特開 2024-170886 鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造

(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】P2024170886

(43)【公開日】2024-12-11

(54)【発明の名称】鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/24 20060101AFI20241204BHJP

   E04B 1/58 20060101ALI20241204BHJP

   E02D 27/00 20060101ALI20241204BHJP

【ＦＩ】

E04B1/24 R

E04B1/58 511H

E02D27/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023087638

(22)【出願日】2023-05-29

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】奥山 信博

(72)【発明者】

【氏名】大内 茂照

(72)【発明者】

【氏名】中澤 春生

(72)【発明者】

【氏名】西尾 淳

【テーマコード（参考）】

2D046

2E125

【Ｆターム（参考）】

2D046AA17

2E125AA04

2E125AC01

2E125AC16

2E125AG03

2E125BA02

2E125BA22

2E125BB02

2E125CA05

(57)【要約】

【課題】容易に配筋することができる鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造を提供する。
【解決手段】鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造１００は、鉄骨柱１と、鉄骨柱１の下側に配置される柱梁接合部２と、を接合する鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造であって、鉄骨柱１の下側に接合されたベースプレート１６と、鉄筋コンクリート造の柱梁接合部２に埋設され、ベースプレート１６と接合されるアンカーボルト６と、鉄筋コンクリート造の柱３の柱主筋３１の上端部に設けられた柱定着板３２と、鉄筋コンクリート造の梁４の複数の梁主筋４１と、複数の梁主筋４１のうち少なくとも上部に配置された所定の梁主筋４１を囲むように、下向きに開口する断面コ字状のかんざし筋５と、を備え、柱定着板３２は、複数の梁主筋４１のうち最も上段にある上段梁主筋４１Ａと干渉しない位置に配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄骨柱と、前記鉄骨柱の下側に配置される鉄筋コンクリート造の柱と鉄筋コンクリート造の梁との柱梁接合部と、を接合する鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造であって、
前記鉄骨柱の下側に接合されたベースプレートと、
前記鉄筋コンクリート造の柱梁接合部に埋設され、前記ベースプレートと接合されるアンカーボルトと、
前記鉄筋コンクリート造の柱の柱主筋の上端部に設けられた柱定着板と、
前記鉄筋コンクリート造の梁の複数の梁主筋と、
前記複数の梁主筋のうち少なくとも上部に配置された所定の梁主筋を囲むように、下向きに開口する断面コ字状のかんざし筋と、を備え、
前記柱定着板は、前記複数の梁主筋のうち最も上段にある上段梁主筋と干渉しない位置に配置されている鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造。

【請求項2】

前記柱定着板は、前記上段梁主筋よりも低い位置に配置されている請求項１に記載の鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造。

【請求項3】

前記梁主筋の定着長さは、前記鉄筋コンクリート造の柱の柱せいの３／４以上である請求項１または２に記載の鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造。

【請求項4】

前記鉄筋コンクリート造の柱の上端面から前記上段梁主筋の軸芯までの距離は、前記上段梁主筋の径の長さの３倍を超えない請求項１または２に記載の鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、鉄骨柱の下部にベースプレートを溶接等で接合して、ベースプレートを鉄筋コンクリート造の柱や梁等の構造体にアンカーボルトで接合する鉄骨柱露出柱脚工法が知られている。鉄骨柱露出柱脚工法は、工場や事務所建物等幅広く採用されている（下記の特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１５０６９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

アンカーボルトの納まるＲＣ柱や梁との接合部には、ベースプレートを固定するアンカーボルトを仮固定するための位置決めフレームや、大型の定着板が設けられたアンカーボルトがある。また、梁主筋が太径化する傾向にあり、折曲げ定着のフック付き梁主筋やフック付き柱主筋が配筋において干渉しないように配筋設計や配筋作業をすることは難しく、作業効率が低下するという問題点がある。

【0005】

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、容易に配筋することができる鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造は、鉄骨柱と、前記鉄骨柱の下側に配置される鉄筋コンクリート造の柱と鉄筋コンクリート造の梁との柱梁接合部と、を接合する鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造であって、前記鉄骨柱の下側に接合されたベースプレートと、前記鉄筋コンクリート造の柱梁接合部に埋設され、前記ベースプレートと接合されるアンカーボルトと、前記鉄筋コンクリート造の柱の柱主筋の上端部に設けられた柱定着板と、前記鉄筋コンクリート造の梁の複数の梁主筋と、前記複数の梁主筋のうち少なくとも上部に配置された所定の梁主筋を囲むように、下向きに開口する断面コ字状のかんざし筋と、を備え、前記柱定着板は、前記複数の梁主筋のうち最も上段にある上段梁主筋と干渉しない位置に配置されている。

