JPH05331912A

JPH05331912A - コンクリート柱とスチール梁の混合構造

Info

Publication number: JPH05331912A
Application number: JP16838792A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yamada; 哲也山田
Original assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 1992-06-03
Filing date: 1992-06-03
Publication date: 1993-12-14

Abstract

(57)【要約】【目的】コンクリート柱に形成された接合部に、強い外
力が作用しても亀裂の発生を防ぎ得るコンクリート柱と
スチール梁の混合構造を提供する。【構成】コンクリート柱２の左右側面に、各々スチール
梁５との接続部３ａ、３ｂを突出形成し、各々の接続部
の端面に、接続用Ｈ型鋼材を固設した当接板８、８を当
接し、当接板８、接続部３ａ、コンクリート柱、接続部
３ｂ、当接板８に、それぞれを水平な方向に横貫する孔
を複数個形成し、各々の孔に、高張力鋼ワイヤ等の緊張
材６を挿貫し、該両端部を両端の当接板８、８に、当接
板を介して接続部をコンクリート柱に圧着する形で係合
し、コンクリート柱２、２間にスチール梁を、接続用Ｈ
型鋼材にスチール梁を接合する形で跨設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般的に言ってコンクリ
ート柱とスチール梁の混合構造に関し、詳述すれば、コ
ンクリート柱に形成された、コンクリート柱と梁の接合
部にプレストレスを与えることにより接合部に加わる応
力を好適に軽減し得るコンクリート柱とスチール梁の混
合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコンクリート柱とスチール梁の混
合構造は、プレストレスを与えずにコンクリート柱とス
チール梁を接合していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】コンクリート柱とスチ
ール梁の混合構造においては、コンクリート柱に形成さ
れた接合部は引張力に脆いというコンクリートの特長か
ら、引張力の加わる接合部の上部に亀裂が生じやすいと
いう問題があった。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑み、コンクリート
柱に形成された接合部において、強い引張力が加えられ
る部分でも亀裂の発生を防ぎ得るコンクリート柱とスチ
ール梁の混合構造を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】本発明は、コンクリート
柱（２）とスチール梁（５）の混合構造（１）におい
て、前記コンクリート柱（２）に、前記スチール梁
（５）を接合し得る接合部（３ａ、３ｂ、８、１０、２
１、２２、２３）を設け、前記接合部（３ａ、３ｂ、
８、１０）に、該接合部（３ａ、３ｂ、８、１０、２
１、２２、２３）を前記コンクリート柱（２）に圧着す
る形でプリストレスを与え得る圧着手段（６、６ｂ、６
ｈ）を設けて構成される。なお、（）内の番号等は、
図面における対応する要素を示す、便宜的なものであ
り、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるも
のではない。以下の〔作用〕の欄についても同様であ
る。

