特許 6853056 コンクリート柱

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6853056

(24)【登録日】2021年3月15日

(45)【発行日】2021年3月31日

(54)【発明の名称】コンクリート柱

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/20 20060101AFI20210322BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/20 E

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-15484(P2017-15484)

(22)【出願日】2017年1月31日

(65)【公開番号】特開2018-123539(P2018-123539A)

(43)【公開日】2018年8月9日

【審査請求日】2019年7月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000174943

【氏名又は名称】三井住友建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】特許業務法人 大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】江頭 寛

(72)【発明者】

【氏名】新上 浩

(72)【発明者】

【氏名】小坂 英之

(72)【発明者】

【氏名】平野 秀和

【審査官】 須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５５−１２９５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２８０３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０９６５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８５４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９９３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３６１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１００５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１７０２４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００１０９９２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｂ １／１６

Ｅ０４Ｂ １／２０

Ｅ０４Ｂ １／２１

Ｅ０４Ｂ １／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多層の建物に於けるコンクリート柱であって、
複数の下部主筋及び下部コンクリート部分を有する下部柱と、
複数の上部主筋及び上部コンクリート部分を有する上部柱と、
横断面視で前記下部主筋及び前記上部主筋よりも内側に配置され、前記下部コンクリート部分の上端に設けられた下凹部及び前記上部コンクリート部分の下端に設けられた上凹部に受容されて前記下部柱及び前記上部柱間のせん断力及び軸方向圧縮力を伝達する関節部材と
を備え、
前記複数の上部主筋の一部が前記複数の下部主筋の一部に接合され、前記複数の上部主筋の残部が前記複数の下部主筋の何れにも接合されておらず、前記複数の下部主筋の残部が前記複数の上部主筋の何れにも接合されていないことを特徴とするコンクリート柱。

【請求項2】

前記関節部材は、所定の階層の１／３〜２／３の高さに位置することを特徴とする請求項１に記載のコンクリート柱。

【請求項3】

前記複数の下部主筋の前記一部又は前記複数の上部主筋の前記一部は、対応する前記下部コンクリート部分の上端側又は前記上部コンクリート部分の下端側の所定の区間に付着していないことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート柱。

【請求項4】

フープ筋を更に備え、
前記関節部材が存在する区間に於ける上下方向の単位長さ当たりの前記フープ筋の量は、前記関節部材が存在する区間に近接する部分に於ける上下方向の単位長さ当たりの前記フープ筋の量よりも多いことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のコンクリート柱。

【請求項5】

前記複数の下部主筋及び／又は前記複数の上部主筋の各々は、梁に交差する部分の強度が端部の強度よりも高い、部分高強度鉄筋からなることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のコンクリート柱。

【請求項6】

前記下部柱及び／又は前記上部柱の前記関節部材に対する少なくとも１方向への傾動を許容するべく、前記関節部材の下部及び／又は上部は、受容される前記下凹部及び／又は前記上凹部に摺接可能な曲面又は角部を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のコンクリート柱。

【請求項7】

前記関節部材は、前記下部コンクリート部分及び前記上部コンクリート部分よりも高強度のコンクリートからなることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のコンクリート柱。

【請求項8】

前記建物の中柱に適用されることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のコンクリート柱。

【請求項9】

前記下部柱及び前記上部柱がプレキャストコンクリート部材からなることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のコンクリート柱。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、多層の建物に於けるコンクリート柱、特に、コンクリート柱の接合構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、プレキャストコンクリート部材（以下、「ＰＣａ部材」と記す）を用いて多層の建物を構築する場合、柱梁接合部で下層階の柱と上層階の柱とを剛接合し、柱梁によるラーメン構造の骨組にすることが一般的であった（例えば特許文献１〜３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−１２０１６６号公報

【特許文献2】特開２００６−２２５８９７号公報

【特許文献3】特開２０１３−２２１３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図１０は、従来技術に係るコンクリート造の柱１及び梁２を備える多層のラーメン構造３の、下層階に於ける曲げモーメント図を示す。地震時に柱１に生じる曲げモーメントの反曲点４（曲げモーメントの正負が入れ替わる点）は、最下階では柱頭側に偏ることが多かった。また、最上階に於ける反曲点４は、柱脚側に偏ることが多かった（図示せず）。そのため、反曲点４から遠い側の柱脚部又は柱頭部で曲げモーメントの絶対値が大きくなり、柱脚部又は柱頭部に必要な主筋量に合わせてその階層のコンクリート柱の全体に主筋を配置すると、建設コストが増加する要因となっていた。