【0007】

このように構成された鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造では、複数の梁主筋のうち少なくとも上部に配置された所定の梁主筋を囲むように、下向きに開口する断面コ字状のかんざし筋を設けることによって、補強を行うことができる。柱定着板は、複数の梁主筋のうち最も上段にある上段梁主筋と干渉しない位置に配置されている。よって、柱定着板と梁主筋とが干渉することが抑制され、容易に配筋することができる。

【0008】

また、本発明に係る鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造では、前記柱定着板は、前記上段梁主筋よりも低い位置に配置されていてもよい。

【0009】

このように構成された鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造では、柱定着板は、上段梁主筋よりも低い位置に配置されている。よって、上段梁主筋の周りの混み合った空間内で鉄筋コンクリート造の柱の配筋作業をする必要がなく、容易に配筋することができる。

【0010】

また、本発明に係る鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造では、前記梁主筋の定着長さは、前記鉄筋コンクリート造の柱の柱せいの３／４以上であってもよい。

【0011】

このように構成された鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造では、梁主筋の定着長さは、鉄筋コンクリート造の柱の柱せいの３／４以上である。よって、柱梁接合部において、梁主筋が抜け出すことがなく、柱と梁とを強固に接合することができる。

【0012】

また、本発明に係る鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造では、前記鉄筋コンクリート造の柱の上端面から前記上段梁主筋の軸芯までの距離は、前記上段梁主筋の径の長さの３倍を超えなくてもよい。

【0013】

このように構成された鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造では、鉄筋コンクリート造の柱の上端面から上段梁主筋の軸芯までの距離は、上段梁主筋の径の長さの３倍を超えない。よって、梁主筋の上側のかぶり量を抑えることができる。さらに、かぶり量を多く確保するために上段梁主筋を低い高さに配置する必要がないため、柱定着板と梁主筋とが干渉することが抑制され、容易に配筋することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造によれば、容易に配筋することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造を示す鉛直断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造を示す水平断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造の要部を示す鉛直断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の一実施形態に係る鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造を示す鉛直断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造１００は、鉄骨柱１と、柱梁接合部２と、を接合する構造である。

【0017】

鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造１００は、後述するベースプレート１６と、柱定着板３２と、梁主筋４１と、かんざし筋５と、アンカーボルト６と、を備えている。

【0018】

鉄骨柱１は、金属製の柱である。本実施形態の鉄骨柱１は、上下方向に延びる角形鋼管柱であり、中空状である。なお、鉄骨柱１は、金属製であれば形状は適宜設定可能であり、円形鋼管や、Ｈ形鋼であってもよい。また、鉄骨柱１は、コンクリート充填鋼管造（ＣＦＴ造）のような中実状の柱であってもよい。

【0019】

鉄骨柱１の下端部には、ベースプレート１６が設けられている。ベースプレート１６は、鋼材等の金属製の部材である。ベースプレート１６は、平板状をしている。ベースプレート１６の板面は、上下方向を向いている。ベースプレート１６は、平面視で略矩形状である。ベースプレート１６は、平面視で鉄骨柱１よりも大きな略矩形状である。ベースプレート１６は、鉄骨柱１の下端部に溶接等によって接合されている。

【0020】

柱梁接合部２は、柱部３の上端部と梁部４の梁軸方向に一端部とが接合されている。柱梁接合部２は、鉄骨柱１の直下に配置されている。

【0021】

以下の説明では、鉄骨柱１及び柱部３の延びる上下方向を、矢印Ｚで示す。梁部４の梁軸方向を、矢印Ｘで示す。上下方向及び梁部４の梁軸方向と直交する梁幅方向を、矢印Ｙで示す。

【0022】

柱部３は、鉄筋コンクリート造である。柱部３は、複数の柱主筋３１と、複数の柱フープ筋３４と、柱コンクリート部３６と、を有している。

【0023】

図２は、鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造１００を示す水平断面図である。
図２に示すように、複数の柱主筋３１は、平面視で略矩形状の柱部３の外形の内縁に沿って、互いに間隔を空けて配置されている。柱主筋３１は、上下方向に延びている。柱主筋３１は、柱部３から柱梁接合部２にわたって配置されている。

【0024】

柱主筋３１の上端部には、柱定着板３２が設けられている。柱定着板３２は、鋼材等の金属製の部材である。柱定着板３２は、平板状に形成されている。柱定着板３２の板面は、上下方向を向いている。柱定着板３２は、平面視で柱主筋３１の外形よりも大きな略円形状をしている。柱定着板３２は、柱主筋３１の上端部に摩擦圧接等により接合されている。

【0025】

図１に示すように、柱フープ筋３４は、複数の柱主筋３１を囲繞するように設けられている。複数の柱フープ筋３４は、互いに上下方向に間隔を空けて配置されている。柱フープ筋３４は、柱部３から柱梁接合部２にわたって配置されている。

