特許 6683336 建物構造及び建物構造の形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6683336

(24)【登録日】2020年3月30日

(45)【発行日】2020年4月15日

(54)【発明の名称】建物構造及び建物構造の形成方法

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/58 20060101AFI20200406BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/58 506A

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2019-238618(P2019-238618)

(22)【出願日】2019年12月27日

【審査請求日】2019年12月27日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000170772

【氏名又は名称】黒沢建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002435

【氏名又は名称】特許業務法人井上国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100077919

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 義雄

(74)【代理人】

【識別番号】100153899

【弁理士】

【氏名又は名称】相原 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100172638

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 隆治

(74)【代理人】

【識別番号】100159363

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 淳子

(72)【発明者】

【氏名】黒沢 亮平

【審査官】 土屋 保光

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４０００３１７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０４−２６９２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１９９９６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｃ ３／００−３／４６

Ｅ０４Ｂ １／２２

Ｅ０４Ｂ １／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉛直方向（Ｚ軸）に配置された柱と、平面２方向（Ｘ軸、Ｙ軸）にそれぞれ配置された梁とで形成された建物構造において、
前記柱がＰＣ造の柱端部材とＲＣ造の柱中央部材とからなり、前記梁がＰＣ造の梁端部材とＲＣ造の梁中央部材とからなる複合構造とし、
前記柱端部材と前記梁端部材はいずれもプレキャスト部材であり、
前記柱端部材は、上層の柱下端部と、柱梁接合部と、下層の柱上端部とを構成し、
前記柱端部材を貫通して配設されたＰＣ緊張材を緊張定着することによって前記柱端部材にプレストレスが導入され、
前記梁端部材と前記柱端部材とを貫通して配設されたＰＣ緊張材を緊張定着することによって、前記梁端部材及び前記柱端部材に前記Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれプレストレスが導入され、
前記柱端部材と前記梁端部材がＰＣ圧着接合により一体化されると共に、前記柱梁接合部を３軸圧縮状態としたことを特徴とする建物構造。

【請求項2】

前記梁中央部材は、現場打ちコンクリートで形成され、鉄筋接続により前記梁端部材と一体化され、
前記柱中央部材は、現場打ちコンクリート又はプレキャストコンクリートで形成され、鉄筋接続により前記柱端部材と一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の建物構造。

【請求項3】

前記柱端部材の側面に梁受用アゴを設けてあり、
前記梁端部材が前記梁受用アゴの上に載せられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の建物構造。

【請求項4】

前記Ｘ軸方向の梁端部材の断面に導入されたプレストレスをσｘとし、
前記Ｙ軸方向の梁端部材の断面に導入されたプレストレスをσｙとし、
前記柱端部材の断面にＺ軸方向に導入されたプレストレスをσｚとしたときに、
前記σｘ、σｙ及びσｚが以下の条件（１）と（２）のいずれも満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の建物構造。
（１）前記柱端部材と前記梁端部材の部材断面において、長期設計荷重に対して引張応力度が生じないこと。
（２）前記柱梁接合部において、大規模地震時（極稀に起きる地震）に斜めひび割れの発生を許容せず、地震荷重による入力せん断力で生じる斜め引張応力度がコンクリート許容引張応力度以下であること。

【請求項5】

前記σｘ、σｙ及びσｚが以下の条件を満たすことを特徴とする請求項４に記載の建物構造。
２．０ ≦ σｘ ≦ １０．０ Ｎ/ｍｍ^２
２．０ ≦ σｙ ≦ １０．０ Ｎ/ｍｍ^２
０．６ ≦ σｚ ≦ ９．０ Ｎ/ｍｍ^２

【請求項6】

鉛直方向（Ｚ軸）に配置された柱と、平面２方向（Ｘ軸、Ｙ軸）にそれぞれ配置された梁とで形成された建物構造の形成方法において、
前記柱をＰＣ造の柱端部材とＲＣ造の柱中央部材とから構成し、前記梁をＰＣ造の梁端部材とＲＣ造の梁中央部材とから構成した複合構造とし、
前記柱端部材を、上層の柱下端部と、柱梁接合部と、下層の柱上端部とを構成するようにプレキャスト部材として形成し、
前記梁端部材をプレキャスト部材として形成し、
前記柱端部材を貫通して配設したＰＣ緊張材を緊張定着することによって前記柱端部材にプレストレスを導入し、
前記梁端部材と前記柱端部材とを貫通して配設したＰＣ緊張材を緊張定着することによって、前記梁端部材及び前記柱端部材に前記Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれプレストレスを導入し、
前記各軸方向に導入されたプレストレスによるＰＣ圧着接合により前記梁端部材と一体化した前記柱端部材を複数用意し、
前記梁端部材と一体化した前記柱端部材を、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に複数並べて基礎から立設した前記柱中央部材の頭部にそれぞれ鉄筋接続により一体化し、
その後、対向する前記梁端部材の間に、鉄筋を接続し、現場打ちコンクリートを打設して、前記梁端部材と一体化した前記梁中央部材を形成することにより、前記プレストレスの導入が前記梁中央部材に影響しないように最下層の骨組を形成し、
鉄筋接続により上層の前記柱中央部材を前記柱端部材の頭部に一体化し、
以後、同様の工程を繰り返して上方層の骨組みを構築することを特徴とする建物構造の形成方法。

【請求項7】

前記Ｘ軸方向の梁端部材の断面に導入されたプレストレスをσｘとし、
前記Ｙ軸方向の梁端部材の断面に導入されたプレストレスをσｙとし、
前記柱端部材の断面にＺ軸方向に導入されたプレストレスをσｚとしたときに、
前記σｘ、σｙ及びσｚを、以下の条件（１）と（２）のいずれも満足するように導入することを特徴とする請求項６に記載の建物構造の形成方法。
（１）前記柱端部材と前記梁端部材の部材断面において、長期設計荷重に対して引張応力度が生じないこと。
（２）前記柱梁接合部において、大規模地震時（極稀に起きる地震）に斜めひび割れの発生を許容せず、地震荷重による入力せん断力で生じた斜め引張応力度がコンクリート許容引張応力度以下であること。

【請求項8】

前記σｘ、σｙ及びσｚを、以下の条件を満たすように導入することを特徴とする請求項７に記載の建物構造の形成方法。
２．０ ≦ σｘ ≦ １０．０ Ｎ/ｍｍ²
２．０ ≦ σｙ ≦ １０．０ Ｎ/ｍｍ²
０．６ ≦ σｚ ≦ ９．０ Ｎ/ｍｍ²

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、端部を構成するＰＣ造部材と中央部を構成するＲＣ造部材とからなる柱と梁とで形成される建物構造及びその形成方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

