたり、仕口部と梁端部とに跨って配筋される接合鉄筋として、径の太い鉄筋や高強度鉄筋を用いたりすることで、接合部である梁端部が非降伏ヒンジ領域となるよう補強された梁部材が開示されている。

特開２００５－１５５０５８号公報

特許文献１に示す梁部材では、プレキャストコンクリート造の２本の梁がそれぞれ仕口部に接合されている。このため、梁主筋と接合鉄筋とを接続する機械式継手を梁と柱梁仕口部との接合部にそれぞれ設ける必要があり、施工性が悪かった。

本発明は上記事実に鑑み、施工性を向上させることができる柱梁接合部構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の柱梁接合部構造は、第１の梁と一体化され、第２の梁が接合されたプレキャストコンクリート造の柱梁仕口部と、前記第２の梁と前記柱梁仕口部との接合部に設けられ、前記第２の梁に配筋された梁主筋と前記柱梁仕口部に配筋された接合鉄筋とを接続する機械式継手と、前記第１の梁の端部及び前記第２の梁の端部が非降伏ヒンジ領域となるよう前記第１の梁の端部から前記第２の梁の端部にわたって補強するヒンジリロケーション手段と、を有する。

上記構成によれば、柱梁仕口部が第１の梁と一体化されているため、柱梁仕口部に第１の梁と第２の梁をそれぞれ接合する構成と比較して、機械式継手の数や機械式継手に充填される充填材の量を減らすことができ、施工性を向上させることができる。

また、第１の梁の端部から第２の梁の端部にわたって設けられたヒンジリロケーション手段により、第１の梁の端部及び第２の梁の端部が補強されて非降伏ヒンジ領域とされているため、機械式継手を第２の梁と柱梁仕口部との接合部に設けることができる。

請求項２に記載の柱梁接合部構造は、請求項１に記載の柱梁接合部構造であって、前記ヒンジリロケーション手段は、前記第１の梁の端部と前記柱梁仕口部、及び前記第２の梁の端部と前記柱梁仕口部とにそれぞれ跨って配筋された補強筋と、前記補強筋の前記第１の梁側の端部及び前記第２の梁側の端部にそれぞれ設けられた定着部と、で構成されている。

上記構成によれば、第１の梁の端部と柱梁仕口部、及び第２の梁の端部と柱梁仕口部とにそれぞれ跨って補強筋を配筋し、補強筋の第１の梁側の端部及び第２の梁側の端部にそれぞれ定着部を設けることで、第１の梁の端部及び第２の梁の端部を非降伏ヒンジ領域とすることができる。

請求項３に記載の柱梁接合部構造は、請求項１又は２に記載の柱梁接合部構造であって、前記柱梁仕口部と前記第２の梁との接合面は、前記柱梁仕口部に接合される柱の側面と同一面とされており、前記機械式継手は、前記接合面の前記柱梁仕口部側に埋設されている。

上記構成によれば、柱の側面と同一面とされた柱梁仕口部の接合面において、第２の梁と柱梁仕口部を接合するため、梁の縦目地を梁際に位置させることができる。このため、例えば梁が煉瓦タイル仕上げとされている場合に、梁中央部等のタイル割りとは関係のない位置に縦目地が通ることによりデザイン性が損なわれることを防ぐことができる。

また、接合面の柱梁仕口部側に機械式継手が埋設されているため、接合面の第２の梁側に機械式継手が埋設されている構成と比較して、機械式継手を第２の梁の降伏ヒンジ位置からより離すことができる。

本発明に係る柱梁接合部構造によれば、施工性を向上させることができる。

実施形態の一例に係る柱梁接合部構造を示す立面図である。実施形態の一例に係る柱梁接合部構造を構築する前の状態を示す分解立面図である。（Ａ）は比較例の柱梁接合部構造の外観を示す立面図であり、（Ｂ）は実施形態の一例に係る柱梁接合部構造の外観を示す立面図である。

以下、本発明の実施形態の一例に係る柱梁接合部構造について、図１～図３を用いて順に説明する。なお、図中において、矢印Ｘは水平方向、矢印Ｙは鉛直方向を指す。

（構造）
図１、図２に示すように、本実施形態の柱梁接合部構造１０は、下部柱１２と、上部柱１４と、柱梁仕口部１６と、第１の梁としての一体梁１８と、第２の梁としての接合梁２０と、を有している。