【０００５】

【作用】上記した構成により、本発明は、圧着手段
（６、６ｂ、６ｈ）により、接合部（３ａ、３ｂ、８、
１０、２１、２２、２３）を、コンクリート柱（２）に
圧着し得るように作用する。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明のコンクリート柱とスチール梁の混
合構造の一実施例を示す図である。図２は、図１のコン
クリート柱とスチール梁の接続部の拡大図である。図３
は、図１の緊張材を示す図である。図４は、図１のコン
クリート柱とスチール梁の接続部の側面を示すＶ矢視図
である。図５は、図１のコンクリート柱とスチールの接
合構造とは別の接合構造を用いたコンクリート柱とスチ
ール梁の混合構造を示す図である。図６は、図５のスチ
ール梁の接続部を示す図である。図１に示すコンクリー
ト柱とスチール梁の混合構造１は、互いに平行に設けら
れた二本のコンクリート柱２、２を有しており、各々の
コンクリート柱２、２には、各々のコンクリート柱２、
２の互いに対向する側面２ａ、２ａに、コンクリートに
より形作られる接続部３ａ、３ａが、互いに対向する位
置に突出形成されている。また、コンクリート柱２、２
の側面２ａ、２ａの裏面２ｂ、２ｂには、接続部３ａ、
３ａ同様の接続部３ｂ、３ｂが突出形成されており、接
続部３ａ、３ａの、互いに対向する長方形の端面３ａ
１、３ａ１には、図４に示すように、四隅に各々孔３ｃ
が穿設形成されている。即ち、孔３ｃは、図２に示すよ
うに、端面３ａ１に垂直な方向、即ち、図中左右方向に
接続部３ａ、コンクリート柱２、接続部３ｂを横貫する
形で接続部３ｂの端面３ｂ１まで貫通しており、孔３ｃ
の、接続部３ａの端面３ａ１と接続部３ｂの端面３ｂ１
間には、円筒状のスリーブ３ｄが嵌着している。スリー
ブ３ｄの孔３ｄ１には、各々、ＰＣ鋼棒等の緊張材６
が、両端部６ａ、６ｄを接続部３ａの端面３ａ１と接続
部３ｂの端面３ｂ１から突出させる形で遊貫されてお
り、端面３ａ１及び端面３ｂ１には、各々、長方形に形
成された板状の当接板８が、該当接面８ａを端面３ａ
１、３ｂ１に密着させる形で当接している。当接板８の
四隅には、図４に示すように、各々孔３ｄ１と連通する
位置に孔８ｂが形成されており、孔８ｂには、図２に示
すように、端面３ａ１、３ｂ１から突出した緊張材６の
両端部６ａ、６ｄが、各々、突出している。緊張材６の
接続部３ｂ側の端部６ａには、円環状の止め輪６ｂが嵌
着固設しており、止め輪６ｂは当接板８の、当接面８ａ
の裏面８ｃに、該裏面８ｃを押圧する形で係合してい
る。緊張材６の他方の端部６ｄには、図３に示すよう
に、雄ねじが螺刻形成されており、端部６ｄには、ナッ
ト６ｈが、当接板８の、当接面８ａの裏面８ｃを押圧す
る形で、即ち、図２に示すように、緊張材６を緊張さ
せ、二枚の当接板８によりコンクリートで形成された接
続部３ａ、３ｂをコンクリート柱２に圧着する形で螺合
している。当接板８の裏面８ｃには、接続用Ｈ型鋼材１
０が、該上フランジ１０ａ、該下フランジ１０ｂを上下
に位置させる形で裏面８ｃに垂直な方向、即ち、水平に
突出形成されており、接続用Ｈ型鋼材１０の端部には、
図２に示すように、接続用Ｈ型鋼材１０同様のＨ型鋼材
により形成されたスチール梁５の端部が、スチール梁５
を水平にして接続されている。即ち、該梁５の上フラン
ジ５ａと接続用Ｈ型鋼材１０の上フランジ１０ａは、図
２及び図４に示すように、上フランジ接続板１１ａと上
フランジ接続板１１ｂ、１１ｃにより上下から挟持され
ており、上フランジ接続板１１ａ、接続用Ｈ型鋼材１０
の上フランジ１０ａ、上フランジ接続板１１ｂ、１１ｃ
は、複数個のボルト９ａ及びナット９ｂによりボルト止
めされている。また、上フランジ接続板１１ａ、梁５の
上フランジ５ａ、上フランジ接続板１１ｂ、１１ｃも、
複数個のボルト９ａ及びナット９ｂによりボルト止めさ
れており、同様に、梁５の下フランジ５ｂと接続用Ｈ型
鋼材１０の下フランジ１０ｂは、下フランジ接続板１１
ｄと下フランジ接続板１１ｅ、１１ｆにより上下から挟
持されている。下フランジ接続板１１ｄ、接続用Ｈ型鋼
材１０の下フランジ１０ｂ、下フランジ接続板１１ｅ、
１１ｆは、複数個のボルト９ａ及びナット９ｂによりボ
ルト止めされており、下フランジ接続板１１ｄ、梁５の
下フランジ５ａ、下フランジ接続板１１ｅ、１１ｆも、
複数個のボルト９ａ及びナット９ｂによりボルト止めさ
れている。また、梁５のウェブ５ｃと接続用Ｈ型鋼材１
０のウェブ１０ｃは、ウェブ接続板１１ｇとウェブ接続
板１１ｈにより図４中左右から挟持されており、ウェブ
接続板１１ｇ、接続用Ｈ型鋼材１０のウェブ１０ｃ、ウ
ェブ接続板１１ｈは、複数個のボルト９ａ及びナット９
ｂによりボルト止めされ、ウェブ接続板１１ｇ、梁５の
ウェブ５ｃ、ウェブ接続板１１ｈも、複数個のボルト９
ａ及びナット９ｂによりボルト止めされている。これに
より、スチール梁５は、コンクリート柱２、２間に水平
に跨設されており、また、コンクリート柱２、２の接続
部３ｂ、３ｂ側にも、各々、スチール梁５、５が、前記
スチール梁５同様に接合している。