３軸方向のコンクリート部材（水平方向のＸ軸方向及びＹ軸方向の梁部材と、鉛直方向（Ｚ軸方向）の柱部材）を接合した柱梁接合部において、斜引張力によって生じる斜めせん断ひび割れが発生するため、コンクリート部材が損傷を受けてひび割れが拡大して粘りのない脆性的破壊を引き起こし、柱梁接合部の破壊が直ちに構造骨組の崩壊に繋がり、やがて構造物全体が致命的なせん断破壊に至ることが古くから多くの研究によって証明されている。

【0003】

この柱梁接合部における斜めひび割れの発生を防止するために、柱梁接合部を補強する種々の方法が以下に示す特許文献に開示されている。

【0004】

ＲＣ造に関しては、例えば、特許文献１（特開２００５−２３６０３号公報）に示された補強方法は、コンクリート構造物の柱梁接合部において、柱を挟んで同一方向に配置された一対の梁のそれぞれの端面から柱梁接合部内に延びる上部梁主筋が、他方の梁の端面に向かって斜め下方に延びて、他方の梁の端面から水平に内部に向かって定着されて下部梁主筋となり、柱を挟んで同一方向に配置された一対の梁のそれぞれの端面から柱梁接合部内に延びる下部梁主筋が、他方の梁の端面に向かって斜め上方に延びて、他方の梁の端面から水平に内部に向かって定着されて上部梁主筋となることによって、柱梁接合部に生じる引張主応力を圧縮主応力に変換し、引張主応力を低減させると共に、圧縮主応力を増大させるものである。

【0005】

また、特許文献２（特開２０１７−２２２９９６号公報）は、コンクリート製柱の柱主筋とコンクリート製梁の梁主筋とが配筋された接合部と、接合部の外側から接合部へプレストレスを与える鋼製部材と、を有する柱梁の接合部構造を開示している。また、同文献は、接合部が、コンクリート製柱及びコンクリート製梁が接合されるプレキャストコンクリート製の接合部材であること、及び、コンクリート製柱、コンクリート製梁はプレキャストコンクリート製であることを開示している。

【0006】

ＰＣ造に関しては、特許文献３（特許第５６１２２３１号公報）において、プレキャストコンクリート部材からなる柱と梁を、パネルゾーン（柱梁接合部）を貫通する２次ケーブルによって圧着接合して一体化するＰＣ構造の２段階非線形弾性耐震設計法が開示されている。この２段階非線形弾性耐震設計法によれば、柱梁圧着接合部において、所定の地震荷重設計値までは、フルプレストレスの接合状態とし、所定の地震荷重設計値を超える極大地震が襲来した場合には、パーシャル・プレストレス接合の状態とすることによって主要構造部材（柱、梁、パネルゾーン）に致命的な損傷が発生するのを防ぐことができる。

【0007】

一方で、鉄骨造部材の両端にＰＣ造部材を接合した複合構造梁と柱を接合した構造において、柱とＰＣ造部材を貫通する緊張鋼材を鉄骨造部の各端部に緊張定着させることによって柱と梁を接合すると共に、ＰＣ造部材と鉄骨造部材とを接合することが特許文献４（特開２００５−３０１５１号公報）に開示されている。

【0008】

また、両端部のＰＣ造部材と中央部の鉄骨造部材からなる複合構造梁が柱に設けた顎に載せてあり、その顎が梁のせん断力を負担しており、鉄骨造部材の両端部には接合用アンカープレートが設けてあり、ＰＣ造部材と鉄骨造部材とが機械式継手と接合用アンカープレートで接合してあり、かつ、ＰＣ造部材には緊張鋼材が配設され、この緊張鋼材の一端が鉄骨造部材の接合用アンカープレートに緊張定着してあり、他端が柱梁接合部を貫通して隣接スパンの梁の鉄骨造部材の接合用アンカープレート、若しくは、柱に緊張定着してあり、緊張鋼材量が曲げ応力に対応するように決められており、機械式継手がせん断応力の一部を負担する複合構造梁を用いた建物構造が特許文献５（特許第４８８８９１５号公報）に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００５−２３６０３号公報

【特許文献2】特開２０１７−２２２９９６号公報

【特許文献3】特許第５６１２２３１号公報

【特許文献4】特開２００５−３０１５１号公報

【特許文献5】特許第４８８８９１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

特許文献１においては、一方の梁端から主筋を柱梁接合部に斜めに延ばして他方の梁端に定着することによって引張主応力を低減させている。しかしながら、周知のように、ＲＣ構造では、鉄筋がひび割れの発生を防止することができず、ひび割れが発生してから鉄筋がひび割れの進展を抑制し、ひび割れ幅の拡大を抑止する役割を担うのみである。つまり、鉄筋がひび割れの発生を積極的に防止する役割を果たすことができず、ひび割れが発生してから初めてひび割れの拡大を抑制するものにすぎない。

【0011】

従って、特許文献１に示されているように鉄筋を配置しても、柱梁接合部に発生する斜めひび割れを積極的に防ぐことはできず、あくまでもひび割れが発生してから、進展しないようにする消極的な方法にすぎないため、地震荷重を繰り返し受けると、斜めひび割れの発生により柱梁接合部の耐震性及び耐久性の低下が生じる。

【0012】

特許文献２においては、柱梁接合部にプレストレスを与えて斜めひび割れを抑制することとしているが、柱梁接合部以外の部材がＲＣ部材となっている。地震荷重は、柱梁接合部だけでなく、その周囲の柱端部及び梁端部にも大きな応力を発生させ、ひび割れを起こさせる。特許文献２に記載の構造では、地震荷重によって柱端部及び梁端部にひび割れが生じると共に、残留変形が生じるため、繰り返し地震荷重を受けると、ひび割れがさらに進展してしまい、部材が損傷して構造全体の耐久性が得られないという問題がある。

【0013】

また、特許文献２は、柱梁接合部において鉛直方向と水平方向に導入するプレストレスの割合や適用範囲等について言及していない。一般的に梁部材には作用荷重による軸力が殆ど生じないが、柱部材には、作用荷重による軸力が常に生じており、また、常時荷重（鉛直荷重）による軸力は圧縮であるが、作用荷重の種類によって軸力方向が一定ではなく変動し、地震や風等の偶発荷重（水平荷重）による軸力は圧縮と引張との２種類ある。特に、建物の外周に配置された外柱や隅柱に地震荷重によって大きな引抜力または圧縮力が発生することが多い。また、柱の軸力は、階層によって値が異なり、特に高層建物や超高層建物において、最上層と最下層との軸力の差は非常に大きく、作用荷重による柱軸力の大きさや方向（圧縮または引張）がまちまちであり、一定ではない。従って、水平方向（梁軸方向）と鉛直方向（柱軸方向）に適切な割合でプレストレスを導入する必要がある。