また、図３（Ｂ）に示すように、本実施形態では、柱梁接合部構造１０を構成する下部柱１２や上部柱１４、柱梁仕口部１６、一体梁１８、接合梁２０は、外面に煉瓦タイル２２が取付けられた煉瓦タイル仕上げとされている。

図１、図２に示すように、下部柱１２は、プレキャストコンクリートで構成された四角柱であり、鉛直方向に延びるとともに、上面が柱梁仕口部１６の下面に接合されている。また、下部柱１２は、鉛直方向に配筋されて下部柱１２の上面に突設された複数の柱主筋２４と、柱主筋２４に巻掛けられた複数のせん断補強筋２６と、を有している。

上部柱１４は、下部柱１２と同様にプレキャストコンクリートで構成された四角柱であり、鉛直方向に延びるとともに、下面が柱梁仕口部１６の上面に接合されている。また、上部柱１４は、鉛直方向に配筋された複数の柱主筋２８と、柱主筋２８に巻掛けられた複数のせん断補強筋３０と、を有している。

また、上部柱１４の下面には、複数の機械式継手３２が埋設されており、後述する柱梁仕口部１６のシース管３４に挿通された下部柱１２の柱主筋２４と、上部柱１４の柱主筋２８とが、機械式継手３２によって接続されている。

柱梁仕口部１６は、プレキャストコンクリートで構成された角形のブロック形状の部材であり、側面が上部柱１４及び下部柱１２の側面とそれぞれ同一面とされている。また、柱梁仕口部１６には、鉛直方向に延びるとともに、下部柱１２の柱主筋２４がそれぞれ挿通された複数のシース管３４が設けられている。

一体梁１８は、柱梁仕口部１６の一側面から水平方向に延びるとともに、プレキャストコンクリートによって柱梁仕口部１６と一体的に構成されている。一方、接合梁２０は、プレキャストコンクリートで構成されており、水平方向に延びるとともに、一体梁１８が位置する柱梁仕口部１６の一側面に対向する側面（以下、「接合面１６Ａ」と呼ぶ。）に接合されている。

一体梁１８は、一体梁１８と柱梁仕口部１６とに跨って配筋され、一体梁１８の上部及び下部にそれぞれ鉛直方向に間隔をあけて並設された複数の接合鉄筋３６と、上下の接合鉄筋３６に巻掛けられ、接合鉄筋３６の長手方向（水平方向）に互いに間隔をあけて配置された複数のせん断補強筋３８と、を有している。

また、柱梁仕口部１６の接合面１６Ａ（接合面１６Ａの柱梁仕口部１６側）には、複数の機械式継手４０が埋設されており、接合鉄筋３６の柱梁仕口部１６側の端部は、それぞれ機械式継手４０に接続されている。

さらに、一体梁１８には、一体梁１８の端部と柱梁仕口部１６とに跨って複数の補強筋４２が配筋されている。本実施形態では、補強筋４２は、接合鉄筋３６に沿って水平方向に延びるとともに、上下の接合鉄筋３６の間に鉛直方向に間隔をあけて上下二段に配筋されている。

また、補強筋４２の一体梁１８側の端部には、定着部としての機械式定着板４４が設けられており、機械式定着板４４によって補強筋４２が一体梁１８の端部に定着されている。一方、柱梁仕口部１６の接合面１６Ａ（接合面１６Ａの柱梁仕口部１６側）には、複数の機械式継手４６が埋設されており、補強筋４２の柱梁仕口部１６側の端部は、それぞれ機械式継手４６に接続されている。

接合梁２０は、水平方向に配筋されて接合梁２０の上部及び下部にそれぞれ鉛直方向に間隔をあけて並設された複数の梁主筋４８と、上下の梁主筋４８に巻掛けられ、梁主筋４８の長手方向（水平方向）に互いに間隔をあけて配置された複数のせん断補強筋５０と、を有している。

接合梁２０の梁主筋４８の柱梁仕口部１６側の端部は、接合梁２０の柱梁仕口部１６との接合面２０Ａ（端面）に突設されており、柱梁仕口部１６の接合面１６Ａに埋設された機械式継手４０に接続されることで接合鉄筋３６に接続されている。