【0005】

このような問題を鑑み、本発明は、設計者が、地震時に生じる曲げモーメントの反曲点を所望の位置に設定できる、多層の建物に於けるンクリート柱を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係るコンクリート柱は、多層の建物に於けるコンクリート柱（１１）であって、複数の下部主筋（１７）及び下部コンクリート部分（１８）を有する下部柱（１４）と、複数の上部主筋（１９）及び上部コンクリート部分（２０）を有し、該複数の上部主筋の少なくとも一部（１９ａ）が前記複数の下部主筋の少なくとも一部（１７ａ）に接合された上部柱（１５）と、横断面視で前記下部主筋及び前記上部主筋よりも内側に配置され、前記下部コンクリート部分の上端に設けられた下凹部（２３）及び前記上部コンクリート部分の下端に設けられた上凹部（２４）に受容されて前記下部柱及び前記上部柱間のせん断力及び軸方向圧縮力を伝達する関節部材（１６）とを備えることを特徴とする。

【0007】

この構成によれば、下部柱と上部柱とを接合した接合継手部（１３）に反曲点（４）が生じるため、建物の設計者は、接合継手部の位置を決めることにより、所望の位置に反曲点を設定することができる。

【0008】

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係るコンクリート柱は、上記構成に於いて、前記複数の下部主筋の他の一部（１７ｂ）及び前記複数の上部主筋の他の一部（１９ｂ）は、互いに接合されていないことを特徴とする。

【0009】

反曲点及びその近傍では、地震時の曲げモーメントが０に近い状態となるため、大半の主筋の継手が不要となる。よって、一部の主筋の継手を行わないことにより、継手のための材料コスト及び施工コストを低減できる。

【0010】

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係るコンクリート柱は、上記構成の何れかに於いて、前記関節部材は、所定の階層の１／３〜２／３の高さに位置することを特徴とする。

【0011】

この構成によれば、地震時に所定の階層の柱脚部と柱頭部とに生じる曲げモーメントの絶対値が近似し、反曲点が柱脚部又は柱頭部に寄っている場合に比べて曲げモーメントの絶対値の最大値が減少する。そのため、主筋の量の増加を抑制できる。

【0012】

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係るコンクリート柱は、上記構成の何れかに於いて、前記複数の下部主筋の前記少なくとも一部又は前記複数の上部主筋の前記少なくとも一部は、対応する前記下部コンクリート部分の上端側又は前記上部コンクリート部分の下端側の所定の区間に付着していないことを特徴とする。

【0013】

この構成によれば、地震時に、接合継手部の回転に対する抵抗を低減し、回転によって生じる下部及び上部コンクリート部分の破損を低減することができる。

【0014】

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係るコンクリート柱は、上記構成の何れかに於いて、フープ筋（２５，２６）を更に備え、前記関節部材が存在する区間に於ける上下方向の単位長さ当たりの前記フープ筋（２５）の量は、前記関節部材が存在する区間に近接する部分に於ける上下方向の単位長さ当たりの前記フープ筋（２６）の量よりも多いことを特徴とする。

【0015】

この構成によれば、関節部材と下部コンクリート部分及び上部コンクリート部分との間の軸方向圧縮力及び地震時の水平方向せん断力に対して、下部コンクリート部分及び上部コンクリート部分の接合継手部を補強することができる。

【0016】

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係るコンクリート柱は、上記構成の何れかに於いて、前記複数の下部主筋及び／又は前記複数の上部主筋の各々は、梁に交差する部分の強度が端部の強度よりも高い、部分高強度鉄筋からなることを特徴とする。

【0017】

接合継手部（反曲点）から離間した梁と柱との交差部は、地震時の曲げモーメントの絶対値が大きくなるが、この構成によれば、交差部の鉄筋強度が高いため、交差部に於いて主筋量を増加させる必要がない。

