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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024113858
(43)【公開日】2024-08-23
(54)【発明の名称】柱頭構造
(51)【国際特許分類】
   E04B 1/20 20060101AFI20240816BHJP
   E04B 1/58 20060101ALI20240816BHJP
【FI】
E04B1/20 E
E04B1/58 506P
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023019101
(22)【出願日】2023-02-10
(71)【出願人】
【識別番号】000166432
【氏名又は名称】戸田建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001014
【氏名又は名称】弁理士法人東京アルパ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】西村 英一郎
(72)【発明者】
【氏名】三好 雅人
(72)【発明者】
【氏名】細谷 典弘
(72)【発明者】
【氏名】千田 啓吾
(72)【発明者】
【氏名】中村 匠
(72)【発明者】
【氏名】清水 隆
【テーマコード(参考)】
2E125
【Fターム(参考)】
2E125AA04
2E125AA14
2E125AB01
2E125AB12
2E125AC01
2E125AC15
2E125AG03
2E125AG12
2E125BA07
2E125BA22
2E125BB30
2E125BD01
2E125BE07
2E125CA14
(57)【要約】
【課題】構造性能を実質的に低下させることなく、ガセットプレートとの干渉を防ぐ。
【解決手段】定着プレート41aは、梁12a(第一鉄骨梁)のフランジ21(上側フランジ)の上に載置された第一端部と、梁12c(第二鉄骨梁)のフランジ21(上側フランジ)の上に載置された第二端部と、主筋31b(第一主筋)が挿通されて定着された第一挿通穴と、主筋31c(第四主筋)が挿通されて定着された第二挿通穴と、主筋31a(第五主筋)が挿通されて定着された第三挿通穴とを有する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一主筋と、前記第一主筋と略平行に配列された第二主筋と、前記第一主筋から見て前記第二主筋とは異なる方向に前記第一主筋と略平行に配列された第三主筋と、前記第一主筋と前記第二主筋との間に前記第一主筋と略平行に配列された第四主筋と、前記第一主筋と前記第三主筋との間に前記第一主筋と略平行に配列された第五主筋とを有する鉄筋コンクリート柱と、
上側フランジを有し、前記鉄筋コンクリート柱の頂部に接合され、前記第四主筋と前記第二主筋との間を通り抜けて延びる第一鉄骨梁と、
上側フランジを有し、前記鉄筋コンクリート柱の頂部及び前記第一鉄骨梁に接合され、前記第五主筋と前記第三主筋との間を通り抜けて延びる第二鉄骨梁と、
前記第一鉄骨梁の前記上側フランジの上に載置された第一端部と、前記第二鉄骨梁の前記上側フランジの上に載置された第二端部と、前記第一主筋が挿通されて定着された第一挿通穴と、前記第四主筋が挿通されて定着された第二挿通穴と、前記第五主筋が挿通されて定着された第三挿通穴とを有する定着プレートと、
を備える、
柱頭構造。
【請求項2】
前記鉄筋コンクリート柱は、前記第二主筋から見て前記第一主筋とは異なる方向に前記第二主筋と略平行に配列された第六主筋と、前記第二主筋と前記第四主筋との間に前記第二主筋と略平行に配列された第七主筋と、前記第二主筋と前記第六主筋との間に前記第二主筋と略平行に配列された第八主筋とを有し、
上側フランジを有し、前記鉄筋コンクリート柱の頂部及び前記第一鉄骨梁に接合され、前記第八主筋と前記第六主筋との間を通り抜けて延びる第三鉄骨梁と、
前記第一鉄骨梁の前記上側フランジの上に載置された第一端部と、前記第三鉄骨梁の前記上側フランジの上に載置された第二端部と、前記第二主筋が挿通されて定着された第一挿通穴と、前記第七主筋が挿通されて定着された第二挿通穴と、前記第八主筋が挿通されて定着された第三挿通穴とを有する第二定着プレートと、
を備える、
請求項1の柱頭構造。
【請求項3】
前記第一鉄骨梁は、前記上側フランジの上面から突設されたガセットプレートを有し、
前記第二定着プレートの前記第一端部は、前記ガセットプレートを挟んで前記定着プレートの前記第一端部と対向して配列されている、