【0014】

特許文献３には、「パネルゾーン（柱と梁の接合部）において、スパン方向の大梁と長手方向の桁梁及び柱部材ともプレストレスを与えることによって、パネルゾーンはＸＹＺ全ての方向から３次元的にプレストレス力を受けることになる。」と記載され、更に、「パネルゾーンに３次元的に軸圧縮を付加しているのでプレストレスによる復元力特性を有しているため、地震後の残留変形は全く生じない。従来の設計法によるＲＣ構造およびＰＣ構造のパネルゾーンが破壊することでエネルギーを吸収することと全く違う設計思想である。」と記載されている。

【0015】

この設計思想に基づいて柱梁接合部に３軸方向に予めプレストレスを導入することで、地震時に柱梁接合部に生じる斜め引張力を積極的に打ち消し、結果的に斜め引張力が生じることなくせん断破壊することを完全に回避でき、特許文献１に示されるような多くの斜め配筋を設ける必要がなくなる。また、柱梁接合部の周囲部材はＰＣ部材であり、地震荷重時に一時ひび割れが発生したとしても、地震後にＰＣ部材内に導入されているプレストレス力によってひび割れが閉じて部材が健全な状況に復帰し、柱梁接合部を保護する役割も果たし、特許文献２のような耐久性に劣ることを回避し、構造全体の耐久性を確保することができる。ところが、特許文献３は、３軸方向にプレストレスを導入する具体的な方法について言及していない。

【0016】

特許文献４及び特許文献５は、プレストレストコンクリートからなる端部と鉄骨からなる中央部とで形成された梁と、ＰＣ柱とで形成された複合（混合）構造によって、特許文献１と特許文献２に示す構造欠点を克服できるものである。しかし、中央鉄骨梁は、剛性が小さく変形しやすいため、梁上面に構築されるコンクリート製スラブにはひび割れが発生し、たわみが大きくなるという問題だけではなく、鉄骨梁が熱に弱いため、耐火被覆が必要であり、コストがかかる等の問題がある。

【0017】

また、構築方法としては、端部のコンクリート部材と中央の鉄骨部材とを連結した後に、緊張材を緊張してプレストレスを導入することにならざるを得ないため、コンクリート部材が緊張力によって縮もうとするが、鉄骨部材がそれを阻止し、結果的にコンクリート部材へのプレストレスの導入が困難となり、また、鉄骨部材に不適切な引張応力が生じるという問題もある。

【0018】

また、柱梁で先に形成されたラーメン構造骨組にＰＣ緊張材を緊張定着してプレストレスを導入するによって、不静定２次応力が発生し、コンクリート部材に設計荷重の他に不適切な応力が余分に発生してしまう。部材断面に設計通りのプレストレスを導入するために、この不静定２次応力を打ち消すように、設計及び施工計画段階で詳細に検討する必要があり、設計及び施工において煩雑な手間がかかるばかりではなく、部材断面の納まり上、部材断面を大きくし、ＰＣ緊張鋼材量を増やすことが必要になる場合もある。

【0019】

本発明は、従来技術の上記問題点を解消し、柱梁接合部だけでなく、地震荷重時に大きな応力が発生する柱端部と梁端部にまでプレストレスを導入して３軸圧縮状態にし、また、地震荷重の影響を殆ど受けず常時荷重しか負担しない柱梁中央部をＲＣ造とする複合構造を形成することで、鉄骨部材の欠点を克服し、合理的かつ経済的な複合構造及びその形成方法を提供する。

【0020】

また、本発明は、柱梁接合部（パネルゾーン）の３軸圧縮状態における３方向のプレストレスを適切な割合とする複合構造及びその形成方法を提供する。

【0021】

さらに、本発明は、端部部材にプレストレスを導入した後に中央部材と接続して一体化することを可能にすることで、端部のプレストレス導入が中央部に全く影響せず、ＲＣ造の中央部材に不適切な引張応力が全く生じない複合構造及びその形成方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0022】

上記課題を解決する本願の第１の態様は、
鉛直方向（Ｚ軸）に配置された柱と、平面２方向（Ｘ軸、Ｙ軸）にそれぞれ配置された梁とで形成された建物構造において、
前記柱がＰＣ造の柱端部材とＲＣ造の柱中央部材とからなり、前記梁がＰＣ造の梁端部材とＲＣ造の梁中央部材とからなる複合構造とし、
前記柱端部材と前記梁端部材はいずれもプレキャスト部材であり、
前記柱端部材は、上層の柱下端部と、柱梁接合部と、下層の柱上端部とを構成し、
前記柱端部材を貫通して配設されたＰＣ緊張材を緊張定着することによって前記柱端部材にプレストレスが導入され、
前記梁端部材と前記柱端部材とを貫通して配設されたＰＣ緊張材を緊張定着することによって、前記梁端部材及び前記柱端部材に前記Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれプレストレスが導入され、
前記柱端部材と前記梁端部材がＰＣ圧着接合により一体化されると共に、前記柱梁接合部を３軸圧縮状態としたことを特徴とする建物構造である。

【0023】

また、本願の第２の態様は、
前記梁中央部材は、現場打ちコンクリートで形成され、鉄筋接続により前記梁端部材と一体化され、
前記柱中央部材は、現場打ちコンクリート又はプレキャストコンクリートで形成され、鉄筋接続により前記柱端部材と一体化されていることを特徴とする上記第１の態様に記載の建物構造である。

【0024】

また、本願の第３の態様は、
前記柱端部材の側面に梁受用アゴを設けてあり、
前記梁端部材が前記梁受用アゴの上に載せられていることを特徴とする上記第１の態様又は第２の態様に記載の建物構造である。

【0025】

また、本願の第４の態様は、
前記Ｘ軸方向の梁端部材の断面に導入されたプレストレスをσｘとし、
前記Ｙ軸方向の梁端部材の断面に導入されたプレストレスをσｙとし、
前記柱端部材の断面にＺ軸方向に導入されたプレストレスをσｚとしたときに、
前記σｘ、σｙ及びσｚが以下の条件（１）と（２）のいずれも満足することを特徴とする上記第１の態様乃至上記第３の態様のいずれかに記載の建物構造である。
（１）前記柱端部材と前記梁端部材の部材断面において、長期設計荷重に対して引張応力度が生じないこと。
（２）前記柱梁接合部において、大規模地震時（極稀に起きる地震）に斜めひび割れの発生を許容せず、地震荷重による入力せん断力で生じる斜め引張応力度がコンクリート許容引張応力度以下であること。

【0026】

また、本願の第５の態様は、
前記σｘ、σｙ及びσｚが以下の条件を満たすことを特徴とする上記第４の態様に記載の建物構造である。
２．０ ≦ σｘ ≦ １０．０ Ｎ/ｍｍ^２
２．０ ≦ σｙ ≦ １０．０ Ｎ/ｍｍ^２
０．６ ≦ σｚ ≦ ９．０ Ｎ/ｍｍ^２