【0018】

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係るコンクリート柱は、上記構成の何れかに於いて、前記下部柱及び／又は前記上部柱の前記関節部材に対する少なくとも１方向への傾動を許容するべく、前記関節部材の下部及び／又は上部は、受容される前記下凹部及び／又は前記上凹部に摺接可能な曲面又は角部（２７）を有することを特徴とする。

【0019】

この構成によれば、傾動時に於ける関節部材と下凹部及び／又は上凹部との摩擦力を低減することができる。

【0020】

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係るコンクリート柱は、上記構成の何れかに於いて、前記関節部材は、前記下部コンクリート部分及び前記上部コンクリート部分よりも高強度のコンクリートからなることを特徴とする。

【0021】

この構成によれば、比較的安価な材料で関節部材を製造することができ、軸方向圧縮力及び地震時のせん断力の伝達を確実に行える。

【0022】

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係るコンクリート柱は、上記構成の何れかに於いて、前記建物の中柱（建物の骨組の外周部よりも内側に配置された柱）に適用されることを特徴とする。

【0023】

この構成によれば、中柱には軸方向の引張力は作用しないため、接合継手部で主筋の継手を減らすことができ、これにより、接合継手部に於ける曲げモーメントへの抵抗を低減できる。

【0024】

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係るコンクリート柱は、上記構成の何れかに於いて、前記下部柱及び前記上部柱がプレキャストコンクリート部材からなることを特徴とする。

【0025】

この構成によれば、工期を短縮できる。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、設計者が、地震時に生じる曲げモーメントの反曲点を所望の位置に設定できる、多層の建物に於けるコンクリート柱を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】実施形態に係るコンクリート柱の曲げモーメント図

【図2】実施形態に係るコンクリート柱の接合部の縦断面

【図3】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図

【図4】実施形態に係るコンクリート柱の接合部の変形例を示す横断面図

【図5】実施形態に係るコンクリート柱に適用される関節部材の例を示す斜視図（全方向回転）

【図6】実施形態に係るコンクリート柱に適用される関節部材の例を示す斜視図（二方向回転）

【図7】実施形態に係るコンクリート柱に適用される関節部材の例を示す斜視図（一方向回転）

【図8】実施形態に係るコンクリート柱に適用される関節部材の例を示す斜視図（無回転）

【図9】実施形態に係るコンクリート柱の変形例（関節部材を施工現場で作成した場合）を示す模式的断面図

【図10】従来例に係る下層のコンクリート柱の曲げモーメント図

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１に示すように、多層の建物の骨組１０は、鉛直方向に延在する鉄筋コンクリート造の柱１１と、水平方向に延在し、柱１１に剛接合された鉄筋コンクリート造の梁１２とを備える。柱１１及び梁１２は、ＰＣａ部材を用いて構築されることが好ましいが、現場打ちコンクリートを用いて構築してもよい。骨組１０に於ける少なくとも１つの柱１１の少なくとも１つの階層には、実質的にピン型接合とみなせる接合継手部１３が設けられている。

【0029】

図２及び図３を参照して、接合継手部１３の構造を詳細に説明する。なお、断面図では、柱１１の本体部分のコンクリートを透視したように示す。接合継手部１３が設けられた柱１１は、下方に配置されたＰＣａ部材からなる下部柱１４と、上方に配置されたＰＣａ部材からなる上部柱１５と、下部柱１４と上部柱１５との間に配置された関節部材１６とを備える。なお、柱１１を構成するＰＣａ部材の内、上端及び下端の双方が接合継手部１３によって接合されるものは、上端側の接合継手部１３から見れば下部柱１４となり、下端側の接合継手部１３から見れば上部柱１５となる。

【0030】

下部柱１４は、鉛直方向に沿って延在する複数の下部主筋１７と、下部主筋１７を埋設する下部コンクリート部分１８とを有する。上部柱１５は、鉛直方向に沿って延在する複数の上部主筋１９と、上部主筋１９を埋設する上部コンクリート部分２０とを有する。