請求項2の柱頭構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、柱鉄筋コンクリート造-梁鉄骨造複合構造の柱頭構造に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1は、柱鉄筋コンクリート造-梁鉄骨造複合構造の柱頭構造を開示している。
非特許文献1は、プレキャスト鉄筋コンクリート造骨組の最上階主筋の定着方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平11-166267号公報
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】石岡拓 他「プレキャスト鉄筋コンクリート造骨組の最上階主筋の定着方法に関する実験的研究」、コンクリート工学年次論文集、日本コンクリート工学協会、2009年、31巻2号、289~294ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1の柱頭構造は、柱梁仕口部にU字型定着補強筋を装着しているので、そこにガセットプレートを有する鉄骨梁には、適用できない。
非特許文献1の定着方法は、梁が鉄筋コンクリートではなく鉄骨である場合にも応用できるが、ロ形定着プレートを用いるので、やはり、ガセットプレートを有する鉄骨梁には、適用できない。
この発明は、例えばこのような課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
柱頭構造は、第一主筋と、前記第一主筋と略平行に配列された第二主筋と、前記第一主筋から見て前記第二主筋とは異なる方向に前記第一主筋と略平行に配列された第三主筋と、前記第一主筋と前記第二主筋との間に前記第一主筋と略平行に配列された第四主筋と、前記第一主筋と前記第三主筋との間に前記第一主筋と略平行に配列された第五主筋とを有する鉄筋コンクリート柱と、上側フランジを有し、前記鉄筋コンクリート柱の頂部に接合され、前記第四主筋と前記第二主筋との間を通り抜けて延びる第一鉄骨梁と、上側フランジを有し、前記鉄筋コンクリート柱の頂部及び前記第一鉄骨梁に接合され、前記第五主筋と前記第三主筋との間を通り抜けて延びる第二鉄骨梁と、前記第一鉄骨梁の前記上側フランジの上に載置された第一端部と、前記第二鉄骨梁の前記上側フランジの上に載置された第二端部と、前記第一主筋が挿通されて定着された第一挿通穴と、前記第四主筋が挿通されて定着された第二挿通穴と、前記第五主筋が挿通されて定着された第三挿通穴とを有する定着プレートとを有する。
【発明の効果】
【0007】
前記柱頭構造によれば、構造性能を実質的に低下させることなく、ガセットプレートとの干渉を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】柱頭構造の一例を示す平面図。
図2】前記柱頭構造を示す正面図。
図3】前記柱頭構造を示す右側面図。
図4】比較例の柱頭構造を示す平面図。
図5】柱頭構造の荷重-変形関係を示すグラフ図。
図6】柱頭構造の柱主筋ひずみ分布を示すグラフ図。
図7】柱頭構造の柱主筋ひずみ分布を示すグラフ図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1~3を参照して、柱頭構造10について説明する。
柱頭構造10は、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁との混合構造を有する建物において、柱の頂部における柱梁接合部に用いられる構造である。
柱頭構造10は、例えば、梁12a~12cと、柱13と、柱梁接合部14とを有する。
【0010】
柱13は、例えば鉄筋コンクリート製であり、概ね±Z方向に延びている。
柱13は、例えば、主筋31a~31lと、帯筋(不図示)と、それらの周りを覆うコンクリート32とを有する。
【0011】
主筋31a~31lは、互いに対して略平行に配列され、概ね±Z方向に延びている。主筋31a~31lの+Z側の端部(上端)は、柱梁接合部14の上に達している。
主筋31b(第一主筋)は、柱13の+X側かつ-Y側の角に配置されている。
主筋31e(第二主筋)は、柱13の+X側かつ+Y側の角に配置されている。
主筋31h(第六主筋)は、柱13の-X側かつ+Y側の角に配置されている。
主筋31k(第三主筋)は、柱13の-X側かつ-Y側の角に配置されている。
主筋31a(第五主筋)は、主筋31bと主筋31kとの間に配置されている。
主筋31c(第四主筋)は、主筋31bと主筋31eとの間に配置されている。
主筋31d(第七主筋)は、主筋31eと主筋31cとの間に配置されている。
主筋31f(第八主筋)は、主筋31eと主筋31hとの間に配置されている。
主筋31gは、主筋31hと主筋31fとの間に配置されている。