さらに、接合梁２０の柱梁仕口部１６側の端部には、複数の補強筋５２が配筋されている。本実施形態では、補強筋５２は、梁主筋４８に沿って水平方向に延びるとともに、上下の梁主筋４８の間に鉛直方向に間隔をあけて上下二段に配筋されている。

また、補強筋５２の接合梁２０の中央部側の端部には、定着部としての機械式定着板５４が設けられており、機械式定着板５４によって補強筋５２が接合梁２０の端部に定着されている。一方、補強筋５２の柱梁仕口部１６側の端部は、接合梁２０の柱梁仕口部１６との接合面２０Ａ（端面）に突設されており、柱梁仕口部１６の接合面１６Ａに埋設された機械式継手４６に接続されることで、補強筋４２に接続されている。

図１に示すように、本実施形態では、一体梁１８の端部から接合梁２０の端部にわたって設けられた補強筋４２、５２と、補強筋４２、５２の端部にそれぞれ設けられた機械式定着板４４、５４と、によってヒンジリロケーション手段５６が構成されている。このヒンジリロケーション手段５６（補強筋４２、５２及び機械式定着板４４、５４）によって補強されることにより、一体梁１８の端部及び接合梁２０の端部がそれぞれ非降伏ヒンジ領域Ｒとされている。

換言すれば、一体梁１８の端部及び接合梁２０の端部に、それぞれ非降伏ヒンジ領域Ｒが設けられている。なお、本発明において「非降伏ヒンジ領域」とは、剛性化されることで、梁の他の領域に比べて所定の曲げに対して塑性変形（及び弾性変形）が生じ難くされた領域を指す。

なお、図１に一点鎖線Ｐで示すように、一般的に、非降伏ヒンジ領域Ｒでは、補強筋４２、５２の端部（機械式定着板４４、５４）から所定の距離内側の位置まで降伏ヒンジ領域が伸展する、いわゆる「降伏ヒンジ領域の入り込み」が生じることがある。

このため、本実施形態では、「降伏ヒンジ領域の入り込み」が柱梁仕口部１６内まで達しないように、補強筋４２、５２の端部位置（機械式定着板４４、５４の位置）が柱梁仕口部１６から所定の距離以上離れた位置とされている。これにより、柱梁仕口部１６に埋設された機械式継手４０、４６は、全体が非降伏ヒンジ領域Ｒ内において降伏ヒンジ領域が伸展しない位置に設けられている。

（施工手順）
次に、本実施形態の柱梁接合部構造１０の施工手順について説明する。まず、図２に示すように、プレキャストコンクリート造の下部柱１２、上部柱１４、及び接合梁２０を予め工場等で製作しておく。また、柱梁仕口部１６と一体梁１８とを、予め工場等でプレキャストコンクリートによって一体形成しておく。

このとき、上部柱１４に配筋された柱主筋２８を、上部柱１４の下面に埋設された機械式継手３２に予め挿入しておく。同様に、一体梁１８に配筋された接合鉄筋３６及び補強筋４２を、柱梁仕口部１６の接合面１６Ａに埋設された機械式継手４０、４６に予め挿入しておく。

次に、現場にて、柱梁仕口部１６のシース管３４に挿通した下部柱１２の柱主筋２４を、上部柱１４に埋設された機械式継手３２に挿入する。そして、機械式継手３２内に図示しないグラウト等の充填材を充填して固化させることで、機械式継手３２によって柱主筋２４、２８同士を接続し、上部柱１４、下部柱１２、及び柱梁仕口部１６を接合する。

このとき、図１に示すように、上部柱１４の下面と柱梁仕口部１６の上面との間、及び下部柱１２の上面と柱梁仕口部１６の下面との間に、それぞれグラウト等の充填材を充填することで、上部柱１４と柱梁仕口部１６の間、及び下部柱１２と柱梁仕口部１６の間にそれぞれ横目地５８を形成する。

また、柱梁仕口部１６の接合面１６Ａに埋設された機械式継手４０に、接合梁２０の接合面２０Ａ（端面）に突設された梁主筋４８を挿入する。そして、機械式継手４０内に図示しないグラウト等の充填材を充填して固化させることで、機械式継手４０によって接合鉄筋３６と梁主筋４８を接続する。

