特開 2025-5676 柱梁接合構造

(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】P2025005676

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】柱梁接合構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/30 20060101AFI20250109BHJP

   E04B 1/58 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

E04B1/30 K

E04B1/58 505P

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105946

(22)【出願日】2023-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】303057365

【氏名又は名称】株式会社安藤・間

(74)【代理人】

【識別番号】100098246

【弁理士】

【氏名又は名称】砂場 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100208269

【弁理士】

【氏名又は名称】遠藤 雅士

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 隆之

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 英之

(72)【発明者】

【氏名】田畑 卓

(72)【発明者】

【氏名】古谷 祐希

【テーマコード（参考）】

2E125

【Ｆターム（参考）】

2E125AA04

2E125AA14

2E125AB01

2E125AB12

2E125AC01

2E125AC07

2E125AC15

2E125AG03

2E125AG04

2E125AG26

2E125AG28

2E125AG31

2E125BA02

2E125BA33

2E125BA45

2E125BB27

2E125BB28

2E125BD01

2E125CA82

2E125CA83

2E125EA33

(57)【要約】

【課題】大スパン架構に好適な柱梁接合構造を提供する。
【解決手段】柱梁接合構造は、互いに交差する方向に架設された梁と鉄筋コンクリート柱１０との柱梁接合構造であって、材端部鉄筋コンクリート梁３３中央部鉄骨梁３１からなる複合構造梁３０は、鉄骨梁３１の長軸方向の一端部が複合構造梁３０に交差する方向に架設された鉄骨梁２０と第１の間隔（Ｄ１）を空けて配設され、鉄筋コンクリート梁３３と一体的に上端筋３４および下端筋３５が配筋されてコンクリートを打設された柱梁交差部４０を介して鉄骨梁２０および鉄筋コンクリート柱１０と接合されたことを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに交差する方向に架設された梁と鉄筋コンクリート柱との柱梁接合構造であって、
材端部鉄筋コンクリート梁中央部第１の鉄骨梁からなる複合構造梁は、前記第１の鉄骨梁の長軸方向の一端部が前記複合構造梁に交差する方向に架設された第２の鉄骨梁と第１の間隔（Ｄ１）を空けて配設され、前記鉄筋コンクリート梁と一体的に上端筋および下端筋が配筋されてコンクリートを打設された柱梁交差部を介して前記第２の鉄骨梁および前記鉄筋コンクリート柱と接合された、
ことを特徴とする柱梁接合構造。

【請求項2】

前記第２の鉄骨梁は、前記鉄筋コンクリート柱の上部位置において、前記柱梁交差部の鉄筋コンクリートに覆われており、
前記第１の鉄骨梁の前記一端部は、平面視で、前記鉄筋コンクリート柱と第２の間隔（Ｄ２）を空けて、または当接するように配設された、
請求項１に記載の柱梁接合構造。

【請求項3】

前記第２の鉄骨梁は、前記鉄筋コンクリート柱の上部位置および該鉄筋コンクリート柱の上部位置から所定の範囲において、前記柱梁交差部および該柱梁交差部に接合された材端鉄筋コンクリート梁の鉄筋コンクリートに覆われた、
請求項１に記載の柱梁接合構造。

【請求項4】

前記複合構造梁は、前記第１の鉄骨梁の前記一端部が前記鉄筋コンクリート柱に形成されたコーベルに支持された、
請求項１または３に記載の柱梁接合構造。

【請求項5】

小梁が前記複合構造梁と前記第２の鉄骨梁とのうち、長期許容耐力の余裕が大きいほうの梁に掛け渡された、
請求項１または３に記載の柱梁接合構造。

【請求項6】

他の複合構造梁が、前記鉄筋コンクリート柱を挟んで前記複合構造梁に対向しつつ前記第２の鉄骨梁と前記第１の間隔（Ｄ１）を空けて配設するように前記柱梁交差部を介して接合され、
前記複合構造梁の長軸方向の一端部の鉄筋コンクリート梁から前記柱梁交差部を介して前記他の複合構造梁の長軸方向の一端部の鉄筋コンクリート梁まで、一体的に前記上端筋および前記下端筋が配筋されてコンクリートを打設された、
請求項１または３に記載の柱梁接合構造。

【請求項7】

前記複合構造梁および前記第２の鉄骨梁は、前記柱梁交差部と一体化されたプレキャストコンクリート部材である、
請求項１または３に記載の柱梁接合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、柱梁接合構造に係り、特に、材端部鉄筋コンクリート梁中央部鉄骨梁からなる複合構造梁および鉄骨梁と鉄筋コンクリート柱との柱梁接合構造に関する。

