JP7265417B2 - 柱梁接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁とを接合するための柱梁接合方法に関する。

上記の柱梁接合方法として、鉄筋コンクリート柱が建て込まれ、前記鉄筋コンクリート柱の外周面に備えられるブラケットに鉄骨梁の端部が載置され、前記鉄骨梁の端部の下フランジと前記ブラケットとが接合手段にて接合される方法が知られている。このような柱梁接合方法では、鉄骨梁の端部と鉄筋コンクリート柱とをピン接合にて接合することができ、鉄筋コンクリート柱に曲げ応力が伝達されるのを回避してスリムな柱断面を実現することができる。

特許文献１には、この種の柱梁接合方法において、鉄筋コンクリート柱が、ブラケット固定用の複数本のアンカーボルトが埋設されたプレキャストコンクリート製（ＰＣａ製）の柱部材として構成される点が開示されている。この特許文献１の柱梁接合方法では、建方工事において、重機等でＰＣａ製の柱部材を建て込む形態で鉄筋コンクリート柱が建て込まれ、その建て込まれた鉄筋コンクリート柱の外周面のアンカーボルトを使用し、鉄筋コンクリート柱の外周面に対して位置調整を行いながらブラケットが固定される。そして、そのブラケットに鉄骨梁の端部が載置され、鉄骨梁の端部の下フランジとブラケットとがボルト及びナット（接合手段の一例）にて接合される。

特許第４２３５０７９号公報

特許文献１の柱梁接合方法では、鉄筋コンクリート柱をＰＣａ柱部材で構成する分、建方工事において作業性を向上させて省人化と短工期化が図られているが、作業性を更に向上させて更なる省人化と短工期化を図ることが望まれている。
ちなみに、この特許文献１記載の柱梁接合方法では、鉄筋コンクリート柱の外周面に埋設された比較的長尺なアンカーボルトにより、引張力だけでなく、せん断力も、ブラケットから鉄筋コンクリート柱に伝達するので、比較的長尺なアンカーボルトの本数が多くなり、コスト面で不利になる。また、柱内部の納まり（柱断面）も複雑になり、ＰＣａ柱部材の製作時にアンカーボルトと柱鉄筋との干渉を避けるのに手間がかかるという不都合もある。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、建方工事において作業性を更に向上させて更なる省人化と短工期化を図ることができる柱梁接合方法を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、鉄筋コンクリート柱が建て込まれ、前記鉄筋コンクリート柱の外周面に備えられるブラケットに鉄骨梁の端部が載置され、前記鉄骨梁の端部の下フランジと前記ブラケットとが接合手段にて接合される柱梁接合方法であって、
前記鉄筋コンクリート柱が、前記ブラケットの鉄筋コンクリート柱側を埋め込む状態で前記ブラケットが予め外周面に一体的に備えられたプレキャストコンクリート製のブラケット付き柱部材として構成され、
前記ブラケットの鉄筋コンクリート柱側には、前記鉄筋コンクリート柱の外周面に埋め込まれて前記鉄筋コンクリート柱にせん断力を伝達するせん断力伝達部材と、前記鉄筋コンクリート柱の外周面に前記せん断力伝達部材よりも深く埋め込まれて前記鉄筋コンクリート柱に引張力を伝達する引張力伝達部材とが備えられ、
前記引張力伝達部材が、前記ブラケットの上方側部位に配置され、
前記ブラケットには、上フランジと、前記上フランジの鉄筋コンクリート柱側と鉄骨梁側との間の中間部から下方に延びるウェブとが備えられ、
前記ブラケットの前記上フランジは、それの鉄筋コンクリート柱側が前記鉄筋コンクリート柱の外周面に埋め込み自在な埋設板部として構成され、それの鉄骨梁側が前記鉄骨梁を載置自在な載置板部として構成され、
前記ブラケットの前記ウェブの鉄筋コンクリート柱側の表面には、前記せん断力伝達部材としての第１棒状部材が、当該ウェブの前記表面から立ち上がる姿勢で溶接固定され、
前記ブラケットの前記上フランジの前記埋設板部の上面又は下面には、前記引張力伝達部材としての第２棒状部材が、当該埋設板部の上面又は下面に沿わせた姿勢で溶接固定される点にある。