【0026】

柱フープ筋３４のうち柱梁接合部２に配置される柱フープ筋３４を、柱梁補強筋３４Ａとする。柱梁補強筋３４Ａのうち最上段に配置される柱梁補強筋３４Ａを、最上段柱梁補強筋３４ＡＡとする。最上段柱梁補強筋３４ＡＡは、柱主筋３１の上端部に設けられた柱定着板３２の下側に間隔を空けて配置されている。

【0027】

柱コンクリート部３６には、柱主筋３１及び柱フープ筋３４が埋設されている。柱コンクリート部３６は、平面視で略矩形状をしている。柱コンクリート部３６は、柱梁接合部２から柱部３に連続して充填されている。

【0028】

梁部４は、鉄筋コンクリート造である。梁部４は、複数の梁主筋４１と、複数の梁スターラップ筋４４と、梁コンクリート部４６と、を有している。

【0029】

図２に示すように、複数の梁主筋４１は、鉛直視で略矩形状の梁部４の外形の内縁に沿って、互いに間隔を空けて配置されている。梁主筋４１は、梁部４の梁軸方向に延びている。梁主筋４１は、梁部４から柱梁接合部２にわたって配置されている。

【0030】

図１に示すように、梁主筋４１は上側に２段及び下側に２段の合計４段配置されている。梁主筋４１を、上側から梁主筋４１Ａ、梁主筋４１Ｂ、梁主筋４１Ｃ、梁主筋４１Ｄとする。

【0031】

図２に示すように、梁主筋４１の柱梁接合部２側の先端部には、梁定着板４２が設けられている。梁定着板４２は、鋼材等の金属製の部材である。梁定着板４２は、平板状に形成されている。梁定着板４２の板面は、梁部４の梁軸方向を向いている。梁定着板４２は、鉛直視で梁主筋４１の外形よりも大きな略円形状をしている。梁定着板４２は、梁主筋４１の先端部に摩擦圧接等により接合されている。

【0032】

図１に示すように、梁スターラップ筋４４は、複数の梁主筋４１を囲繞するように設けられている。複数の梁スターラップ筋４４は、互いに梁部４の梁軸方向に間隔を空けて配置されている。梁スターラップ筋４４は、梁部４に配置され、鉄骨柱１の直下の柱梁接合部２には配置されていない。

【0033】

梁コンクリート部４６には、梁主筋４１及び梁スターラップ筋４４が埋設されている。梁コンクリート部４６は、鉛直視で略矩形状をしている。梁コンクリート部４６は、柱梁接合部２から梁部４に連続して充填されている。柱梁接合部２には、梁コンクリート部４６及び柱コンクリート部３６が一体として形成されている。柱梁接合部２に位置するコンクリートを、接合コンクリート部２６とする。

【0034】

かんざし筋５は、異形鉄筋等の棒状の鋼材が下向きに開口する断面コ字状に形成されている。かんざし筋５は、梁部４の梁軸方向に複数配列されている。かんざし筋５は、図２に示す上筋部５１と、側筋部５２と、を有している。

【0035】

図２に示すように、上筋部５１は、梁部４の梁幅方向に延びている。上筋部５１は、梁主筋４１Ａの上側に配置されている。上筋部５１は、梁幅方向に離れて配置された４本の梁主筋４１Ａのうち中央の２本の梁主筋４１Ａの上側にまたがって配置されているか、４本の梁主筋４１Ａにまたがって配置されている。なお、上筋部５１は、梁幅方向に離れて配置された複数の梁主筋４１Ａのうち２本以上の梁主筋４１Ａにまたがって配置されていればよい。

【0036】

図１に示すように、側筋部５２は、上筋部５１の梁幅方向の両端部から下方に延びている。側筋部５２は、上下方向に延びている。側筋部５２は、上から２段目の梁主筋４１Ｂよりも下方にまで延びている。側筋部５２は、上から３段目の梁主筋４１Ｃには届いていない。側筋部５２は、少なくとも上から１段目の梁主筋４１Ａの下方にまで達していればよい。上筋部５１及び側筋部５２の少なくとも一方は、梁主筋４１に結束線で固定されている。

【0037】

ベースプレート１６の下側には、柱梁接合部２との間に、モルタル等の充填材１７が充填されている。アンカーボルト６は、柱梁接合部２の接合コンクリート部２６に埋設されている。アンカーボルト６は、ベースプレート１６の取付孔に挿通されて、ナット６２に締結されている。

【0038】

図３は、鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造１００の要部を示す鉛直断面図である。
図３に示すように、柱主筋３１の上端部に設けられた柱定着板３２は、上から１段目の梁主筋（上段梁主筋）４１Ａと干渉しない位置に配置されている。柱定着板３２と上段梁主筋４１Ａとが干渉しないとは、相互にぶつからないということである。柱定着板３２は、上段梁主筋４１Ａよりも低い位置に配置されている。柱定着板３２は、梁主筋４１Ａの下面４１ｄよりも下方に配置されている。