【背景技術】

【0002】

建築物の梁スパンを大きく確保するためや工期を短縮する等のために、鉄骨梁と鉄筋コンクリート柱とを組み合わせた複合構造を適用することがある。

【0003】

このとき、鉄骨梁と鉄筋コンクリート柱との複合構造には、例えば、特許文献１に示すように、鉄骨梁のウェブおよびフランジにＬ型の剪断補強部材を取り付けることにより、柱梁接合部を補強する場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１７２９０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の柱梁接合構造では、鉄骨梁４，４の交差部分を現場または工場で溶接等により剛接合する必要があるが、断面形状が複雑であるため大きな手間がかかり、また、熟練した溶接工による作業が必要であり、コスト、時間等が大きく掛かってしまい、大スパン架構に好適な柱梁接合構造であるとは言えない。

【0006】

そこで、本発明の目的は、大スパン架構に好適な柱梁接合構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明は、互いに交差する方向に架設された梁と鉄筋コンクリート柱との柱梁接合構造であって、材端部鉄筋コンクリート梁中央部第１の鉄骨梁からなる複合構造梁は、前記第１の鉄骨梁の長軸方向の一端部が前記複合構造梁に交差する方向に架設された第２の鉄骨梁と第１の間隔（Ｄ１）を空けて配設され、前記鉄筋コンクリート梁と一体的に上端筋および下端筋が配筋されてコンクリートを打設された柱梁交差部を介して前記第２の鉄骨梁および前記鉄筋コンクリート柱と接合されたことを特徴とする。

【0008】

前記第２の鉄骨梁は、前記鉄筋コンクリート柱の上部位置において、前記柱梁交差部の鉄筋コンクリートに覆われており、前記第１の鉄骨梁の前記一端部は、平面視で、前記鉄筋コンクリート柱と第２の間隔（Ｄ２）を空けて、または当接するように配設されたことが好ましい。

【0009】

前記第２の鉄骨梁は、前記鉄筋コンクリート柱の上部位置および該鉄筋コンクリート柱の上部位置から所定の範囲において、前記柱梁交差部および該柱梁交差部に接合された材端鉄筋コンクリート梁の鉄筋コンクリートに覆われたことが好ましい。

【0010】

前記複合構造梁は、前記第１の鉄骨梁の前記一端部が前記鉄筋コンクリート柱に形成されたコーベルに支持されたことが好ましい。

【0011】

小梁が前記複合構造梁と前記第２の鉄骨梁とのうち、長期許容耐力の余裕が大きいほうの梁に掛け渡されたことが好ましい。

【0012】

他の複合構造梁が、前記鉄筋コンクリート柱を挟んで前記複合構造梁に対向しつつ前記第２の鉄骨梁と前記第１の間隔（Ｄ１）を空けて配設するように前記柱梁交差部を介して接合され、前記複合構造梁の長軸方向の一端部の鉄筋コンクリート梁から前記柱梁交差部を介して前記他の複合構造梁の長軸方向の一端部の鉄筋コンクリート梁まで、一体的に前記上端筋および前記下端筋が配筋されてコンクリートを打設されたことが好ましい。

【0013】

前記複合構造梁および前記第２の鉄骨梁は、前記柱梁交差部と一体化されたプレキャストコンクリート部材であることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、大スパン架構に好適な柱梁接合構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態に係る鉄骨梁および複合構造梁と鉄筋コンクリート柱との柱梁接合構造を含む柱梁構造を示す平面図である。

【図2】（ａ）は、図１のＩＩａ－ＩＩａ断面線で示した正面断面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩｂ－ＩＩｂ断面線で示した平面断面図である。

【図3】（ａ）は、第１実施形態に係る柱梁接合構造の鉄骨梁と型枠とを配置した工程を説明する図、（ｂ）は、型枠内に配筋をする工程を説明する図、（ｃ）は、型枠内にコンクリートが打設された後、型枠が撤去され柱梁接合構造が完成した状態を説明する図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る鉄骨梁および複合構造梁と鉄筋コンクリート柱との柱梁接合構造を含む柱梁構造を示す平面図である。

【図5】（ａ）は、図４のＶａ－Ｖａ断面線で示した正面断面図、（ｂ）は、図４のＶｂ－Ｖｂ断面線で示した正面断面図である。

【図6】図５（ａ）のＶＩ－ＶＩ断面線で示した平面断面図である。

【図7】（ａ）は、第２実施形態に係る柱梁接合構造の鉄骨梁と型枠とを配置した工程を説明する図、（ｂ）は、型枠内に配筋をする工程を説明する図、（ｃ）は、型枠内にコンクリートが打設された後、型枠が撤去され柱梁接合構造が完成した状態を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の実施形態に係る柱梁接合構造について、以下、添付図面を参照して説明する。なお、同一または同等の構成要素には、同一の符号を付す。