本構成によれば、建方工事において、重機等でブラケット付き柱部材を建て込む形態で鉄筋コンクリート柱を建て込み、その建て込まれた鉄筋コンクリート柱の外周面のブラケットに鉄骨梁の端部を載置し、鉄骨梁の端部の下フランジとブラケットとを接合手段にて接合する。そのため、建方工事において鉄筋コンクリート柱の外周面にブラケットを固定する作業を無くすことができる。よって、建方工事において作業性を更に向上させて更なる省人化と短工期化を図ることができる

更に、本構成によれば、鉄筋コンクリート柱の外周面に埋め込まれて鉄筋コンクリート柱にせん断力を伝達するせん断力伝達部材として、鉄筋コンクリート柱の外周面にせん断力伝達部材よりも深く埋め込まれて鉄筋コンクリート柱に引張力を伝達する引張力伝達部材に比べて、長さの短い部材を用いることができる。よって、鋼材量等を削減してコストダウンを図ることができるとともに、柱内部の納まり（柱断面）を単純化してブラケット付き柱部材の製作に関する作業性も向上することができる。更に、引張力伝達部材が、引張力が最も作用するブラケットの上方側部位に配置されるので、鉄筋コンクリート柱に引張力を適切に伝達することができる。

また、本構成によれば、ブラケットのウェブの鉄筋コンクリート柱側の面には、せん断力伝達部材としてのスタッド等の第１棒状部材の端部の縁部を溶接する等により、せん断力に耐え得るように第１棒状部材を適切に溶接固定することができる。また、ブラケットの上フランジの鉄筋コンクリート柱側の埋設板部の上面又は下面には、引張力伝達部材としての第２棒状部材を沿わせて、その端部から所定長さの範囲の外周面を溶接する等により、引き抜き力に耐え得るように第２棒状部材を適切に溶接固定することができる。更に、ブラケットの上フランジの鉄骨梁側の載置板部には、鉄骨梁を適切に載置させることができる。よって、鉄筋コンクリート柱の外周面で鉄骨梁の端部が載置されるブラケットを効率良く構成することができる。

本発明の第２特徴構成は、前記ブラケットには、前記鉄骨梁を載置自在な載置板部が備えられ、
前記接合手段が、前記鉄骨梁の前記下フランジと前記ブラケットの前記載置板部とを締め付けて固定自在なボルト及びナットにて構成され、
前記鉄骨梁の前記下フランジ及び前記ブラケットの前記載置板部には、前記ボルトの軸部を挿通自在な挿通孔が備えられ、
前記鉄骨梁の前記下フランジの前記挿通孔と、前記ブラケットの前記載置板部の前記挿通孔との少なくとも一方が、前記鉄骨梁の長さ方向に長い長孔として構成される点にある。

本構成によれば、建方工事において、建て込まれた鉄筋コンクリート柱の外周面のブラケットの載置板部に鉄骨梁の端部を載置し、鉄骨梁の端部の下フランジとブラケットの載置板部とを接合手段としてのボルト及びナットにて締め付けることで、鉄骨梁の端部とブラケットとを接合することができる。
このとき、接合手段としてのボルトの軸部が挿通される鉄骨梁の下フランジの挿通孔とブラケットの載置板部のボルト用の挿通孔との少なくとも一方が、鉄骨梁の長さ方向に長い長孔として構成されるので、その長孔に沿って、鉄骨梁の下フランジとブラケットの載置板部との鉄骨梁の長さ方向での相対位置を調整することができる。
よって、鉄筋コンクリート柱として、ブラケットが予め外周面に一体的に備えられたプレキャストコンクリート製のブラケット付き柱部材を使用しながらも、鉄骨梁の端部を適切な位置に簡単に配置することができる。また、当該長孔は、建物の使用開始後において柱梁仕口部の変形を吸収する融通としても機能させることができる。

本発明の第３特徴構成は、前記鉄骨梁は、前記ブラケットに接合される端部の梁せいが、前記ブラケットに接合されない中間部の梁せいよりも小に構成される点にある。

本構成によれば、鉄骨梁の端部の梁せいを中間部の梁せいよりも小にすることで、鉄骨梁から鉄筋コンクリート柱に曲げ応力が伝達されるのを一層抑制して更にスリムな柱断面を実現することができる。