【0031】

複数の下部主筋１７と複数の上部主筋１９とは、その一部である接合下部主筋１７ａと接合上部主筋１９ａとが機械式継手により互いに接合され、残りの非接合下部主筋１７ｂと非接合上部主筋１９ｂとは互いに接合されない。接合下部主筋１７ａ及び接合上部主筋１９ａは、互いに等間隔に配置されていることが好ましく、例えば、複数の下部主筋１７及び複数の上部主筋１９の内、横断面視で４隅に配置されたものを接合下部主筋１７ａ及び接合上部主筋１９ａとし、それ以外のものを非接合下部主筋１７ｂ及び非接合上部主筋１９ｂとすることができる。機械式継手は、上部コンクリート部分２０の下端に鉛直方向に沿って埋設されて接合上部主筋１９ａの下端を受容する接続管２１に、下部コンクリート部分１８の上端から突出する接合下部主筋１７ａの上端を挿入した後、グラウトを注入することによりなされる。非接合下部主筋１７ｂの上端及び非接合上部主筋１９ｂの下端は、１８０度フックにするか機械式定着具を設けることにより、定着長さを短くしてもよい。

【0032】

また、地震によってピン型接合の接合継手部１３に回転（下部柱１４及び／又は上部柱１５の関節部材１６に対する傾動）が生じる際に、下部コンクリート部分１８の損傷を防止し、かつ接合継手部１３の曲げ抵抗を低減するために、接合下部主筋１７ａは、下部コンクリート部分１８の上端側の所定の区間で、下部コンクリート部分１８のコンクリートを付着させないことが好ましい。具体的には、接合下部主筋１７ａは、下部コンクリート部分１８の上端側に鉛直方向に沿って埋設され、かつグラウトが充填されていないシース管等の中空管２２内を貫通することにより、中空管２２の延在区間で下部コンクリート部分１８のコンクリートを付着させない。なお、中空管２２を設置することに代えて、その区間で接合下部主筋１７ａにテープを巻くことにより、コンクリートの付着を防いでもよい。

【0033】

また、下部主筋１７及び／又は上部主筋１９として、梁１２に交差する部分の強度が、高周波熱処理等によって端部の強度よりも高められた部分高強度鉄筋を用いてもよい。梁１２との交差部には比較的大きな曲げモーメントが生じるが、高強度鉄筋を用いることにより、梁１２との交差部の下部主筋１７及び上部主筋１９を増量する必要がなくなる。また、例えばＳＤ９８０級相当の強度の鉄筋を継手する機械式継手は、本願出願時点では存在しないため、全体が高強度の鉄筋を本実施形態の主筋に適用することは事実上できないが、端部が通常の強度（例えば、ＳＤ３９０）の部分高強度鉄筋であれば、機械式継手として、通常の強度の鉄筋用のものを使用することができるため、本実施形態の主筋に適用することができる。梁１２との交差部よりも曲げモーメントが小さい階層の中間部に接合継手部１３を設ける場合は、このような部分高強度鉄筋を適用することができる。

【0034】

関節部材１６は、下部コンクリート部分１８の上端に設けられた下凹部２３と、上部コンクリート部分２０の下端に設けられた上凹部２４とに受容されるように、下部柱１４と上部柱１５との間に配置される。

【0035】

関節部材１６と下凹部２３及び上凹部２４との間には、軸方向圧縮力が加わり、更に、地震時には水平方向のせん断力が作用する。そのため、下部柱１４及び上部柱１５の接合継手部１３を補強する必要があるときは、下部柱１４及び上部柱１５は、それぞれ、関節部材１６が存在する区間に拘束フープ筋２５を配置する。上下方向の単位長さ当たりに配置される拘束フープ筋２５の量は、通常のフープ筋２６、すなわち、関節部材１６が存在する区間に近接する部分に配置されたフープ筋２６のものよりも多い。拘束フープ筋２５は、図３に示すように、全ての下部主筋１７又は上部主筋１９を取り囲むように配置される。なお、拘束フープ筋２５は、図４に示すように、一部の下部主筋１７又は上部主筋１９と関節部材１６とを取り囲むように配置されてもよい。この場合、拘束フープ筋２５に取り囲まれる下部主筋１７又は上部主筋１９は、互いに等間隔に、又は横断面視で線対称をなす位置に配置された下部主筋１７又は上部主筋１９であることが好ましい。