【0027】

また、本願の第６の態様は、
鉛直方向（Ｚ軸）に配置された柱と、平面２方向（Ｘ軸、Ｙ軸）にそれぞれ配置された梁とで形成された建物構造の形成方法において、
前記柱をＰＣ造の柱端部材とＲＣ造の柱中央部材とから構成し、前記梁をＰＣ造の梁端部材とＲＣ造の梁中央部材とから構成した複合構造とし、
前記柱端部材を、上層の柱下端部と、柱梁接合部と、下層の柱上端部とを構成するようにプレキャスト部材として形成し、
前記梁端部材をプレキャスト部材として形成し、
前記柱端部材を貫通して配設したＰＣ緊張材を緊張定着することによって前記柱端部材にプレストレスを導入し、
前記梁端部材と前記柱端部材とを貫通して配設したＰＣ緊張材を緊張定着することによって、前記梁端部材及び前記柱端部材に前記Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれプレストレスを導入し、
前記各軸方向に導入されたプレストレスによるＰＣ圧着接合により前記梁端部材と一体化した前記柱端部材を複数用意し、
前記梁端部材と一体化した前記柱端部材を、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に複数並べて基礎から立設した前記柱中央部材の頭部にそれぞれ鉄筋接続により一体化し、
その後、対向する前記梁端部材の間に、鉄筋を接続し、現場打ちコンクリートを打設して、前記梁端部材と一体化した前記梁中央部材を形成することにより、前記プレストレスの導入が前記梁中央部材に影響しないように最下層の骨組を形成し、
鉄筋接続により上層の前記柱中央部材を前記柱端部材の頭部に一体化し、
以後、同様の工程を繰り返して上方層の骨組みを構築することを特徴とする建物構造の形成方法である。

【0028】

また、本願の第７の態様は、
前記Ｘ軸方向の梁端部材の断面に導入されたプレストレスをσｘとし、
前記Ｙ軸方向の梁端部材の断面に導入されたプレストレスをσｙとし、
前記柱端部材の断面にＺ軸方向に導入されたプレストレスをσｚとしたときに、
前記σｘ、σｙ及びσｚを、以下の条件（１）と（２）のいずれも満足するように導入することを特徴とする上記第６の態様に記載の建物構造の形成方法である。
（１）前記柱端部材と前記梁端部材の部材断面において、長期設計荷重に対して引張応力度が生じないこと。
（２）前記柱梁接合部において、大規模地震時（極稀に起きる地震）に斜めひび割れの発生を許容せず、地震荷重による入力せん断力で生じた斜め引張応力度がコンクリート許容引張応力度以下であること。

【0029】

また、本願の第８の態様は、
前記σｘ、σｙ及びσｚを、以下の条件を満たすように導入することを特徴とする上記第７の態様に記載の建物構造の形成方法である。
２．０ ≦ σｘ ≦ １０．０ Ｎ/ｍｍ^２
２．０ ≦ σｙ ≦ １０．０ Ｎ/ｍｍ^２
０．６ ≦ σｚ ≦ ９．０ Ｎ/ｍｍ^２

【発明の効果】

【0030】

本発明の効果を以下に列挙する。
（１）柱と梁の端部及び柱梁接合部をＰＣ造とし、柱と梁の中央部をＲＣ造として形成された複合構造によって、地震荷重により部材断面に生じる曲げ応力が大きな領域においてひび割れが発生するのを防ぎ、また、柱梁接合部に斜めひび割れが発生するのを防ぐことができる。また、地震時に柱と梁の端部に曲げひび割れが発生したとしても、ＰＣ緊張材によるプレストレスによって、地震後にひび割れが閉じていくので、優れた耐震性と耐久性を得ることができる。部材の中央部は、主に常時荷重しか負担しないため、ＲＣ造とすることによって、コストの軽減が図れると共に、従来の鉄骨造（Ｓ造）とした場合に生じる耐火性が劣ることや、剛性が小さいためにたわみ変形がしやすいこと、振動が大きくなり居住性に欠けること等の問題が解消される。
（２）梁端部材を柱端部材に設けてあるアゴに載せて、ＰＣ圧着接合して一体化することによって、本発明者が特許文献３に提案した「ＰＣ圧着関節工法」を適用可能にし、地震荷重作用時に、柱と梁との圧着接合部（面）に設けてある目地が口開き、アゴの上で梁部材が回転しながら地震エネルギーを吸収することにとって、梁、柱及び柱梁接合部を保護し、破損を防ぐことができる。また、地震後、部材内に導入されているプレストレスによって、開いたＰＣ圧着接合部の目地が閉じて、元の状態に復帰していくことになる。そのため、目地の軽微な補修を行うだけで、建物の使用を速やかに再開することができる。
（３）柱梁接合部と各軸方向の部材端部断面とを考慮したプレストレス導入法によって、各軸方向の部材端断面が所要の構造性能を満足すると共に、柱梁接合部が３軸圧縮状態になり、地震荷重による入力せん断力によって柱梁接合部の対角線上に生じる斜め引張力の全部またはその殆どを打ち消し、地震時に斜めひび割れが発生するのを防ぐことができる。しかも、各軸方向の部材端部断面においては、無理なくそれぞれ合理的にプレストレスを導入することができる。
（４）さらに、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のプレストレスの値の適用範囲をσｘ＝σｙ＝２．０〜１０．０Ｎ/ｍｍ^２とし、Ｚ軸方向のプレストレスの値の適用範囲を、柱の軸力の影響を考慮して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向よりも低減したσｚ＝０．６〜９．０Ｎ/ｍｍ^２とすることによって、ＰＣ構造物に一般的に使用されているコンクリート設計基準強度（Ｆｃ＝４０〜６０Ｎ／ｍｍ^２）に対応させ、導入力が過小または過大となるのを防ぎ、合理的かつ経済的な設計とすることができる。
（５）大規模地震時に柱梁接合部に生じる斜め引張力が、導入されたプレストレスによって一部のみ打ち消され、一部が残る場合でも、その斜め引張力による引張応力度が、柱梁接合部を構成するコンクリートの許容引張応力度以下になるようにすることで、致命的な斜めせん断ひび割れが構造体に発生することなく、耐震性能を保つことができる。
（６）柱及び梁のＰＣ造端部部材を形成し、ＰＣ緊張材によりプレストレスを導入した後に、端部部材を中央部のＲＣ造部材と鉄筋接合して一体化することで、端部部材に導入するプレストレスがＲＣ造部材に全く影響しないようにすることができ、端部部材に所定のプレストレスを容易に導入することができると共に、ＲＣ造部材に不適切な応力が発生するのを防止することができる。
（７）先に柱端部材と梁端部材にプレストレスを導入してＰＣ圧着接合で一体化した後に、中央部材と接合してラーメン構造骨組を形成する方法によって、ラーメン構造骨組に不静定２次応力が発生することなく、設計及び施工において煩雑な検討の手間を省くことができ、部材断面もＰＣ鋼材量も増やす必要はなく、経済設計ができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】図１は本願の第１実施形態に係る建物構造の柱端部材と梁端部材を示す図である。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は梁端部材のＡ−Ａ断面図である。