柱梁接合方法を模式的に示す図 建物の柱梁仕口部の縦断面を模式的に示す図 建物の柱梁仕口部の横断面を模式的に示す図

本発明の柱梁接合方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
この柱梁接合方法は、図１及び図２に示すように、鉄骨梁３の端部３Ａと鉄筋コンクリート柱１とをピン接合にて接合する方法であり、鉄筋コンクリート柱１が建て込まれ、その鉄筋コンクリート柱１の外周面に備えられる鉄骨製のブラケット２に鉄骨梁３の端部３Ａが載置され、その鉄骨梁３の端部３Ａの下フランジ３２とブラケット２とが接合手段４（図２参照）にて接合される。この接合状態では、鉄骨梁３の端部３Ａの端面と鉄筋コンクリート柱１の外周面との間に隙間Ｓ１が形成される。鉄骨梁３の上には、鉄筋コンクリート製のスラブ５（図２参照）が構築される。

本実施形態では、鉄骨梁３は、その端部３Ａの下方側にブラケット２の全体を内部に配置可能な凹部Ｓ２を形成する状態で、ブラケット２に接合される端部３Ａの梁せいＨａが、ブラケット２に接合されない中間部３Ｂの梁せいＨｂよりも小に構成される。鉄骨梁３は、上フランジ３１、端部３Ａの下フランジ３２、中間部３Ｂの下フランジ３３、ウェブ３４、縦スチフナ３５，３６等を一体的に備えて構成される。そのため、鉄骨梁３の端部３Ａと鉄筋コンクリート柱１との接合状態で、鉄骨梁３から鉄筋コンクリート柱１に曲げ応力が伝達されるのを抑制できるとともに、ブラケット２が鉄骨梁３の下面から下方に突出するのを回避して柱梁仕口部の仕上げ等を納まり良く構成することができる。
鉄筋コンクリート柱１は、図３に示すように、鉄骨梁３の長さ方向Ｘを長辺方向とする長方形断面のスリムな四角柱状に構成されている。

そして、この柱梁接合方法では、図１～図３に示すように、鉄筋コンクリート柱１が、ブラケット２の鉄筋コンクリート柱１側を埋め込む状態でブラケット２が予め外周面に一体的に備えられたプレキャストコンクリート製のブラケット付き柱部材Ｍとして構成される。ブラケット付き柱部材Ｍは、製作工場や敷地内の製作サイト等にて建方工事に先立って製作される。
そのため、建方工事において鉄筋コンクリート柱１の外周面にブラケット２を固定する作業を無くすことができ、建方工事の作業性を更に向上させて更なる省人化と短工期化を図ることができる。

ブラケット付き柱部材Ｍにおいて、ブラケット２の鉄筋コンクリート柱１側には、鉄筋コンクリート柱１の外周面に鉄骨梁３の長さ方向Ｘに沿って埋め込まれて鉄筋コンクリート柱１にせん断力を伝達するせん断力伝達部材２１と、鉄筋コンクリート柱１の外周面に鉄骨梁３の長さ方向Ｘに沿ってせん断力伝達部材２１よりも深く埋め込まれて鉄筋コンクリート柱１に引張力を伝達する引張力伝達部材２２とが備えられている。図示例では、引張力伝達部材２２の埋め込み深さは、長方形断面の鉄筋コンクリート柱１の短辺寸法よりも大となっている（図３参照）。

せん断力伝達部材２１は、ブラケット２の鉄筋コンクリート柱１側における上下中間部位及び下方側部位に配置される複数本のスタッドボルト２１Ａ（第１棒状部材の一例）にて構成される。
引張力伝達部材２２は、ブラケット２の鉄筋コンクリート柱１側における上方側部位に配置される複数本のアンカーボルト２２Ａ（第２棒状部材の一例）にて構成される。アンカーボルト２２Ａは、引張力が最も作用するブラケット２の上方側部位から鉄筋コンクリート柱１に引張力を適切に伝達する。

具体的には、ブラケット２には、略水平な上フランジ２４と、上フランジ２４の鉄筋コンクリート柱１側と鉄骨梁３側との間の中間部から鉄筋コンクリート柱１の外周面に沿う姿勢で下方に延びるウェブ２５とを一体的に有するブラケット本体２３が備えられる。ブラケット本体２３は、梁幅方向Ｙに沿うＨ型鋼の下フランジを切断除去したカットＴ型鋼等から構成される。このブラケット本体２３には、上フランジ２４の鉄骨梁３側の下面とウェブ２５の鉄骨梁３側の面とに亘る縦姿勢の補強板２６が溶接固定される。補強板２６は、ブラケット本体２３における左右中央部（鉄骨梁３の幅方向Ｙ（図３参照）の中央部）に配置される。