主筋31iは、主筋31hと主筋31kとの間に配置されている。
主筋31jは、主筋31kと主筋31iとの間に配置されている。
主筋31lは、主筋31kと主筋31aとの間に配置されている。
【0012】
梁12a~12cは、例えばH形鋼であり、フランジ21及び22と、その間を繋ぐウェブ23と、支圧板24とを有する。
【0013】
梁12aは、柱13のコンクリート32の上に載置され、柱梁接合部14において、主筋31cと主筋31dとの間を通り抜けるとともに、主筋31iと主筋31jとの間を通り抜けて、概ね±X方向に延びている。
梁12bは、柱13のコンクリート32の上に載置され、柱梁接合部14において、主筋31fと主筋31gとの間を通り抜けて、概ね±Y方向に延び、-Y側の端部が梁12aに接合されている。
梁12cは、柱13のコンクリート32の上に載置され、柱梁接合部14において、主筋31aと主筋31lとの間を通り抜けて、概ね±Y方向に延び、+Y側の端部が梁12aに接合されている。
梁12aは、更に、ガセットプレート25を有する。ガセットプレート25は、±Y方向に対して略垂直な平板状であり、+Z側(上側)のフランジ21の+Z側の面(上面)から+Z方向へ向けて突出している。
【0014】
柱梁接合部14は、例えば、定着プレート41a~41dと、ふさぎ板42a~42dと、コンクリート43a~43dと、ナット44a~44lとを有する。
【0015】
定着プレート41aは、例えば、略L字状の平板であり、±Y方向に延びる第一部分と、第一部分の-Y側の端部から-X方向に延びる第二部分とを有する。
第一部分の+Y側の端部(第一端部)は、梁12aの+Z側(上側)のフランジ21の+Z側の面(上面)の上に載置されている。
第二部分の-X側の端部(第二端部)は、梁12cの+Z側(上側)のフランジ21の+Z側の面(上面)の上に載置されている。
第一部分と第二部分とが接続する角の部分には、主筋31bが挿通される挿通穴(第一挿通穴)が設けられている。
また、第一部分には、主筋31cが挿通される挿通穴(第二挿通穴)が設けられ、第二部分には、主筋31aが挿通される挿通穴(第三挿通穴)が設けられている。
【0016】
定着プレート41b(第二定着プレート)は、例えば、略L字状の平板であり、±Y方向に延びる第一部分と、第一部分の+Y側の端部から-X方向に延びる第二部分とを有する。
第一部分の-Y側の端部(第一端部)は、梁12aの+Z側(上側)のフランジ21の+Z側の面(上面)の上に載置されている。
第二部分の-X側の端部(第二端部)は、梁12bの+Z側(上側)のフランジ21の+Z側の面(上面)の上に載置されている。
第一部分と第二部分とが接続する角の部分には、主筋31eが挿通される挿通穴(第一挿通穴)が設けられている。
また、第一部分には、主筋31dが挿通される挿通穴(第二挿通穴)が設けられ、第二部分には、主筋31fが挿通される挿通穴(第三挿通穴)が設けられている。
定着プレート41bの第一部分と定着プレート41aの第一部分とは、間を空けて±Y方向に対向して配列され、その間にガセットプレート25が位置している。
【0017】
定着プレート41cは、例えば、略L字状の平板であり、±Y方向に延びる第一部分と、第一部分の+Y側の端部から+X方向に延びる第二部分とを有する。
第一部分の-Y側の端部(第一端部)は、梁12aの+Z側(上側)のフランジ21の+Z側の面(上面)の上に載置されている。
第二部分の+X側の端部(第二端部)は、梁12bの+Z側(上側)のフランジ21の+Z側の面(上面)の上に載置されている。
第一部分と第二部分とが接続する角の部分には、主筋31hが挿通される挿通穴(第一挿通穴)が設けられている。
また、第一部分には、主筋31gが挿通される挿通穴(第二挿通穴)が設けられ、第二部分には、主筋31iが挿通される挿通穴(第三挿通穴)が設けられている。
定着プレート41cの第二部分と定着プレート41bの第二部分とは、間を空けて±X方向に対向して配列されている。
【0018】
定着プレート41dは、例えば、略L字状の平板であり、±Y方向に延びる第一部分と、第一部分の-Y側の端部から+X方向に延びる第二部分とを有する。
第一部分の+Y側の端部(第一端部)は、梁12aの+Z側(上側)のフランジ21の+Z側の面(上面)の上に載置されている。
第二部分の+X側の端部(第二端部)は、梁12cの+Z側(上側)のフランジ21の+Z側の面(上面)の上に載置されている。
第一部分と第二部分とが接続する角の部分には、主筋31kが挿通される挿通穴(第一挿通穴)が設けられている。
また、第一部分には、主筋31jが挿通される挿通穴(第二挿通穴)が設けられ、第二部分には、主筋31lが挿通される挿通穴(第三挿通穴)が設けられている。