【図2】図２は本願の第１実施形態に係る建物構造を示す図である。図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は梁端部材のＢ−Ｂ断面図である。

【図3】図３は本願の第１実施形態に係る建物構造の一部を示す側面図である。

【図4】図４は本願の第１実施形態に係る建物構造の一部を示す平面図である。

【図5】図５は本願の第１実施形態に係る建物構造の構築方法を示す側面図である。

【図6】図６は本願の第１実施形態に係る建物構造の柱端部材とその周辺を示す図である。図６（ａ）は側面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＣ−Ｃ断面図である。

【図7】図７は本願の第１実施形態に係る建物構造の柱の接合構造を示す側面図である。

【図8】図８は本願の第２実施形態に係る建物構造を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

図１は、本願の第１実施形態に係るプレストレストコンクリート造（本願において「ＰＣ造」とする）の柱端部材１と梁端部材２を示している。柱端部材１と梁端部材２はいずれもプレキャスト部材であり、接合前の状態を示している。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）に示すＡ−Ａ断面を示す断面図である。本願においては、水平方向にＸ軸を取り、Ｘ軸に垂直な水平方向をＹ軸とし、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な方向（重力方向）をＺ軸とし、図において各方向を矢印で示している。

【0033】

本願においては、柱端部材１の側面に接合する梁端部材２の梁せいと同じ高さで、柱幅全体にわたる柱端部材１の部分を柱梁接合部３としている。図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、本願の図面においては、柱梁接合部３の範囲を破線で示している。

【0034】

柱梁接合部３の下部から所定長さまで下方へ延びた柱端部材１の部分は下層の柱上端部４を構成する。また、柱梁接合部３の上部から所定長さまで上方へ延びた柱端部材１の部分は上層の柱下端部５を構成する。このように柱端部材１は、柱上端部４と、柱梁接合部３と、柱下端部５とを有する。

【0035】

柱端部材１の側面には梁受け用アゴ６を設けてある。図１（ａ）においては、建物構造物の外柱の例を示し、Ｘ軸方向に接合する梁端部材２が、柱端部材１の片側（図面に向かって右側）のみに配置されている。したがって、Ｘ軸方向においては、梁端部材２が配置された側にのみ梁受け用アゴ６を設けている。一方、Ｙ軸方向に接合する梁端部材２は、柱端部材１の両側に配置されている。したがって、Ｙ軸方向においては、柱端部材１の両側にそれぞれ梁受け用アゴ６を設けている。

【0036】

図１（ｂ）に示すように、柱端部材１にはＰＣ緊張材として複数のＰＣ鋼棒７を長手方向（Ｚ軸方向）に配設している。柱端部材１の上下の両端部には所要の大きさの欠き込みをそれぞれ設け、その中に定着具８を配置して定着部を形成している。この定着部にＰＣ鋼棒７の端部を緊張定着させて所要のプレストレス（σｚ）を柱端部材１の断面に長手方向（Ｚ軸方向）に導入する。図示は省略しているが、緊張定着した後に、定着部の欠き込みに無収縮モルタル等の充填材を充填して隙間を埋めてＰＣ鋼棒７の頭部を防錆処理することが好ましい。

【0037】

図１（ａ）に示すように、柱梁接合部３には、ＰＣ緊張材を挿入するためのシース９を水平方向（Ｘ軸及びＹ軸方向）に貫通して設ける。図１に示す実施形態ではＸ軸方向に接合する梁端部材２が片側のみであるため、Ｘ軸方向において梁端部材２とは反対側の柱端部材１の側面には、定着部を構成する欠き込みを設ける。欠き込みの底面は、シース９の端面と略同一平面上に配置する。Ｙ軸方向のように梁端部材２が柱端部材１の両側に配置される場合には欠き込みを設ける必要はなく、柱端部材１を貫通してシース９を配置すれば良い。

【0038】

同じ要領に従って、中柱の場合には、水平方向の両方向（Ｘ軸方向とＹ軸方向）とも、欠き込みを設けず、シース９のみとすることができる。また、隅柱の場合には、水平方向の両方向（Ｘ軸方向とＹ軸方向）とも、梁端部材２が配置されていない側の柱端部材１の側面に欠き込みを設けることができる。

【0039】

ただし、本願発明はこれに限られず、柱端部材１の断面内に定着部を構成する欠き込みを設けず、柱端部材１の側面にＰＣ鋼棒７の定着具８を露出して設け、ＰＣ鋼棒７を緊張定着した後にＰＣ鋼棒７の頭部に防錆処理を行い、キャップをつけた定着部とすることも可能である。

【0040】

図１（ｂ）に示すように、柱端部材１の長手方向（Ｚ軸方向）において、部材内に埋設した鉄筋の端部を、接続鉄筋１０として、柱端部材１の上下端からそれぞれ所要の長さ突出させてある。図示は省略するが、柱端部材１内には所要の主筋やフープ筋を配筋してある。

【0041】

梁端部材２には、長手方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）にＰＣ緊張材を挿入するためのシース９を貫通して配設している。また、梁端部材２の内部には予め複数の下端筋と上端筋を埋設する。下端筋と上端筋の端部は、柱端部材１とは反対側の梁端部材２の端部から外に延ばし、接続鉄筋１０としている。

【0042】

また、図１（ｂ）に示すように、梁端部材２には、複数のスターラップ筋１１を所定のピッチで配設し、スターラップ筋１１の下部を梁端部材２に埋設している。スターラップ筋１１の上部は、後述する現場打ちトップコンクリート２１と梁端部材２とを接合するため、梁端部材２の上方に露出させている。なお、図１（ａ）においては、スターラップ筋１１の図示を省略している。

【0043】

柱端部材１側の梁端部材２の端部に、上側に柱端部材１側へ向かって突出した突出部を形成している。また、梁端部材２の端部は、突出部よりも下側の部分が、突出部を梁受け用アゴ６に載せたときに梁受け用アゴ６と略同じ高さに配置するように構成されている。柱端部材１と梁端部材２の構成は、このように、いわゆる隠れアゴタイプとすることが好ましい。

【0044】

なお、図示は省略するが、梁端部材２の端部は、上部を柱端部材１側へ突出させず、梁端部の全断面を梁受け用アゴ６の上に載せる、いわゆる露出アゴタイプとすることもできる。また、図示は省略するが、梁端部材２には所要の主筋や補強筋等を配置して埋設する。