【0036】

関節部材１６の形状は、接合継手部１３に要求される性能や構造形態に応じて変更できる。図５は、接合継手部１３を全方向に回転可能なピン結合とする場合に適する関節部材１６の形状の例を示す。図５ａの関節部材１６は球体であり、このときの下凹部２３及び上凹部２４の形状は、それぞれ、関節部材１６の下部及び上部に摺接するように、球体の半径と同一又は僅かに大きい半径を有する球面の下端側及び上端側の一部の形状である。下部柱１４及び上部柱１５の双方が関節部材１６に対して全方向に回転可能である。

【0037】

図５ｂの関節部材１６の下部は軸線が鉛直方向に延在する円柱体であり、上部が半球体である。このときの下凹部２３は、円柱体の関節部材１６の下部を嵌合し、上凹部２４は、図５ａの関節部材１６に対応する上凹部２４と同様の形状であって関節部材１６の上部に摺接する。下部柱１４は関節部材１６に対して回転しないが、上部柱１５が関節部材１６に対して全方向に回転可能である。

【0038】

図５ｃの関節部材１６は、円柱体の上下の底面に、それぞれ、端部側が細い円錐台を重ねた形状である。端部向かうにつれて、段階的に側面の傾斜が水平方向に近づき、１つの球面が外接する角部２７（下凹部２３又は上凹部２４の表面を摺動する辺）を複数有するような、複数の円錐台を重ね合わせた多角形状としてもよい。このときの下凹部２３及び上凹部２４の形状は、それぞれ、外接球の半径と同一又は僅かに大きい半径を有する球面の下端側及び上端側の一部の形状である。下部柱１４及び上部柱１５の双方が関節部材１６に対して全方向に回転可能である。

【0039】

図５ｄの関節部材１６の下部は円柱体であり、上部は図５ｃの上部と同様の形状である。このときの下凹部２３は、円柱体の関節部材１６の下部を嵌合する円柱面の形状であり、上凹部２４は、図５ｃの関節部材１６に対応する上凹部２４と同様の形状である。下部柱１４は関節部材１６に対して回転しないが、上部柱１５が関節部材１６に対して全方向に回転可能である。

【0040】

図６は、接合継手部１３を２方向に回転可能なピン結合とする場合に適する関節部材１６の形状の例を示す。図６ａの関節部材１６は、軸線が水平方向に延在して直径と高さが互いに等しい円柱体を、軸線を通る水平面で２つに分割し、２つの半円柱を鉛直方向を軸に互いに９０°回転させて結合させた形状を呈する。このときの下凹部２３及び上凹部２４の形状は、それぞれ、関節部材１６の下部及び上部に対応する向きに構成された、円柱体の半径と同一又は僅かに大きい半径を有する円柱面の下端側及び上端側の一部の形状である。上部柱１５が、関節部材１６に対して１方向（Ｘ方向）に回転可能であり、下部柱１４が、関節部材１６に対してＸ方向に直交する１方向（Ｙ方向）に回転可能であることによって、接合継手部１３は２方向に回転可能となっている。

【0041】

図６ｂの関節部材１６は、軸線が水平方向に延在し、かつ２つの側面が水平に配置された正八角柱を、軸線を通る水平面で２つに分割し、２つの角柱を鉛直方向を軸に互いに９０°回転させて結合させた形状を呈する。このときの下凹部２３及び上凹部２４の形状は、それぞれ、関節部材１６の下部及び上部に対応する向きに構成された、角柱に外接する円柱の半径と同一の又は僅かに大きい半径を有する円柱面の下端側及び上端側の一部の形状である。上部柱１５が、関節部材１６に対して１方向（Ｘ方向）に回転可能であり、下部柱１４が、関節部材１６に対してＸ方向に直交する１方向（Ｙ方向）に回転可能であることによって、接合継手部１３は２方向に回転可能となっている。

【0042】

図７は、接合継手部１３を１方向に回転可能なピン結合とする場合に適する関節部材１６の形状の例を示す。図７ａの関節部材１６は軸線が水平方向に延在する円柱体であり、このときの下凹部２３及び上凹部２４の形状は、それぞれ、関節部材１６に対応する向きに配置され、かつ円柱体の半径と同一又は僅かに大きい半径を有する円柱面の下端側及び上端側の一部の形状である。下部柱１４及び上部柱１５の双方が関節部材１６に対して同一の１方向に回転可能である。