【０００７】コンクリート柱とスチール梁の混合構造１
は、以上のような構成を有するので、コンクリート柱
２、２間に、スチール梁５を跨設する際には、まず、各
々の、接続部３ａ、３ｂの端面３ａ１、３ｂ１に、それ
ぞれ、接続用Ｈ型鋼材１０を固着した当接板８を当接
し、当接板８、８、接続部３ａ、３ｂ、コンクリート柱
２を貫通する孔３ｄ１、８ｂに緊張材６を遊貫し、該緊
張材６の端部に設けられた止め輪６ｈを端面３ｂ１に設
けられた当接板８の裏面８ｃに、該裏面８ｃを押圧する
形で係合し、雄ねじが螺刻されている緊張材６の他方の
端部６ｄに、ナット６ｈを、端面３ａ１に設けられた当
接板８の裏面８ｃを押圧する形で螺合する。すると、緊
張材６が緊張し、緊張材６の両端が係合した二枚の当接
板８、８は、接続部３ａ、３ｂの端面３ａ１、３ｂ１を
挟持するので、コンクリートで形成された接続部３ａ、
３ｂをコンクリート柱２に圧着することが出来る。次
に、二本のコンクリート柱２、２の間に、コンクリート
柱２、２に各々設けられた互いに対向する接続用Ｈ型鋼
材１０、１０の端部と端部の間の間隔Ｌ１よりやや短い
スチール梁５を、該梁５の両端を接続用Ｈ型鋼材１０の
端部に整合させる形で位置決めする。そこで、スチール
梁５の上フランジ５ａと接続用Ｈ型鋼材の上フランジ１
０ａを接続板１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び複数個のボル
ト９ａとナット９ｂにより接続し、スチール梁５の下フ
ランジ５ｂと接続用Ｈ型鋼材の下フランジ１０ｂを接続
板１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ及び複数個のボルト９ａとナ
ット９ｂにより接続し、スチール梁５のウェブ５ｃと接
続用Ｈ型鋼材１０のウェブ１０ｃを接続板１１ｇ、１１
ｈ及び複数個のボルト９ａとナット９ｂにより接続す
る。これにより、スチール梁５に加えられた加重Ｗが適
切に接続部３ａ、３ａに伝わるように、且つ、スチール
梁５にプレストレスが加わらないようにスチール梁５を
コンクリート柱２、２間に跨設することが出来る。次
に、図１に示すように、スチール梁５上に鉛直下方に向
けて加重Ｗが加えられると、コンクリート柱２、２に形
成された接続部３ａ、３ａには、接続部３ａの下方に折
り曲げる方向にモーメントＭが加わる。該モーメントＭ
は、接続部３ａの上部に、該上部をスチール梁５の方向
に引っ張る引張力Ｔを加え、接続部３ａの下部に、該下
部をコンクリート柱２の方向に押圧する圧縮力Ｐを加え
るように作用する。ところで、接続部３ａは、コンクリ
ートで形成されているので、圧縮力には強いが、引張力
には脆いという特長を有している。よって、従来は、前
記のように加重Ｗが加えられ、接続部３ａの上部に引張
力Ｔが加わると、該上部が引張力Ｔを十分に支持するこ
とが出来ず、亀裂を生じる危険性があった。ところが、
本発明によれば、緊張材６が当接板８、８を接続部３
ａ、３ｂの端面３ａ１、３ｂ１に押圧していることによ
り、接続部３ａ、３ｂが、コンクリート柱２に圧着され
ているので、前述のように接続部３ａの上部に強い引張
力Ｔが加えられても、接続部３ａ、３ｂの上部に、該上
部をコンクリート柱２から引き剥がすような形で亀裂が
生じることを防ぐことが出来る。尚、上記実施例中のコ
ンクリート柱２とスチール梁５の混合構造においては、
二本のコンクリート柱２間にスチール梁５を跨設した場
合について述べたが、複数本のコンクリート柱２に複数
本のスチール梁５を上記実施例中のように接続しても、
それぞれの接続部およびスチール梁５において同様の効
果が得られることは勿論である。また、上記実施例にお
いて、接続板１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１
ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈのボルト孔をスチール梁５
の長手方向にボルト９ａのボルト径よりも長く穿設形成
しておき、接続の際には、緊締し得るボルト９ａ及びナ
ット９ｂにより、接続板１１ａ、１１ｂ、１１ｃとスチ
ール梁５の上フランジ５ａ及び接続用Ｈ型鋼材１０の上
フランジ１０ａを緊締するように接合し、同様に緊締し
得るボルト９ａ及びナット９ｂにより、接続板１１ｄ、
１１ｅ、１１ｆとスチール梁５の下フランジ５ｂ及び接
続用Ｈ型鋼材１０の下フランジ１０ｂを緊締するように
接合し、また同様に緊締し得るボルト９ａ及びナット９
ｂにより、接続板１１ｇ、１１ｈとスチール梁５のウェ
ブ５ｃ及び接続用Ｈ型鋼材１０のウェブ１０ｃを緊締す
るように接合することにより、スチール梁５の長さとコ
ンクリート柱２、２に各々設けられた接続用Ｈ型鋼材１
０、１０の間隔に微妙な誤差が生じた為に接合がうまく
行かない場合にも、スチール梁５に無理なプレストレス
を加え、直立しているコンクリート柱２、２を互いに近
づく方向、若しくは、互いに遠ざかる方向に傾けなけれ
ば接合出来ないというような不都合を生じない。