【0045】

上記のようにして、所定の長さで梁端部材２を形成する。これにより、プレキャストの梁端部材２と、プレストレス（σｚ）が導入されたプレキャストＰＣ造の柱端部材１とが形成される。

【0046】

次に、図１を参照して説明したプレキャスト部材として予め形成された柱端部材１と梁端部材２との一体接合について図２を参照して説明する。

【0047】

まず、プレキャスト部材として形成した梁端部材２と、プレキャスト部材として形成した柱端部材１を用意する。梁端部材２は、平面２方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）にそれぞれ配置するため、必要な数を用意する。

【0048】

次に、柱端部材１の側面に形成された梁受け用アゴ６に、柱端部材１側に向かって突出した梁端部材２の突出部を載せる。柱端部材１とは反対側の梁端部材２の端部は、サポート部材によって支持する。柱端部材１と梁端部材２の間には所定の目地（間隔）１２を設ける。ＰＣ緊張材として、例えばＰＣ鋼棒７をシース９内に挿入し、梁端部材２から柱端部材１まで貫通して配置する。

【0049】

目地１２にモルタルを充填して硬化させた後、ＰＣ鋼棒７を緊張定着させ、所定のプレストレス（σｘ、σｙ）を梁端部材２の断面に導入する。これにより、柱端部材１と平面２方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）の梁端部材２をＰＣ圧着接合により一体化するとともに、柱梁接合部３が３軸圧縮状態となる。

【0050】

本願においては、σｘ、σｙ、σｚの算定は、プレストレスの導入時の各プレキャスト部材の断面積に基づいて行うものとする。つまり、梁端部材２の断面積は施工段階に応じて変化し、施工後の完成した梁端はトップコンクリート２１の分とスラブ協力幅を考慮しして加算した断面がＴ型断面と大きくなるが、σｘ、σｙ、σｚはトップコンクリート２１を含まない断面積で算定するものとする。ただし、後述のように、長期設計荷重に対して引張応力度が生じないように断面照査する際には、梁端の部材断面はトップコンクリート２１を含む合成断面（プレキャスト部材と現場打コンクリートを合成したＴ型断面の面積）とする。

【0051】

また、プレストレスσ（σｘ、σｙ、σｚ）は、ＰＣ緊張材の緊張導入力と、ＰＣ緊張材の図心が部材断面に対して偏心して配設されることによる影響を考慮して合成することとする。つまり、プレストレスσ（σｘ、σｙ、σｚ）の算定値は、Ｐ/Ａと、Ｐ・ｅによる影響を考慮して合成したものとする。ここで、「Ｐ」はＰＣ緊張材による有効緊張導入力、「Ａ」はプレキャスト部材の断面積（トップコンクリート２１を含めない）、「ｅ」はＰＣ緊張材の図心がプレキャスト部材断面の中立軸に対して偏心した距離を意味する。

【0052】

断面に導入されるプレストレスは、偏心なしの場合には一様分布となり、偏心ありの場合には一様分布とはならないが、いずれも本発明を適用することができる。

【0053】

σｘ、σｙ及びσｚは、以下の条件（１）と（２）のいずれも満足することが好ましい。
（１）柱端部材１と梁端部材２の部材断面において、長期設計荷重に対して引張応力度が生じないこと。
（２）柱梁接合部３において、大規模地震時（極稀に起きる地震）に斜めひび割れの発生を許容せず、地震荷重による入力せん断力で生じる斜め引張応力度がコンクリート許容引張応力度以下であること。

【0054】

これにより、各軸方向の部材端断面が所要の構造性能を満足すると共に、柱梁接合部３が３軸圧縮状態になり、地震荷重による入力せん断力によって柱梁接合部３の対角線上に生じる斜め引張力の全部またはその殆どを打ち消し、地震時に斜めひび割れの発生を防ぐことができる。しかも、各軸方向の部材端部断面においては、無理なくそれぞれ合理的にプレストレスを導入することができる。また、大規模地震時に、柱梁接合部３上に生じた斜め引張力の一部が打ち消し切れず残されたとしても、斜め引張力による引張応力度が柱梁接合部３のコンクリートの許容引張応力度以下になるようにしてあるため、柱梁接合部３にとって致命的な斜めせん断ひび割れが発生することなく、耐震性能を保つことができる。

【0055】

また、σｘ、σｙ及びσｚは、以下の条件を満たすことが更に好ましい。
２．０ ≦ σｘ ≦ １０．０ Ｎ/ｍｍ^２
２．０ ≦ σｙ ≦ １０．０ Ｎ/ｍｍ^２
０．６ ≦ σｚ ≦ ９．０ Ｎ/ｍｍ^２

【0056】

これにより、ＰＣ構造物に一般的に使用されているコンクリート設計基準強度（Ｆｃ＝４０〜６０Ｎ／ｍｍ^２）に対応し、導入力が過小又は過大とならず、合理的かつ経済的な設計とすることができる。

【0057】

図３は、柱端部材１と、梁端部材２と、柱中央部材１３と、梁中央部材１４とを有する建物構造物の一部を示す側面図である。建物構造物の基礎として、複数の杭基礎１５の上にそれぞれフーチング１６を設け、フーチング１６の間に基礎梁１７を構築している。

【0058】

各フーチング１６には最下層の１節目のＲＣ造柱（柱中央部材１３）が立設される。本願では、発明の理解を容易なものとするため、最下層で柱端部材１の下部に形成された柱部分を構成する部材も、柱中央部材１３と称する。つまり、柱中央部材１３は、柱の長手方向の中央を構成する部分を有するＲＣ造部材を意味する。

【0059】

最下層の１節目の柱中央部材１３を形成した後、柱中央部材１３の頭部に予め一体化した柱端部材１と梁端部材２を設置する。柱中央部材１３の頭部には予め鉄筋継手のための接続具としてスリーブ等を埋設しておき、柱端部材１の接続鉄筋１０と柱中央部材１３の主筋との間で鉄筋継手を構成することで、柱端部材１と柱中央部材１３とを一体化する。鉄筋継手としては、例えば、図７を参照して後述するモルタル充填式継手を用いることができる。

【0060】

次に、１節目の柱中央部材１３の上に配置した柱端部材１の上に２節目のＲＣ造の柱中央部材１３を立設する。２節目の柱中央部材１３は、現場打ちコンクリート又はプレキャストコンクリートにより形成することができる。柱中央部材１３と柱端部材１は、例えば、モルタル充填式継手等の鉄筋継手により一体化する。