【0039】

正面視で、柱定着板３２は、梁定着板４２と重なっていない。換言すると、梁定着板４２が柱定着板３２と重なる位置まで、梁主筋４１Ａ及び梁主筋４１Ｂは延びていない。

【0040】

図２に示すように、梁主筋４１の定着長さをＡ１とする。定着長さＡ１は、梁主筋４１の梁定着板４２との境界部から、柱部３と梁部４との境界部までの長さである。柱せいを、Ａとする。柱せいＡは、柱部３の梁軸方向の長さである。定着長さＡ１は、柱せいＡの３／４以上である。

【0041】

図３に示すように、柱梁接合部２の接合コンクリート部２６の上端面２６ｕから梁主筋４１Ａの軸芯までの距離を、距離Ｂ１とする。距離Ｂ１は、梁主筋４１Ａの径Ｂの長さの３倍を超えないように設定する。

【0042】

このように構成された鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造１００では、複数の梁主筋４１のうち上部に配置された梁主筋４１Ａ，４１Ｂを囲むように、下向きに開口する断面コ字状のかんざし筋５を設けることによって、補強を行うことができる。柱主筋３１の上端部に設けられた柱定着板３２は、複数の梁主筋４１のうち最も上段にある梁主筋４１Ａよりも低い位置に配置されている。よって、柱定着板３２と梁主筋４１Ａとが干渉することが抑制され、容易に配筋することができる。

【0043】

また、梁主筋４１の定着長さＡ１は、柱せいＡの３／４以上である。よって、柱梁接合部２において、梁主筋４１が抜け出すことがなく、柱部３と梁部４とを強固に接合することができる。

【0044】

また、柱梁接合部２の接合コンクリート部２６の上端面２６ｕから梁主筋４１Ａの軸芯までの距離Ｂ１は、梁主筋４１Ａの径Ｂの長さの３倍を超えない。よって、梁主筋４１Ａの上側のかぶり量を抑えることができる。さらに、かぶり量を多く確保するために梁主筋４１Ａを低い高さに配置する必要がないため、柱定着板３２と梁主筋４１Ａとが干渉することが抑制され、容易に配筋することができる。

【0045】

なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0046】

例えば、上記に示す実施形態では、梁主筋４１の定着長さＡ１は、柱せいＡの３／４以上であるが、これに限られない。梁主筋４１の定着長さＡ１は、柱せいＡの３／４未満であってもよい。

【0047】

また、柱梁接合部２の接合コンクリート部２６の上端面２６ｕから梁主筋４１Ａの軸芯までの距離Ｂ１は、梁主筋４１Ａの径Ｂの長さの３倍を超えないが、これに限られない。柱梁接合部２の接合コンクリート部２６の上端面２６ｕから梁主筋４１Ａの軸芯までの距離Ｂ１は、梁主筋４１Ａの径Ｂの長さの３倍以上であってもよい。

【0048】

また、柱定着板３２は、上段梁主筋４１Ａよりも低い位置に配置されているが、これに限られない。柱定着板３２は、上段梁主筋４１Ａと干渉しない位置であれば、上段梁主筋４１Ａと同じ高さや上段梁主筋４１Ａよりも高い位置に配置されていてもよい。

【0049】

また、鉄骨柱、鉄筋コンクリート造の柱（または杭）及び鉄筋コンクリート造の梁が接合されるト形接合部や、鉄骨柱及び鉄筋コンクリート造の基礎梁等が接合されるＬ形接合部などにも適用することができる。これらの接合部において、柱定着板を上段梁主筋と干渉しない位置に配置するとともに、上段梁主筋の先端部に梁定着板を設ける設計とすることができる。

【0050】

２０１５年９月の国連サミットにおいて採択された１７の国際目標として「持続可能な開発目標（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ：ＳＤＧｓ）」がある。本実施形態に係る鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造１００は、このＳＤＧｓの１７の目標のうち、例えば「１２．つくる責任 つかう責任」の目標などの達成に貢献し得る。

【符号の説明】

【0051】

１ 鉄骨柱
２ 柱梁接合部
３ 柱部（鉄筋コンクリート造の柱）
４ 梁部（鉄筋コンクリート造の梁）
５ かんざし筋
６ アンカーボルト
１６ ベースプレート
３１ 柱主筋
３２ 柱定着板
４１ 梁主筋
４１Ａ 梁主筋（上段梁主筋）
４２ 梁定着板
１００ 鉄骨柱と鉄筋コンクリート構造物との接合構造
Ａ 柱せい
Ａ１ 定着長さ
Ｂ 径

【図1】

【図2】

【図3】