定着プレート41dの第一部分と定着プレート41cの第一部分とは、間を空けて±Y方向に対向して配列されている。定着プレート41dの第二部分と定着プレート41aの第二部分とは、間を空けて±X方向に対向して配列されている。
【0019】
このように、隣接する定着プレート41a及び41bの間に隙間が空いているので、ガセットプレート25と干渉しない。
【0020】
ふさぎ板42a~42dは、梁12a~12cに固定され、柱13のコンクリート32の上に載置されている。
【0021】
ナット44a~44lは、それぞれ、定着プレート41a~41dに設けられた挿通穴に挿通された主筋31a~31lの+Z側の先端に設けられた雄ねじと螺合して、主筋31a~31lに緊張力を印加し、主筋31a~31lを定着する。
定着プレート41a~41dの端部が梁12a~12cの上に載置されているので、それぞれ三つの挿通穴に挿通された主筋31a~31lに均等に緊張力を印加することで、定着プレート41a~41dが傾くことなく、主筋31a~31lを定着することができる。
【0022】
コンクリート43a~43dは、定着プレート41a~41d及びナット44a~44dで主筋31a~31lを定着したのちに、柱13のコンクリート32の+Z側の面(上面)と、ふさぎ板42a~42dの内側の面と、梁12a~12cとによって囲まれた空間のなかに生コンクリートを打設して固化することにより製造されたものである。
【0023】
図4を参照して、比較例における柱頭構造10Zについて説明する。
柱頭構造10Zは、定着プレート41a~41dに代えて、定着プレート41Zを有する。定着プレート41Zは、例えば、略ロ字状の平板であり、主筋31a~31lがそれぞれ挿通される12個の挿通穴が設けられている。
また、定着プレート41Zと干渉するため、梁12aには、ガセットプレート25が設けられていない。
【0024】
図5~7を参照して、強度試験の結果について説明する。
柱頭構造10Zと比較すると、柱頭構造10は、定着プレート41Zが4つの定着プレート41a~41dに分割されているので、構造性能が低下する懸念がある。
そこで、柱頭構造10及び10Zをそれぞれ用いた試験体を製作して、強度試験を実施した。
【0025】
図5において、横軸は変形量、縦軸は荷重を示す。「RCS21」は、柱頭構造10Zの荷重-変形関係、「RCS22」は、柱頭構造10の荷重-変形関係を示す。
図6は、柱頭構造10Zの柱主筋ひずみ分布を示す。
図7は、柱頭構造10の柱主筋ひずみ分布を示す。
【0026】
この実験結果からわかるとおり、荷重-変形関係について、初期剛性に多少の差が見られるものの、柱主筋の降伏時の変形や最大耐力には大きな差がなく、実用上の問題はない。
以上のように、定着プレートを分割することにより、構造性能を実質的に低下させることなく、ガセットプレートとの干渉を防ぐことができる。
【0027】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例である。本発明は、これに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく様々に修正し、変更し、追加し、又は除去したものを含む。これは、以上の説明から当業者に容易に理解することができる。
【0028】
柱RC梁S混合構造の架構で、ロ形定着プレートを用いた最上階柱主筋定着を行う場合、ブレースを設置するためのガセットプレートとの干渉が問題となる。そこで、ロ形定着プレートを予め連続しない形状とした分割型とすることで、施工性の向上を図る。
ロ形定着プレートを用いた最上階柱主筋定着は、定着長を抑えることができるため、柱頭部コンクリートを突出させる必要がなく納まりがよい。ただし、ブレースを設置するためのガセットプレートとの干渉が問題となる。ロ形定着プレートを連続しない分割型とし、四隅でそれぞれ柱主筋を定着させることで、ガセットプレートとの干渉を避ける。構造実験を実施し、通常の一体型ロ形定着プレートと、提案する分割型ロ形定着プレートで架構の荷重‐変形関係や柱主筋の定着性状に大きな差異がないことを確認している。
ロ形定着プレート特長である柱主筋の定着長を抑えられるメリットはそのままに、ガセットプレートとの干渉を避けることができるため、施工性と生産性が向上する。
【符号の説明】
【0029】
10,10Z 柱頭構造、12a~12c 梁、13 柱、14 柱梁接合部、21,22 フランジ、23 ウェブ、24 支圧板、25 ガセットプレート、31a~31l 主筋、32,43a~43d コンクリート、41a~41d,41Z 定着プレート、42a~42d ふさぎ板、44a~44l ナット。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7