同様に、柱梁仕口部１６の接合面１６Ａに埋設された機械式継手４６に、接合梁２０の接合面２０Ａ（端面）に突設された補強筋５２を挿入する。そして、機械式継手４６内に図示しないグラウト等の充填材を充填して固化させることで、機械式継手４６によって補強筋４２、５２同士を接続する。

そして、図１に示すように、接合梁２０の接合面２０Ａと柱梁仕口部１６の接合面１６Ａとの間に、グラウト等の充填材を充填することで、接合梁２０と柱梁仕口部１６との間に縦目地６０を形成し、接合梁２０と柱梁仕口部１６を接合する。なお、上記の手順は一例であり、手順が異なっていたり、他の手順が含まれたりしても構わない。

（作用、効果）
本実施形態の柱梁接合部構造１０によれば、柱梁仕口部１６が一体梁１８と一体化されている。このため、柱梁仕口部１６に一体梁１８及び接合梁２０をそれぞれ接合する構成と比較して、機械式継手４０、４６の数や機械式継手４０、４６に充填される充填材の量を減らすことができ、施工性を向上させることができる。

また、上部柱１４、下部柱１２、柱梁仕口部１６、一体梁１８、及び接合梁２０が全てプレキャストコンクリートで構成されている。このため、上部柱１４、下部柱１２、柱梁仕口部１６、一体梁１８、及び接合梁２０をそれぞれ現場で構築する場合と比較して、現場での作業を減らすことができる。

また、本実施形態によれば、一体梁１８の端部から接合梁２０の端部にわたって設けられたヒンジリロケーション手段５６により、一体梁１８の端部及び接合梁２０の端部が補強されて非降伏ヒンジ領域Ｒとされている。このため、梁主筋４８と接合鉄筋３６とを接続する機械式継手４０、及び補強筋４２、５２同士を接続する機械式継手４６を、それぞれ接合梁２０と柱梁仕口部１６との接合部に設けることができる。

特に本実施形態によれば、一体梁１８の端部と柱梁仕口部１６、及び接合梁２０の端部と柱梁仕口部１６とにそれぞれ跨って配筋された補強筋４２、５２と、補強筋４２、５２の端部に設けられた機械式定着板４４、５４と、でヒンジリロケーション手段５６が構成されている。このため、端部に機械式定着板４４、５４が設けられた補強筋４２、５２によって、一体梁１８の端部及び接合梁２０の端部をそれぞれ容易に非降伏ヒンジ領域Ｒとすることができる。

また、本実施形態によれば、柱梁仕口部１６に機械式継手４０、４６が埋設されている。すなわち、接合梁２０と柱梁仕口部１６の接合面１６Ａ、２０Ａにおける柱梁仕口部１６側に機械式継手４０、４６が埋設されている。このため、接合面１６Ａ、２０Ａの接合梁２０側に機械式継手４０、４６が埋設されている構成と比較して、機械式継手４０、４６を接合梁２０の降伏ヒンジ位置からより離すことができる。

ここで、図３（Ａ）に比較例として、梁７２の端部に非降伏ヒンジ領域Ｒが設けられていない従来の柱梁接合部構造７０を示す。従来の柱梁接合部構造７０において、プレキャストコンクリート造の梁７２とプレキャストコンクリート造の柱梁仕口部７４とを接合する場合、一般的に、降伏ヒンジ領域を避けた位置、すなわち梁７２の端部から梁成以上離れた位置に機械式継手を設ける必要がある。

このため、柱梁接合部構造７０を構成する梁７２や柱梁仕口部７４が、外面に煉瓦タイル２２が取付けられた煉瓦タイル仕上げとされている場合、梁７２の中央部等のタイル割りとは関係のない位置に縦目地７６（梁７２と柱梁仕口部７４との接合部）が位置し、デザイン性が損なわれることがあった。

一方、本実施形態の柱梁接合部構造１０によれば、図１に示すように、接合梁２０の端部に非降伏ヒンジ領域Ｒが設けられているため、接合梁２０の端部と柱梁仕口部１６との接合部に機械式継手４０、４６を設けることができる。すなわち、プレキャストコンクリート造の接合梁２０とプレキャストコンクリート造の柱梁仕口部１６との接合面１６Ａ、２０Ａを上部柱１４及び下部柱１２の側面と同一面とすることができる。

このため、図３（Ｂ）に示すように、縦目地６０を接合梁２０の際に位置させることができ、従来の柱梁接合部構造７０と比較して、デザイン性が損なわれることを防ぐことができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明について実施形態の一例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。