【0017】

［第１実施形態］
図１、図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る柱梁接合構造１を示している。柱梁接合構造１は、鉄筋コンクリート柱１０と、鉄筋コンクリート柱１０上を貫通する鉄骨梁２０と、鉄骨梁２０に交差する方向に配設された複合構造梁３０と、鉄筋コンクリート柱１０上部位置の鉄骨梁２０が貫通する位置および複合構造梁３０の長軸方向端部に設けられた鉄筋コンクリート製の柱梁交差部４０とで構成される。

【0018】

鉄筋コンクリート柱１０（以下、柱１０とする。）は、１０５０ｍｍ×１０５０ｍｍの断面を有する、現場施工された鉄筋コンクリート柱である。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、柱体１１の上端から突出する柱主筋１２は、鉄骨梁２０と干渉しない位置に配筋されている。

【0019】

鉄骨梁２０は、Ｈ形鋼であり、柱１０の柱体１１上を貫通するように配設されている。本実施形態では、鉄骨梁２０は、梁せいおよび梁幅が９００ｍｍ×３００ｍｍである。鉄骨梁２０は、複合構造梁３０に比べて長期許容耐力に余裕がある。このため、図１に示すように、鉄骨梁２０，２０間には、所定の間隔で、小梁５０が配設されている。

【0020】

図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、複合構造梁３０は、中央部が鉄骨梁３１であり、材端部が鉄筋コンクリート梁３３からなる。複合構造梁３０は、鉄骨梁２０と交差する方向に配設されたＨ形鋼の鉄骨梁３１と、柱体１１の上端部および他の鉄骨梁３１の長軸方向端部３２と一体的に鉄骨梁３１の長軸方向端部３２を覆うようにコンクリートを打設して形成された鉄筋コンクリート梁３３と、で構成される。鉄骨梁３１の長軸方向端部３２は、平面視で、柱１０に接しておらず、鉄筋コンクリート梁３３および柱梁交差部４０を介して鉄骨梁２０および柱１０と接合されている。本実施形態では、鉄骨梁３１の長軸方向端部３２は、鉄骨梁２０と５００ｍｍ程度の第１の間隔Ｄ１を空け、柱１０と２００ｍｍ程度の第２の間隔Ｄ２を空けて配設されている。鉄骨梁３１は、梁せいおよび梁幅が８００ｍｍ×３００ｍｍである。鉄筋コンクリート梁３３は、梁せいおよび梁幅が１２００ｍｍ×６００ｍｍであり、梁長さが２０００ｍｍである。鉄筋コンクリート梁３３内には、上端筋３４、下端筋３５が配筋されている。上端筋３４、下端筋３５の端部には、定着金物３８が取り付けられている。また、スターラップ筋３６が所定の間隔を空けて上端筋３４、下端筋３５を取り囲むように配筋されており、端部３７においては、端部３７付近の鉄筋コンクリート梁３３の補強のために間隔を詰めて配筋されている。なお、鉄筋コンクリート梁３３の梁長さは、鉄筋コンクリートに長軸方向端部が覆われる鉄骨梁の梁せいの１．５～３倍の長さであることが好ましい。

【0021】

（柱梁接合構造１の構成）
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、柱梁接合構造１では、柱体１１上の柱梁交差部４０において、複合構造梁３０，３０がそれぞれの長軸方向端部を鉄骨梁２０の梁幅方向端部に接続されている。一方の複合構造梁３０の長軸方向端部の鉄筋コンクリート梁３３内部から柱体１１上部の柱梁交差部４０内部を鉄骨梁２０のフランジの上下を介して他方の複合構造梁３０の長軸方向端部の鉄筋コンクリート梁３３内部まで上端筋３４、下端筋３５が所定の間隔で配筋されている。また、鉄筋の配筋後に、一方の複合構造梁３０の長軸方向端部から柱体１１上部を介して他方の複合構造梁３０の長軸方向端部までコンクリートが一度に打設されることにより、柱梁接合構造１が一体的に形成されている。なお、図１に示すように、柱１０の（柱梁交差部４０の）端面Ａからは、鉄骨梁２０は突出しておらず、柱１０の端面Ｂには、複合構造梁３０は接続されていない。

【0022】

（柱梁接合構造１の施工方法）
次に、柱梁接合構造１の施工方法について説明する。図３（ａ）に示すように、鉄骨梁２０，３１を互いに交差する方向にパイプサポート６１を用いて配設する。その後、柱１０の上端にあわせて鉄筋コンクリート梁３３および柱梁交差部４０のコンクリートを一体的に打設するための型枠６０のうちの底版を鉄骨梁３１の長軸方向端部から柱１０および他の鉄骨梁３１の長軸方向端部の範囲でパイプサポート６１を用いて設置する。

