JP7532735B2 - 仕口部構造 - Google Patents

Description

本発明は、仕口部構造に関する。

建物の用途や施工効率を考慮して、建物の下層階を鉄筋コンクリート（ＲＣ）造とし、上層階を鉄骨（Ｓ）造とすることがある。鉄筋コンクリート造の下層構造物に鉄骨柱を接合する方法としては、例えば露出型柱脚を用いる方法や、柱脚の周囲にコンクリートを打設して柱脚を埋設する方法等が知られている。

例えば特許文献１には、鉄骨柱の下端部に接合されたベースプレートに、基礎コンクリートに埋設されたアンカーボルトを締結することで、鉄骨柱を基礎コンクリートに接合する露出型柱脚部接合構造が開示されている。また、特許文献２には、ハーフＰＣフーチング部材の上面に鉄骨柱を固定した後、ハーフＰＣフーチング部材の上部にコンクリートを打設することで、鉄骨柱をフーチングに埋設する建物施工方法が開示されている。

特開２０１２－７３８１号公報 特許第４５３２６７７号公報

特許文献１に示すように、露出型柱脚を用いる場合、鉄骨柱の耐力及び剛性はベースプレートやアンカーボルトの耐力及び剛性に依存する。このため、鉄骨柱の耐力及び剛性を高めることは難しかった。また、特許文献２に示すように、鉄骨柱の周囲にコンクリートを打設する場合、鉄骨柱の周囲に配筋を行う必要があるため、露出型柱脚を用いる場合と比較して施工性が悪かった。

本発明は上記事実に鑑み、鉄骨柱の耐力及び剛性を高めるとともに、施工性を向上させることができる仕口部構造を提供することを目的とする。

第１態様に記載の仕口部構造は、上面に鉄筋が突設された鉄筋コンクリート造の下部構造物と、前記鉄筋が挿通される挿通孔が下面に設けられ、梁に接続される接続手段が側面に設けられたプレキャストコンクリート造の柱梁仕口部材と、柱脚部が前記柱梁仕口部材に埋設された鉄骨柱と、を有する。

上記構成によれば、鉄骨柱の柱脚部が柱梁仕口部材に埋設されているため、柱脚部が露出している構成と比較して、鉄骨柱の耐力及び剛性を高めることができる。また、柱梁仕口部材がプレキャストコンクリート造とされているため、鉄骨柱の柱脚部を埋設した柱梁仕口部材を予め工場等で製作することができる。このため、現場で配筋を行い、コンクリートを打設して柱梁仕口部材を製作する場合と比較して、施工性を向上させることができる。

第２態様に記載の仕口部構造は、第１態様に記載の仕口部構造であって、前記鉄骨柱の前記柱脚部の外周面には、前記鉄骨柱に作用する鉛直力を前記柱梁仕口部材に伝達する応力伝達部材が突設されている。

上記構成によれば、鉄骨柱の柱脚部の外周面に応力伝達部材が突設されているため、応力伝達部材によって鉄骨柱に作用する鉛直力を柱梁仕口部材に伝達することができる。

本発明に係る仕口部構造によれば、鉄骨柱の耐力及び剛性を高めるとともに、施工性を向上させることができる。

実施形態の一例における仕口部構造を示す分解斜視図である。 実施形態の一例における仕口部構造を示す斜視図である。 実施形態の一例における仕口部構造を示す立断面図である。 第１の変形例における仕口部構造を示す斜視図である。 第２の変形例における仕口部構造を示す立断面図である。

以下、本発明の実施形態の一例における仕口部構造について、図１～図３を用いて説明する。

（構造）
図１、図２に示すように、本実施形態の仕口部構造１０は、下部構造物の一例としての下部柱１２と、柱梁仕口部材１４と、鉄骨柱１６と、を有している。下部柱１２は、鉄筋コンクリート（ＲＣ）造の四角柱であり、複数の柱主筋１８（鉄筋）が鉛直方向に配置されて上面に突設されている。

柱梁仕口部材１４は、外形（幅）が下部柱１２の外形（幅）と略同じ大きさとされたプレキャストコンクリート造の角形ブロックであり、接続手段としての複数の接続用鉄筋２０が水平方向に配置されている。

接続用鉄筋２０の端部は、柱梁仕口部材１４の４つの側面からそれぞれ突出しており、図２に示すように、接続用鉄筋２０の端部には、例えば鉄筋コンクリート（ＲＣ）造とされた梁２２がそれぞれ接続されている。