【0043】

図７ｂの関節部材１６の下部は直方体であり、上部は、図７ａの関節部材１６の上部と同様の底面が半円の柱体である。このときの下凹部２３は、関節部材１６の下部を嵌合する形状であり、上凹部２４は、図７ａの関節部材１６に対応する上凹部２４と同様の形状である。下部柱１４は関節部材１６に対して回転しないが、上部柱１５が関節部材１６に対して１方向に回転可能である。

【0044】

図７ｃの関節部材１６は、軸線が水平方向に延在し、かつ２つの平面が水平に配置された正八角柱体である。正八角柱体に変えて、円柱が外接する、他の多角形の柱体としてもよい。下凹部２３及び上凹部２４は、それぞれ、関節部材１６に対応する向きに配置された正八角柱体に外接する円柱又はそれよりも僅かに大きい円柱面の下部及び上部の一部の形状である。関節部材１６の軸線に平行な辺からなる角部２７が下凹部２３及び上凹部２４の表面を摺動することにより、下部柱１４及び上部柱１５の双方が関節部材１６に対して同一の１方向に回転可能である。

【0045】

図７ｄの関節部材１６の下部は、図７ｂの関節部材１６の下部と同様であり、上部は図７ｃの関節部材１６の上部と同様の形状である。このときの下凹部２３は、関節部材１６の下部を嵌合するであり、上凹部２４は、図７ｃの関節部材１６に対応する上凹部２４と同様の形状である。下部柱１４は関節部材１６に対して回転しないが、上部柱１５が関節部材１６に対して１方向に回転可能である。

【0046】

図５ａ及び図５ｂ、図６ａ、並びに図７ａ及び図７ｂの形状の関節部材１６は、曲面で下凹部２３及び上凹部２４に摺接するため、回転時の摩擦力を抑制することが要求される場合に適し、図５ｃ及び図５ｄ、図６ｂ、並びに図７ｃ及び図７ｄの形状の角部２７を有する関節部材１６は、コンクリートから関節部材１６を作成する場合であって、その型枠の作成及び設置等の施工性を重視する場合に適する。なお、図５ｂ及び図５ｄ、並びに図７ｂ及び図７ｄの形状の関節部材１６を有する接合継手部１３は、関節部材１６の上下を逆にし、かつ下凹部２３と上凹部２４との形状を入れ替えて、上部柱１５は関節部材１６に対して回転しないが、下部柱１４が関節部材１６に対して回転可能としてもよい。

【0047】

図８は、接合継手部１３を無回転とする場合に適する関節部材１６の形状の例を示す。図８の関節部材１６は、鉛直方向に直交する面を有する直方体をなす。下凹部２３及び上凹部２４は、それぞれ、関節部材１６の直方体形状の下部及び上部を嵌合する形状を有する。図８に示す関節部材１６は、接合継手部１３を設けなくても反曲点４（図１１参照）となる位置に、接合継手部１３を設ける場合に適する。

【0048】

なお、図１〜図３では、関節部材１６の中心が、下部コンクリート部分１８と上部コンクリート部分２０との継ぎ目に位置する場合を示している。しかし、関節部材１６の下端側が下凹部２３に受容され、上端側が上凹部２４に受容される範囲において、関節部材１６の中心が、下部コンクリート部分１８と上部コンクリート部分２０との継ぎ目から上下方向にずれていてもよい。この場合、下凹部２３及び上凹部２４の形状はそのずれに対応して変形される。例えば、関節部材１６が図５ａに示すように球体であって、球体の中心が下部コンクリート部分１８側にずれている場合は、下凹部２３は、下方が球面の下半分の形状であり、その上方は、関節部材１６を挿入できるように球体の最大横断面と等しい輪郭又はそれよりも大きい輪郭で開放されており、上凹部２４は、球面の上端側の一部の形状である。

【0049】

関節部材１６は、下部コンクリート部分１８及び上部コンクリート部分２０よりも高い強度を有することが好ましく、例えば、高強度コンクリートや鋼材、樹脂等を素材とすることができる。関節部材１６をＰＣａ部材としてもよく、また、注入グラウトを用いて建物の施工現場で作成してもよい（図９参照）。