上記実施形態では、補強筋４２、５２及び機械式定着板４４、５４によってヒンジリロケーション手段５６が構成されていた。しかし、ヒンジリロケーション手段５６は、一体梁１８の端部及び接合梁２０の端部を補強することにより、一体梁１８及び接合梁２０の端部にそれぞれ非降伏ヒンジ領域Ｒを形成することができる構成とされていれば実施形態には限らない。

このため、例えば一体梁１８及び接合梁２０の端部の梁主筋４８及び接合鉄筋３６を、一体梁１８及び接合梁２０の中央部の梁主筋４８及び接合鉄筋３６より高強度とする、又は径を太くすることで、ヒンジリロケーション手段を構成してもよい。

また、上記実施形態では、補強筋４２、５２の端部に定着部としての機械式定着板４４、５４が接合されていたが、定着部は少なくとも補強筋４２、５２を一体梁１８及び接合梁２０の端部に定着させることができる構成とされていればよい。このため、例えば上下の補強筋４２、５２の端部を繋げて横Ｕ字状としたり、補強筋４２、５２の端部をフック状に折曲げたりすることで、定着部を構成してもよい。

また、上記実施形態では、機械式継手４０、４６が柱梁仕口部１６に埋設されていたが、機械式継手４０、４６は少なくとも接合梁２０と柱梁仕口部１６の接合部に設けられていればよく、接合面１６Ａ、２０Ａの接合梁２０側に設けられていてもよい。その場合、降伏ヒンジ領域が機械式継手４０、４６まで伸展しないように、補強筋４２、５２の端部位置（機械式定着板４４、５４の位置）を機械式継手４０、４６から十分に離れた位置とすることが好ましい。

さらに、上記実施形態では、柱梁接合部構造１０が、２本の柱（上部柱１４及び下部柱１２）を有しており、立面視で十字形とされていた。しかし、柱梁接合部構造１０は、少なくとも柱梁仕口部１６と一体化された一体梁１８と、柱梁仕口部１６に接合された接合梁２０とを有していればよく、例えば立面視でＴ字形（下部柱、一体梁、及び接合梁を有する構成）等とされていてもよい。

また、上記実施形態では、一体梁１８と接合梁２０が、柱梁仕口部１６の対向する側面（一側面と接合面１６Ａ）にそれぞれ配置されていたが、柱梁仕口部１６の隣合う側面にそれぞれ配置されていてもよい。さらに、柱梁仕口部１６の側面に第２の梁としての複数（２本又は３本）の接合梁が接合されていてもよい。

１０柱梁接合部構造
１２下部柱（柱の一例）
１４上部柱（柱の一例）
１６柱梁仕口部
１６Ａ、２０Ａ接合面
１８一体梁（第１の梁の一例）
２０接合梁（第２の梁の一例）
３６接合鉄筋
４０、４６機械式継手
４２、５２補強筋
４４、５４機械式定着板（定着部の一例）
４８梁主筋
５６ヒンジリロケーション手段
Ｒ非降伏ヒンジ領域

Claims

第１の梁と一体化され、第２の梁が接合されたプレキャストコンクリート造の柱梁仕口部と、
前記第２の梁と前記柱梁仕口部との接合部に設けられ、前記第２の梁に配筋された梁主筋と前記柱梁仕口部に配筋された接合鉄筋とを接続する機械式継手と、
前記第１の梁の端部及び前記第２の梁の端部が非降伏ヒンジ領域となるよう前記第１の梁の端部から前記第２の梁の端部にわたって補強するヒンジリロケーション手段と、
を有する柱梁接合部構造。
前記ヒンジリロケーション手段は、前記第１の梁の端部と前記柱梁仕口部、及び前記第２の梁の端部と前記柱梁仕口部とにそれぞれ跨って配筋された補強筋と、前記補強筋の前記第１の梁側の端部及び前記第２の梁側の端部にそれぞれ設けられた定着部と、で構成されている、請求項１に記載の柱梁接合部構造。
前記柱梁仕口部と前記第２の梁との接合面は、前記柱梁仕口部に接合される柱の側面と同一面とされており、
前記機械式継手は、前記接合面の前記柱梁仕口部側に埋設されている、
請求項１又は２に記載の柱梁接合部構造。