【0061】

以上の作業を同様に繰り返し行うことで、柱端部材１をＰＣ造、柱中央部材１３をＲＣ造で形成した柱を鉛直方向（Ｚ軸方向）に構築することができる。

【0062】

梁中央部材１４は、互いに対向する一対の梁端部材２の間に鉄筋を接続し、現場打コンクリートを打設することで、梁端部材２と一体化して形成する。梁中央部材１４と梁端部材２の鉄筋の接続は、例えば、梁端部材２の端部から露出している上端筋及び下端筋と、梁中央部材１４の上端筋及び下端筋とを重ね継手として行うことができる。

【0063】

また、図６に示すように、柱端部材１に予めアンカー筋（主筋）１８を埋設し、機械式継手１９を用いて、アンカー筋１８とトップコンクリート内主筋２０を接続してトップコンクリート２１を打設して一体化する。

【0064】

従って、本願では、長期設計荷重に対して引張応力度が生じないように断面照査する際には、梁端の部材断面は、図６に示すトップコンクリート２１を含めて形成された合成断面（プレキャストコンクリートと現場打ちコンクリートを合成したＴ型断面）とする。

【0065】

梁中央部材１４とトップコンクリート２１及びスラブ（図示せず）は、現場打ちコンクリートにより一体的に形成する。なお、本願発明に直接関係しない構成部分、例えば、現場打ちコンクリート梁の梁中央部材１４内の配筋詳細等については、従来通りであるので図示や説明は省略する。

【0066】

図４は本第１実施形態の建物構造の一部を示す平面図である。図４に示すように、平面２方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）において、隅柱にはそれぞれ片側のみ梁が配置される。隅柱においては、ＰＣ緊張材が１つの梁端部材２と柱端部材１を貫通して配設される。ＰＣ緊張材は、一方の定着部が柱端部材１の断面内に配置され、他方の定着部が梁端部材２と梁中央部材１４との接合部に配置される。

【0067】

外柱の場合では、Ｘ軸方向とＹ軸方向のいずれかの方向が隅柱と同様に構成され、他方の方向においては、柱端部材１の両側に梁が形成される。両側に梁が形成される方向のＰＣ緊張材は、２つの梁端部材２と柱端部材１を貫通して配設される。また、両側に梁が形成される方向のＰＣ緊張材の定着部は、柱端部材１の断面内には配置されず、両端とも梁端部材２と梁中央部材１４との接合部に配置される。

【0068】

図３と図４に示すように、本第１実施形態の建物構造は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に端部をＰＣ造、中央部をＲＣ造とした柱を形成し、平面２方向（Ｘ軸、Ｙ軸）に端部をＰＣ造、中央部をＲＣ造とした梁を形成した複合構造からなるものとしている。これにより、地震荷重による曲げ応力の大きい部分が耐震性の高いＰＣ造になる。また、柱梁接合部３にプレストレスが導入され、柱梁接合部３が３軸圧縮状態になり、地震荷重による斜めひび割れの発生を防ぐことができる。

【0069】

柱において、地震荷重による曲げ応力が大きく、ＰＣ造とすべき部分（図３において「ｂ」で示す）は、階高（上下層階の梁トップコンクリート間の距離）をＨとすると、梁端部材２の下端から下にＨ／１０〜Ｈ／６の部分と、トップコンクリート２１の上端から上にＨ／１０〜Ｈ／６の部分である。したがって、この範囲内の部分を、柱端部材１によって形成することが好ましい。

【0070】

梁においては、Ｘ軸方向のスパン（柱芯間の距離）をＬｘとし、Ｙ軸方向のスパンをＬｙとすると、ＰＣ造とすべき部分（図３及び図４において「ａｘ」で示す）は、柱芯からＬｘ／６〜Ｌｘ／４の部分と、柱芯からＬｙ／６〜Ｌｙ／４の部分である。したがって、この範囲内の部分を、梁端部材２によって形成することが好ましい。この範囲以外のスパン中央部では地震荷重による曲げ応力が小さくなり、主に長期荷重による曲げ応力が発生するため、従来のＲＣ造の梁で対応できる。

【0071】

次に、本第１実施形態の建物構造の構築方法について、図５から図７を参照して説明する。図５は本第１実施形態に係る建物構造の構築方法を示す側面図である。図６は本第１実施形態に係る建物構造の柱端部材１とその周辺を示す図である。図６（ａ）は側面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＣ−Ｃ断面図である。図７は本第１実施形態に係る建物構造の柱端部材１と柱中央部材１３の接合構造を示す側面図である。

【0072】

＜工程１＞
建物の基礎構造として、複数の杭基礎１５の上にそれぞれフーチング１６と基礎梁１７を構築する。各フーチング１６の上に最下層の１節目の柱中央部材１３を現場打ちコンクリートまたはプレキャスコンクリートで形成する。本実施形態においては、２節目以降の柱とは異なり、１節目の柱の下部はＰＣ造の部材によって構成されず、柱端部材１よりも下の柱の部分は一体に形成される。

【0073】

図７に示すように、ＲＣ造柱の頭部にＰＣ造柱端部材１と鉄筋接続ができるように予めモルタル充填方式による鉄筋継手用のスリーブ２２と、スリーブ２２に接続してあるアンカー筋１８を埋め込む。図示は省略するが、このアンカー筋１８は、ＲＣ造の柱中央部材１３の主筋として柱中央部材１３の軸方向に貫通して配置される。プレキャスト部材として形成された柱端部材１と梁端部材２に予めプレストレスを導入し、ＰＣ圧着接合して一体化したもの（以下ＰＣブロックと称する）を用意する。柱端部材１と梁端部材２をＰＣ圧着接合する作業については、工場にて行うことができるが、ＰＣブロックの運搬が困難である場合には、柱端部材１と梁端部材２をそれぞれ現場に搬入した後に、現場で地組することもできる。また、平面２方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）のいずれか一方向の梁端部材２のみを、工場で柱端部材１とＰＣ圧着接合して一体化し、現場に搬入した後に、残りの梁端部材２を柱端部材１とＰＣ圧着接合することとしてもよい。つまり、ＰＣブロックを形成してから架設するという作業手順が好ましく、柱端部材１と梁端部材２を接合する場所及び手順は問わない。

【0074】

＜工程２＞
図５（ａ）に示すように、ＰＣブロックをＲＣ造の柱中央部材１３の上方に吊り上げ、柱端部材１の接続鉄筋１０を柱中央部材１３の頭部に設けたモルタル充填式継手のスリーブ２２に差し込み、図５（ｂ）に示すように、柱中央部材１３の上にＰＣブロックを載せる。その後、図７に示すスリーブ２２内に無収縮高強度モルタルを充填して硬化させることで、接続鉄筋１０を、スリープ２２を介してアンカー筋１８と接続し、柱中央部材１３と柱端部材１を一体化する。

【0075】

＜工程３＞
対向する梁端部材２の接続鉄筋１０に、梁中央部材１４の下端筋と上端筋を接続する。下端筋と上端筋の鉄筋接続は、鉄筋重ね継手方式とすることが好ましいが、例えば、カプラー接続具を用いた鉄筋接続、ガス圧着継手を用いた鉄筋接続等、他の接続方法を採用してもよい。