ブラケット本体２３の上フランジ２４は、それの鉄筋コンクリート柱１側が鉄筋コンクリート柱１の外周面に埋め込み自在な埋設板部２４Ａとして構成され、それの鉄骨梁３側が鉄骨梁３を上面に載置自在な載置板部２４Ｂとして構成される。なお、図２に示すように、ブラケット本体２３のウェブ２５は、それの鉄骨梁３側の面が鉄筋コンクリート柱１の外周面と面一になる状態で略全体が鉄筋コンクリート柱１の外周面に埋め込まれる。

図３に示すように、上フランジ２４の鉄筋コンクリート柱１側の埋設板部２４Ａの左右両側部（鉄骨梁３の幅方向Ｙの両側部）には、鉄筋コンクリート柱１の外周面に埋め込まれた状態で鉄筋コンクリート柱１の柱主筋１１との干渉を回避するための切り欠き２４ｂが形成される。
そして、この埋設板部２４Ａの上面には、引張力伝達部材２２としての複数本のアンカーボルト２２Ａが、当該埋設板部２４Ａの上面に沿わせた姿勢で溶接固定される。アンカーボルト２２Ａは、その端部から軸方向に沿って所定長さ範囲に亘って外周面を埋設板部２４Ａの上面と溶接する等により、引き抜き力に耐え得るように適切に溶接固定される。本実施形態では、一対のアンカーボルト２２Ａが、左右方向（鉄骨梁３の幅方向Ｙ）で間隔を空けて平行に並ぶ状態で備えられる。

図１に示すように、ブラケット本体２３のウェブ２５の鉄筋コンクリート柱１側の面には、せん断力伝達部材２１としての複数本のスタッドボルト２１Ａが、当該ウェブ２５の鉄筋コンクリート柱１側の面から立ち上がる姿勢で溶接固定される。スタッドボルト２１Ａは、その端部の縁部をウェブ２５の鉄筋コンクリート柱１側の面に溶接する等により、せん断力に耐え得るように適切に溶接固定される。本実施形態では、左右方向（鉄骨梁３の幅方向Ｙ）で間隔を空けて平行に並ぶ一対のスタッドボルト２１Ａの複数組（図示例では４組）が上下方向に間隔を空けて備えらえる。各スタッドボルト２１Ａは、鉄筋コンクリート柱１の外周面に埋め込まれた状態で鉄筋コンクリート柱１の柱主筋１１と干渉しないように、ブラケット本体２３のウェブ２５の鉄筋コンクリート柱１側の面における左右両側部（鉄骨梁３の幅方向Ｙの両側部）から外れた中央側に配置される。

接合手段４は、鉄骨梁３の端部３Ａの下フランジ３２とブラケット２の載置板部２４Ｂとを締め付けて固定自在なボルト４１及びナット４２にて構成される。
鉄骨梁３の端部３Ａの下フランジ３２の左右の二箇所、及び、ブラケット２の載置板部２４Ｂの左右の二箇所には、ボルト４１の軸部を上下方向に沿って挿通自在な挿通孔３１ａ，２４ａが貫通形成されている。

本実施形態では、鉄骨梁３の端部３Ａの下フランジ３２の挿通孔３１ａ（一方の挿通孔３１ａ）が、鉄骨梁３の長さ方向Ｘに長い長孔として構成され、ブラケット２の載置板部２４Ｂの挿通孔３１ａ（他方の挿通孔２４ａ）がボルト４１の軸部より僅かに大径の真円孔として構成される。
ちなみに、上記とは逆に、一方の挿通孔３１ａが真円孔として構成され、他方の挿通孔２４ａが上述の長孔として構成されていたり、両方の挿通孔３１ａ，２４ａが上述の長孔として構成されていてもよい。要するに、両挿通孔３１ａ，２４ａのうちの少なくとも一方が鉄骨梁３の長さ方向Ｘに長い上述の長孔として構成されていればよい。

この柱梁接合方法の具体的な手順（工程）としては、図１に示すように、まず、建方工事において、重機等で揚重してブラケット付き柱部材Ｍを建て込む形態で鉄筋コンクリート柱１を建て込む。次いで、建て込まれた鉄筋コンクリート柱１の外周面のブラケット２の載置板部２４Ｂの上面に鉄骨梁３の端部３Ａを載置する。
その後、鉄骨梁３の長さ方向Ｘに長い長孔として構成された鉄骨梁３の端部３Ａの挿通孔３１ａに沿って、鉄骨梁３の端部３Ａの下フランジ３２とブラケット２の載置板部２４Ｂとの相対位置を調整しつつ、鉄骨梁３の端部３Ａの下フランジ３２とブラケット２の載置板部２４Ｂとを接合手段４としてのボルト４１及びナット４２にて締め付ける。
このようにして、鉄骨梁３の端部３Ａと鉄筋コンクリート柱１とを適切な姿勢で簡単に接合することができ、建方工事の更なる省人化と短工期化を図ることができる。