また、図３に示すように、柱梁仕口部材１４の下面には、下部柱１２の柱主筋１８が挿通される挿通孔２４が設けられている。本実施形態では、挿通孔２４は柱梁仕口部材１４に埋設されたスリーブ管２６によって形成されており、柱梁仕口部材１４の下面及び上面の両面に開口している。

鉄骨柱１６は、例えば外形（幅）が柱梁仕口部材１４の外形より一回り小さい角形鋼管で構成されており、柱脚部１６Ａが柱梁仕口部材１４に埋設されている。また、鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａの下端には、応力伝達部材としてのベースプレート２８が接合されている。

ベースプレート２８は、外形が鉄骨柱１６の外形（幅）より大きく、かつ柱梁仕口部材１４の外形より小さくされており、鉄骨柱１６の下端の開口を覆うとともに、鉄骨柱１６の外周面から外側に突出している。なお、ベースプレート２８は、全体が柱梁仕口部材１４に埋設されている。

（施工方法）
次に本実施形態の仕口部構造１０の施工手順について説明する。まず、工場等にて、下端にベースプレート２８が接合された鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａを図示しない型枠内に配置し、型枠内における柱脚部１６Ａの周囲に複数の接続用鉄筋２０、及びスリーブ管２６を配置する。そして、型枠内にコンクリートを打設することで、プレキャストコンクリート造の柱梁仕口部材１４を製作する。

なお、このとき、図３に示すように、角形鋼管からなる鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａ内に、例えば柱梁仕口部材１４の上面と略同じ高さまでコンクリート３０を充填し、鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａをコンクリート充填鋼管（ＣＦＴ）としておくことが好ましい。

次に、現場にて、図示しない型枠内に柱主筋１８を配置し、型枠内にコンクリートを打設することで、鉄筋コンクリート（ＲＣ）造の下部柱１２を構築する。そして、下部柱１２の柱主筋１８へ柱梁仕口部材１４の挿通孔２４を上側から差込み、図２に示すように、下部柱１２と柱梁仕口部材１４の接合面及び挿通孔２４（スリーブ管２６内）にグラウト等の充填材３２を充填することで、下部柱１２の上面に柱梁仕口部材１４を接合する。

なお、このとき、挿通孔２４を形成するスリーブ管２６の内径を、下部柱１２の柱主筋１８の外径より一回り大きくしておくことで、下部柱１２に対する柱梁仕口部材１４の水平方向の位置を調節することができる。

次に、柱梁仕口部材１４の側面の周囲に図示しない型枠を設置し、型枠内に配置した図示しない梁主筋を接続用鉄筋２０にそれぞれ接続する。そして、型枠内にコンクリートを打設することで、柱梁仕口部材１４に接合された鉄筋コンクリート（ＲＣ）造の梁２２を構築する。

以上の手順により、本実施形態の仕口部構造１０を構築することができる。なお、上記の手順は一例であり、手順の順番が異なっていたり、他の手順が含まれたりしても構わない。

（作用、効果）
本実施形態によれば、鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａが柱梁仕口部材１４に埋設されているため、露出型柱脚のように柱脚部１６Ａが露出している構成と比較して、鉄骨柱１６の耐力及び剛性を高めることができる。

また、柱梁仕口部材１４がプレキャストコンクリート造とされているため、鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａを埋設した柱梁仕口部材１４を予め工場等で製作することができる。このため、現場で配筋を行い、コンクリートを打設して柱梁仕口部材１４を製作する場合と比較して、配筋の複雑さを回避することができ、施工性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、鉄骨柱１６の外周面から外側に突出するベースプレート２８が、柱脚部１６Ａの下端に接合されているとともに、柱梁仕口部材１４に埋設されている。このため、ベースプレート２８を応力伝達部材として用い、鉄骨柱１６に作用する鉛直力を柱梁仕口部材１４にベースプレート２８を介して伝達することができる。

（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。

例えば、上記実施形態では、接続手段としての接続用鉄筋２０が柱梁仕口部材１４の側面に突設され、鉄筋コンクリート（ＲＣ）造の梁２２が接続用鉄筋２０に接続されていた。

しかし、図４に示すように、柱梁仕口部材３４の側面に突設された接続用鉄筋３６及び接続用鉄骨３８（Ｈ形鋼）によって接続手段を構成し、接続用鉄筋３６及び接続用鉄骨３８に鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造の梁４０を接続してもよい。また、柱梁仕口部材３４の側面に突設された接続手段としての接続用鉄骨４２（Ｈ形鋼）に、鉄骨（Ｓ）造の梁４４を接続してもよい。