【0076】

図６に示すように、トップコンクリート２１用の主筋２０は、梁端部材２の天端から露出させたスターラップ筋１１内に配置し、予め柱端部材１に埋設した機械式継手１９のカプラーにねじ込むことで、柱端部材１内に予め埋め込んだアンカー筋１８と接続する。

【0077】

鉄筋接続した後に、ＲＣ梁として必要な配筋（図示省略）を行い、梁端部材２のトップコンクリート２１を含めて梁中央部材１４に現場打ちコンクリートを打設して硬化することによって、図５（ｃ）に示すように、ＰＣ造の梁端部材２とＲＣ造の梁中央部材１４が一体化されるとともに、梁端において梁端部材２とスラブ協力幅を加えたトップコンクリート２１からなるＴ型断面の合成梁が形成される。最終的にＰＣ造の合成梁端部材と、ＲＣ造の梁中央部材１４とで複合構造の梁が形成される。長期設計荷重に対して引張応力度が生じないように検討する梁端の設計断面としては、この合成梁端部材のＴ型断面とする。

【0078】

＜工程４＞
図５（ｄ）に示すように、形成された１層分の柱梁ラーメン構造の柱端部材１の上に、２節目の柱中央部材１３を現場打ちコンクリートまたはプレキャスコンクリートで形成する。柱中央部材１３を現場打ちコンクリートとする場合、鉄筋接続は、機械式継手、ガス圧接継手等により行うことができる。柱中央部材１３をプレキャストコンクリートとする場合、柱端部材１と柱中央部材１３の鉄筋接続は、１節目の鉄筋接続と同様に、柱端部材１の上方に露出した接続鉄筋１０を、柱中央部材１３の下端部に埋め込んだスリーブ２２に差し込み、無収縮高強度モルタルを充填し、硬化させることにより、接続鉄筋１０をスリーブ２２を介してアンカー筋１８と接続する。これにより、ＲＣ造の柱中央部材１３とＰＣ造の柱端部材１とを一体化する。以後、前述と同じように繰り返し構築して、所定の建物構造を形成することができる。

【0079】

次に、図８を参照して本願の第２実施形態について説明する。図８は本願の第２実施形態に係る建物構造を示す側面図である。本第２実施形態に係る建物構造は、１層目の柱脚の構造において上記第１実施形態と異なるが、その他の点は上記第１実施形態と共通している。したがって、本第２実施形態においては、上記第１実施形態の説明において符号を付して説明した部分については、上記第１実施形態と同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

【0080】

本第２実施形態においては、第１層の柱中央部材１３とフーチング１６の間にＰＣ造の柱脚部材２３を設けている。柱脚部材２３は、柱脚部材２３及びフーチング１６の一部をＺ軸方向（上下方向）に貫通して配置したＰＣ鋼棒７によって、Ｚ軸方向のプレストレスが導入されている。柱脚部材２３は、フーチング１６の上端から上にＨ／１０〜Ｈ／６までの柱の部分を構成することが好ましい。なお、柱脚部材２３は、プレキャスト部材とすることが好ましいが、現場打ちコンクリートとしてもよい。

【0081】

本第２実施形態の建物構造の形成方法は、以下の点において上記第１実施形態の建物の形成方法とは異なる。まず、フーチング１６を形成する際に、ＰＣ鋼棒７を所定の位置に配置し、ＰＣ鋼棒７の中間部から下の部分をフーチング１６内に埋め込む。フーチング１６の上面には、予め目地１２用の欠き込みを形成しておく。次に、目地１２用の欠き込み内にモルタルを敷き、レベルを調整した後、柱脚部材２３に予め埋設したシースに、フーチング１６の上面から突出したＰＣ鋼棒７を通し、柱脚部材２３を目地１２上に配置する。その後、ＰＣ鋼棒７に緊張力を導入し、定着具８を取り付ける。定着具８は柱脚部材２３の上部に形成した欠き込み内に配置する。柱脚部材２３と柱中央部材１３の接合は、柱端部材１とその上に配置された柱中央部材１３の接合と同様に行うことができる。

【0082】

通常、ＲＣ造とするフーチング１６と基礎梁１７は、所要の曲げ剛性を有することが必要であることから大きな断面で形成されるため、上部構造の柱梁接合部３に相当するフーチング１６をＰＣ造とする必要はない。一方で、最下層の柱脚の断面には建物全体の長期荷重による軸力が作用することによって大きな圧縮応力が生じ、地震荷重によって生じる引張応力がこの大きな圧縮応力に相殺される。しかし、低層建物の場合や、スパンが小さくて柱の数が多い場合等、柱１本あたりに受ける軸力が小さくて柱脚に生じる圧縮応力が小さい場合も考えられる。また、地震荷重によって柱脚に大きな引抜力が生じる場合もある。このような場合に、柱脚をＰＣ造として、地震荷重によって柱脚にひび割れや損傷等の発生を抑制することで、建物構造の耐震性及び耐久性を高めることができる。

【符号の説明】

【0083】

１ 柱端部材
２ 梁端部材
３ 柱梁接合部
４ 柱上端部
５ 柱下端部
６ 梁受け用アゴ
７ ＰＣ鋼棒
８ 定着具
９ シース
１０ 接続鉄筋
１１ スターラップ筋
１２ 目地
１３ 柱中央部材
１４ 梁中央部材
１５ 基礎杭
１６ フーチング
１７ 基礎梁
１８ アンカー筋
１９ 機械式継手
２０ トップコンクリート内主筋
２１ トップコンクリート
２２ スリーブ
２３ 柱脚部材

【要約】

【課題】合理的かつ経済的な複合構造及びその形成方法を提供する。
【解決手段】柱端部材１と梁端部材２をいずれもプレキャスト部材とし、柱端部材１は、上層の柱下端部５と柱梁接合部３と下層の柱上端部４とを構成し、柱端部材１をＺ軸方向に貫通したＰＣ緊張材を緊張定着することによって柱端部材１にＺ軸方向のプレストレスを導入し、Ｘ軸方向に配置した梁端部材２と柱端部材１とをＸ軸方向に貫通したＰＣ緊張材の緊張定着によって、Ｘ軸方向に配置された梁端部材２及び柱端部材１にＸ軸方向のプレストレスを導入し、Ｙ軸方向に配置した梁端部材２と柱端部材１とをＹ軸方向に貫通したＰＣ緊張材の緊張定着によって、Ｙ軸方向に配置された梁端部材２及び柱端部材１にＹ軸方向のプレストレスを導入し、柱端部材１と梁端部材２がＰＣ圧着接合により一体化されると共に、柱梁接合部３を３軸圧縮状態とする。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】