【０００８】また、上記実施例において、コンクリート
柱２とスチール梁５の接合は、上フランジ接続板１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ、下フランジ接続板１１ｄ、１１
ｅ、１１ｆ、ウェブ接続板１１ｇ、１１ｈをボルト９ａ
及びナット９ｂによりコンクリート柱２に接合した接続
用Ｈ型鋼材１０とスチール梁５のそれぞれに接続するこ
とによって行なっていたが、以下のようにして、コンク
リート柱２とスチール梁５を緊張材６によって接続する
ことにより接合を容易にすることが出来る。即ち、図６
に示すように、スチール梁５の端部に板状の接続板２１
を、スチール梁５の長手方向に垂直に形成し、接続板２
１ｄの四隅の、コンクリート柱２の接続部３ａ、３ｂの
端面３ａ１、３ｂ１に設けられた四個の孔３ｃ、３ｃ、
３ｃ、３ｃに対応する位置に、孔２１ａ、２１ａ、２１
ａ、２１ａを形成し、接続板２１ｄに、断面形状がＵ字
形の打設用カバー２２をコンクリート柱２の接続部３
ａ、３ｂの側面及び下面に密着し得るように形成する。
そこで、図５に示すように、接続板２１、接続板２１の
間隔がコンクリート柱２、２の接続部３ａ、接続部３ａ
の端面３ａ１、端面３ａ１の間隔Ｌ２より施工クリアラ
ンスＬ３、Ｌ３だけ短いスチール梁５を用意する。そこ
で、コンクリート柱２の接続部３ａと、コンクリート柱
２の接続部３ａ間に、該スチール梁５を、接続部３ａの
側面及び下面に打設用カバー２２を密着させる形で設け
る。この際、スチール梁５の両端部で接続部３ａの端面
３ａ１と該梁５の接続板２１の間には施工クリアランス
Ｌ３を有しているため、容易に該スチール梁５をコンク
リート柱２の接続部３ａと、コンクリート柱２の接続部
３ａ間に設けることが出来る。また、コンクリート柱２
の、接続部３ａが形成されている側の裏面に形成された
接続部３ｂにも、同様にスチール梁５を設ける。そこ
で、接続部３ｂ側のスチール梁５の、接続板２１の孔２
１ａと、接続部３ｂ、コンクリート柱２、接続部３ａを
貫通する形で形成されている孔３ｃと、接続部３ａ側の
スチール梁５の、接続板２１の孔２１ａに、該接続板２
１と接続板２１の間隔と同じ長さの、パイプ状に形成さ
れたスリーブ２５を、直列に並んだ孔２１ａ、孔３ｃ、
孔２１ａ全てに、孔２１ａ、孔３ｃ、孔２１ａを貫通す
る形で挿通し、全てのスリーブ２５の孔２５ａに、ＰＣ
鋼棒等の緊張材６を、該両端部を接続板２１の孔２１ａ
から突出させる形で挿通する。すると、複数本の緊張材
６により、スチール梁５は、コンクリート柱２、コンク
リート柱２の間に、仮設の形で跨設することが出来る。
そこで、全ての打設用カバー２２内部の、接続板２１と
接続部３ａ、３ｂ間の施工クリアランスＬ３に、モルタ
ル２３を打設する。すると、モルタル２３は、接続部３
ａ、３ｂを延長する形で硬化形成される。よって、スリ
ーブ２５に挿通した緊張材６のみにより貧弱に支持され
ていた、接続板２１と接続部３ａ、３ｂ間は、前記モル
タル２３により支持を強固にすることになる。そこで、
接続部３ｂに接続したスチール梁５の接続板２１の裏面
２１ｂに、緊張材６の端部に設けられた止め輪６を係止
し、接続部３ａに接続したスチール梁５の接続板２１の
裏面２１ｂに、緊張材６の他方の端部に螺合しているナ
ット６ｈを、前記止め輪６ｂの方向に締めることにより
圧着する。すると、緊張材６が緊張し、モルタル２３及
び接続部３ｂと、モルタル２３及び接続部３ａには、各
々コンクリート柱２に圧着するようなプレストレスが加
えられる。よって、上記実施例と同様な効果を得ること
が出来る。また、これにより、スチール梁５の接続板２
１を、モルタル２２、従って、接続部３ａ若しくは接続
部３ｂにしっかりと接続することが出来る。よって、緊
張材６のナット６ｈを締めることにより、モルタル２３
及び接続部３ｂと、モルタル２３及び接続部３ａを、各
々コンクリート柱２に圧着するようなプレストレスを加
えると同時に、スチール梁５の接続板２１を、モルタル
２２、従って、接続部３ａ若しくは接続部３ｂにしっか
りと接続することが出来るので、上記実施例のように、
緊張材６のナット６ｈを締めた後に、上フランジ接続板
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、下フランジ接続板１１ｄ、１
１ｅ、１１ｆ、ウェブ接続板１１ｇ、１１ｈを、ボルト
９ａ及びナット９ｂにより、コンクリート柱２に接合し
た接続用Ｈ型鋼材１０とスチール梁５のそれぞれに接続
するという手間を省くことが出来るので、コンクリート
柱２とスチール梁５を容易に接続することが出来る。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コンクリート柱２とスチール梁５の混合構造１におい
て、前記コンクリート柱２に、前記スチール梁５を接合
し得る接続部３ａ、３ｂ、当接板８、接続用Ｈ鋼材１
０、接続板２１、打設用カバー２２、モルタル２３等の
接合部を設け、前記接合部に、該接合部を前記コンクリ
ート柱２に圧着する形でプレストレスを与え得る緊張材
６、止め輪６ｂ、ナット６ｈ等の圧着手段を設けて構成
したので、緊張材６、止め輪６ｂ、ナット６ｈ等の圧着
手段により接続部３ａ、３ｂ、当接板８、接続用Ｈ鋼材
１０、接続板２１、打設用カバー２２、モルタル２３等
の接合部をコンクリート柱２に圧着する形でプレストレ
スを与えることにより、前記接合部が、コンクリート柱
２に圧着されるので、前記接合部にモーメントＭ等のモ
ーメントが加えられることにより、該接合部の上部に引
張力Ｔ等の強い引張力が作用しても、該接合部の上部
に、該上部をコンクリート柱２から引き剥がすような形
で亀裂が生じることを防ぐことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のコンクリート柱とスチール梁
の混合構造の一実施例を示す図である。