その他、柱梁仕口部材の側面に水平方向に形成された接続手段としての図示しない挿入孔に、梁の端面から突出する梁主筋等を差込む構成としてもよい。また、柱梁仕口部材の側面に突設された接続手段としての接続用鉄筋と、プレキャストコンクリート造の梁の端面から突出する梁主筋とを、図示しない機械式継手等によって接続する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａの下端に接合されているとともに、柱梁仕口部材１４に埋設されたベースプレート２８を、鉄骨柱１６に作用する鉛直力を柱梁仕口部材１４に伝達する応力伝達部材として用いていた。しかし、応力伝達部材は必須の構成ではなく、鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａの下端にベースプレート２８は接合されていなくてもよい。

さらに、例えば図５に示すように、鉄骨柱４６の柱脚部４６Ａの下端に接合されたベースプレート４８によって柱梁仕口部材５０の下面の一部を構成するとともに、柱脚部４６Ａの外周面に複数のスタッド５２を突設する構成としてもよい。

図５に示す形態によれば、柱梁仕口部材５０を製作する際の型枠としてベースプレート４８を用いるとともに、応力伝達部材としてのスタッド５２によって鉄骨柱４６に作用する鉛直力を柱梁仕口部材５０に伝達することができる。なお、図５に示す形態において、挿通孔や接続用鉄筋の構成は、図３に示す実施形態の挿通孔２４や接続用鉄筋２０の構成と同様の構成であるため、符号及び説明を省略する。

また、上記実施形態では、鉄骨柱１６が角形鋼管で構成されていたが、鉄骨柱１６は円形鋼管やＨ形鋼等で構成されていてもよい。さらに、上記実施形態では、鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａ内に柱梁仕口部材１４の上面と略同じ高さまでコンクリート３０が充填されていた。しかし、鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａ内にコンクリート３０を充填しなくてもよく、鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａより上の位置までコンクリート３０を充填することで、鉄骨柱１６をコンクリート充填鋼管柱（ＣＦＴ柱）としてもよい。

また、上記実施形態では、柱梁仕口部材１４において、接続用鉄筋２０を鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａの周囲に配筋していた。しかし、接続用鉄筋２０の一端部（基端部）を柱脚部１６Ａの側面にそれぞれ溶接し、他端部（先端部）を柱梁仕口部材１４の側面から突出させる構成としてもよい。

さらに、例えば繊維強化コンクリートを用いてプレキャストコンクリート造の柱梁仕口部材１４を製作してもよい。これにより、柱梁仕口部材１４に埋設された鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａの耐力及び剛性をより高めることができる。なお、本実施形態では、柱梁仕口部材１４が接合される下部構造物が下部柱１２とされていたが、下部構造物は杭基礎等であってもよい。

１０ 仕口部構造
１２ 下部柱（下部構造物の一例）
１４、３４、５０ 柱梁仕口部材
１６、４６ 鉄骨柱
２０、３６ 接続用鉄筋（接続手段の一例）
２４ 挿通孔
２８ ベースプレート（応力伝達部材の一例）
３８、４２ 接続用鉄骨（接続手段の一例）
５２ スタッド（応力伝達部材の一例）

Claims (4)

1. 上面に鉄筋が突設された鉄筋コンクリート造の下部構造物と、
   下面に前記下部構造物の柱が一体化されていない角形ブロックから成るプレキャストコンクリート造の柱梁仕口部材であって、前記鉄筋が挿通される挿通孔が下面に設けられ、梁に接続される接続手段が側面に設けられるプレキャストコンクリート造の柱梁仕口部材と、
   柱脚部が前記柱梁仕口部材に埋設された鉄骨柱と、
   を有すると共に、
   前記挿通孔が前記柱梁仕口部材の上下面を貫通している仕口部構造。
2. 上面に鉄筋が突設された鉄筋コンクリート造の下部構造物と、
   下面に前記下部構造物の柱が一体化されていない角形ブロックから成るプレキャストコンクリート造の柱梁仕口部材であって、前記鉄筋が挿通される挿通孔が下面に設けられ、梁に接続される接続手段が側面に設けられるプレキャストコンクリート造の柱梁仕口部材と、
   柱脚部が前記柱梁仕口部材に埋設された鉄骨柱と、
   を有し、前記柱梁仕口部材を用いて前記下部構造物と前記鉄骨柱を接合するための仕口部構造。
3. 前記鉄骨柱の前記柱脚部の外周面には、前記鉄骨柱に作用する鉛直力を前記柱梁仕口部材に伝達する応力伝達部材が突設されている、請求項１又は請求項２に記載の仕口部構造。
4. 前記応力伝達部材が前記鉄骨柱の前記柱脚部の下端部に接合されたベースプレートである、請求項３に記載の仕口部構造。