【0050】

下部コンクリート部分１８の上端と上部コンクリート部分２０の下端との間には、目地２８が配置される。目地２８を、鉛直方向の圧縮力を負担しない有機性のシール目地とすれば、目地２８を耐火被覆する必要がなく、地震時の接合継手部１３の回転に対する回転追従性が良好となる。また、目地２８を、低強度のモルタル目地とすれば、材料コストを低減でき、地震時には、モルタルが破壊することで接合継手部１３が回転可能となり、破壊しても容易に修復できる。

【0051】

柱１１の接合継手部１３は、下部柱１４を所定の位置に配置し、関節部材１６を下凹部２３に載置し、上部柱１５を、関節部材１６の上部を上凹部２４が受容し、かつ接続管２１に接合下部主筋１７ａが挿入されるように、上方から下方に向かって移動させて所定の位置に配置し、接続管２１にグラウトを注入して、接合下部主筋１７ａと接合上部主筋１９ａとを互いに接合し、目地２８を施工することによって構築される。

【0052】

関節部材１６を建物の施工現場で作成する場合は、下部柱１４を所定の位置に配置し、接合下部主筋１７ａが接続管２１に挿入されるように、上部柱１５を上方から下方に向かって移動させて所定の位置に配置した後に、図９に示すように、下凹部２３及び上凹部２４の周囲の、下部コンクリート部分１８の上端及び上部コンクリート部分２０の下端間にバックアップ材２９を配置して、グラウトを下凹部２３及び上凹部２４に注入して関節部材１６を作成する。接続管２１へのグラウトの注入は、関節部材１６の作成の前後のどちらで行ってもよい。その後、目地２８を施工する。

【0053】

接合継手部１３を有する柱１１は、軸方向の引張力が作用しない建物の中柱に適用することができる。また、接合継手部１３を有する柱１１は、耐震壁（図示せず）等の他の部材に軸方向の引張力を負担させることにより、又は、接合下部主筋１７ａ及び接合上部主筋１９ａの量を増やして引張力に抵抗させることにより、建物の外柱に適用することも可能である。

【0054】

接合継手部１３は、軸方向圧縮力及びせん断力には抵抗するが、曲げ力には抵抗しない。そのため、図１に示すように、接合継手部１３を設けることにより、地震時の曲げモーメントの分布が変化し、反曲点４が接合継手部１３を設けた位置に生じる。従って、接合継手部１３を設けることにより、設計者の意図する位置に反曲点４を設定することができる。関節部材１６が、階層の中間部、例えば１／３〜２／３の高さ、好ましくは１／２の高さに位置するように、接合継手部１３を設ければ、柱脚部及び柱頭部の曲げモーメントの絶対値が近似し又は等しくなって、曲げモーメントの絶対値の最大値が減少する。そのため、下部主筋１７及び上部主筋１９の量を減少させて材料コストを低減することができる。また、接合継手部１３を設計者の意図する柱の位置に設けることにより、建物の骨組１０の全体に生じる曲げモーメントの分布を変更して、経済的な建物を設計することもできる。

【0055】

また、接合継手部１３は、地震時に生じる曲げモーメントがゼロに近い状態になるため、全ての下部主筋１７及び上部主筋１９を互いに接合する必要がなく、また、低強度の鉄筋用の機械式継手を使用することができ、機械式継手の材料コスト及び施工コストを低減することができる。

【0056】

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、接合下部主筋と非接合下部主筋との割合及び配置、並びに、接合上部主筋と非接合上部主筋との割合及び配置は変更してもよく、すべての下部主筋及び上部主筋を接合してもよい。また、接合下部主筋と接合上部主筋との互いに接合を下部コンクリート部分の上端側で行ってもよく、この場合、接合下部主筋を下部コンクリート部分の上端側で付着させない構成に代えて、接合上部主筋を上部コンクリート部分の下端側で付着させない構成としてもよい。

【符号の説明】

【0057】

４：反曲点
１０：多層の建物の骨組
１１：柱
１２：梁
１３：接合継手部
１４：下部柱
１５：上部柱
１６：関節部材
１７：下部主筋
１７ａ：接合下部主筋
１７ｂ：非接合下部主筋
１８：下部コンクリート部分
１９：上部主筋
１９ａ：接合上部主筋
１９ｂ：非接合上部主筋
２０：上部コンクリート部分
２３：下凹部
２４：上凹部
２５：拘束フープ筋
２６：フープ筋
２７：角部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】