【図２】図２は、図１のコンクリート柱とスチール梁の
接続部の拡大図である。

【図３】図３は、図１の緊張材を示す図である。

【図４】図４は、図１のコンクリート柱とスチール梁の
接続部の側面を示すＶ矢視図である。

【図５】図５は、図１のコンクリート柱とスチールの接
合構造とは別の接合構造を用いたコンクリート柱とスチ
ール梁の混合構造を示す図である。

【図６】図６は、図５のスチール梁の接続部を示す図で
ある。

【符号の説明】

１……コンクリート柱とスチール梁の混合構造２……コンクリート柱３ａ……接合部（接続部）３ｂ……接合部（接続部）５……スチール梁６……圧着手段（緊張材）６ｂ……圧着手段（止め輪）６ｈ……圧着手段（ナット）８……接合部（当接板）１０……接合部（接続用Ｈ型鋼材）２１……接合部（接続板）２２……接合部（打設用カバー）２３……接合部（モルタル）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンクリート柱とスチール梁の混合構造に
おいて、前記コンクリート柱に、前記スチール梁を接合し得る接
合部を設け、前記接合部に、該接合部を前記コンクリート柱に圧着す
る形でプレストレスを与え得る圧着手段を設けて構成し
たコンクリート柱とスチール梁の混合構造。