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記実施形態では、アンカーボルト２２Ａ（第２棒状部材）が、ブラケット２の上フランジ２４の埋設板部２４Ａの上面に沿わせた姿勢で当該上面に溶接固定される場合を例に示したが、埋設板部２４Ａの下面に沿わせた姿勢で当該下面に溶接固定されてもよい。

（２）上記実施形態では、鉄骨梁３は、ブラケットに接合される端部３Ａの梁せいＨａが、ブラケットに接合されない中間部３Ｂの梁せいＨｂよりも小に構成される場合を例に示したが、端部３Ａの梁せいＨａと中間部３Ｂの梁せいＨｂが同一に構成されてもよい。

１ 鉄筋コンクリート柱
２ ブラケット
２１ せん断力伝達部材
２１Ａ スタッドボルト（第１棒状部材）
２２ 引張力伝達部材
２２Ａ アンカーボルト（第２棒状部材）
２４ 上フランジ
２４Ａ 埋設板部
２４Ｂ 載置板部
２４ａ 挿通孔
２５ ウェブ
３ 鉄骨梁
３Ａ 端部
３Ｂ 中間部
３１ 上フランジ
３１ａ 挿通孔
３２ 下フランジ
３３ 下フランジ
３４ ウェブ
４ 接合手段
４１ ボルト
４２ ナット
Ｍ ブラケット付き柱部材

Claims (3)

1. 鉄筋コンクリート柱が建て込まれ、前記鉄筋コンクリート柱の外周面に備えられるブラケットに鉄骨梁の端部が載置され、前記鉄骨梁の端部の下フランジと前記ブラケットとが接合手段にて接合される柱梁接合方法であって、
   前記鉄筋コンクリート柱が、前記ブラケットの鉄筋コンクリート柱側を埋め込む状態で前記ブラケットが予め外周面に一体的に備えられたプレキャストコンクリート製のブラケット付き柱部材として構成され、
   前記ブラケットの鉄筋コンクリート柱側には、前記鉄筋コンクリート柱の外周面に埋め込まれて前記鉄筋コンクリート柱にせん断力を伝達するせん断力伝達部材と、前記鉄筋コンクリート柱の外周面に前記せん断力伝達部材よりも深く埋め込まれて前記鉄筋コンクリート柱に引張力を伝達する引張力伝達部材とが備えられ、
   前記引張力伝達部材が、前記ブラケットの上方側部位に配置され、
   前記ブラケットには、上フランジと、前記上フランジの鉄筋コンクリート柱側と鉄骨梁側との間の中間部から下方に延びるウェブとが備えられ、
   前記ブラケットの前記上フランジは、それの鉄筋コンクリート柱側が前記鉄筋コンクリート柱の外周面に埋め込み自在な埋設板部として構成され、それの鉄骨梁側が前記鉄骨梁を載置自在な載置板部として構成され、
   前記ブラケットの前記ウェブの鉄筋コンクリート柱側の表面には、前記せん断力伝達部材としての第１棒状部材が、当該ウェブの前記表面から立ち上がる姿勢で溶接固定され、
   前記ブラケットの前記上フランジの前記埋設板部の上面又は下面には、前記引張力伝達部材としての第２棒状部材が、当該埋設板部の上面又は下面に沿わせた姿勢で溶接固定される柱梁接合方法。
2. 前記ブラケットには、前記鉄骨梁を載置自在な載置板部が備えられ、
   前記接合手段が、前記鉄骨梁の前記下フランジと前記ブラケットの前記載置板部とを締め付けて固定自在なボルト及びナットにて構成され、
   前記鉄骨梁の前記下フランジ及び前記ブラケットの前記載置板部には、前記ボルトの軸部を挿通自在な挿通孔が備えられ、
   前記鉄骨梁の前記下フランジの前記挿通孔と、前記ブラケットの前記載置板部の前記挿通孔との少なくとも一方が、前記鉄骨梁の長さ方向に長い長孔として構成される請求項１記載の柱梁接合方法。
3. 前記鉄骨梁は、前記ブラケットに接合される端部の梁せいが、前記ブラケットに接合されない中間部の梁せいよりも小に構成される請求項１又は２記載の柱梁接合方法。

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