【0023】

その後、図３（ｂ）に示すように、鉄骨梁２０，３１を囲むように上端筋３４、下端筋３５、スターラップ筋３６を配筋し、鉄骨梁２０のウェブ２１を貫通するように帯筋１３を配筋する。配筋後、残り（側面）の型枠６０を設置する。

【0024】

型枠６０内部にコンクリートを打設し、養生を行い、所定の圧縮強度に達した後、パイプサポート６１を取り外し、型枠６０を解体する。図３（ｃ）に示すように、複合構造梁３０の長軸方向端部の鉄筋コンクリート梁３３および柱１０の柱梁交差部４０が一体的に形成された柱梁接合構造１が完成する。

【0025】

以上、本実施形態の柱梁接合構造１によると、曲げモーメントが大きくなる複合構造梁３０の長軸方向の端部に鉄骨梁が無いので、設計用のモーメントが小さくなり鉄骨梁３１の断面を小さくでき、コストダウンができる。また、鉄骨梁２０，３１は全て単材であり、互いに直交する鉄骨梁２０と鉄骨梁３１とを溶接する必要が無く、トラックの荷台幅で制限される、鉄骨梁が交差した十字形の鋼材の運搬も無い。従って、コストを大きく削減することができ、また、現場への運搬が容易になり、運搬効率を高めることができる。鉄骨梁同士の溶接が不要であることにより、高度な技術が必要なＳグレード、Ｈグレードのファブでなくても鋼材の加工が可能となり、コストダウンできる。さらに、鉄骨梁３１は、平面視で、柱１０に埋め込まれていない（到達していない）ので、柱主筋１２を配置する際には、鉄骨梁３１の配置を考慮せずに鉄骨梁２０をかわして配置するだけでよいので、両方向の鉄骨梁が柱上で接合される構造に比べて柱主筋１２の配筋の自由度が高まり、施工性の向上、施工時間の短縮等ができる。また、小梁５０を長期荷重に余裕のある鉄骨梁２０に架け渡すことができる。このように、柱梁接合構造１は、大スパン架構に好適である。

【0026】

［第２実施形態］
図４、図５（ａ）、（ｂ）、図６は、本発明の第２実施形態に係る柱梁接合構造２を示している。柱梁接合構造２は、鉄骨梁２０が柱１０上部周辺において材端鉄筋コンクリート梁２２に覆われている点において第１実施形態と異なっている。また、柱１０には、複合構造梁３０を支持するコーベル１５が形成されている点も第１実施形態とは異なっている。

【0027】

図４、図５（ａ）、（ｂ）、図６に示すように、柱１０の上端には、複合構造梁３０を支持するコーベル１５が形成されている。コーベル１５は、本実施形態では、正面視で台形状に形成されており、台形の上底（コーベル１５先端側（図５（ａ）のａ））１５０ｍｍ、下底（柱１０側（図５（ａ）のｂ）））２５０ｍｍ、高さ（コーベル１５の張り出し長さ（図５（ａ）のｃ）））１５０ｍｍである。

【0028】

鉄骨梁２０は、柱１０上部およびその周辺（鉄骨梁２０の梁せいの１．５～２倍程度）において、材端鉄筋コンクリート梁２２に覆われており、第１実施形態よりも鉄骨梁２０端部の耐力と剛性が高められている。材端鉄筋コンクリート梁２２内には、上端筋２３、下端筋２４が鉄骨梁２０の上下に配筋されている。また、上端筋２３、下端筋２４を取り囲むようにスターラップ筋２５が配筋されている。

【0029】

（柱梁接合構造２の構成）
図５（ａ）、（ｂ）、図６に示すように、柱梁接合構造２では、柱体１１のコーベル１５上において、複合構造梁３０，３０がそれぞれの長軸方向端部を鉄骨梁２０の梁幅方向端部に接続されつつ、鉄骨梁２０が柱１０上部およびその周辺において材端鉄筋コンクリート梁２２に覆われている。鉄骨梁２０の柱１０付近および柱体１１上部に上端筋２３、下端筋２４が所定の間隔で配筋されている。複合構造梁３０には、第１実施形態と同様の配筋が行われている。また、鉄筋の配筋後に、一方の複合構造梁３０の長軸方向端部から柱体１１上部を介して他方の複合構造梁３０の長軸方向端部までと、鉄骨梁２０の柱１０付近の範囲とに、コンクリートが一度に打設されて、柱梁接合構造２が一体的に形成されている。

【0030】

（柱梁接合構造２の施工方法）
次に、柱梁接合構造２の施工方法について説明する。図７（ａ）に示すように、鉄骨梁２０，３１を互いに交差する方向にパイプサポート６１を用いて配設する。また、鉄骨梁２０を柱１０の上面において、鉄骨梁３１をコーベル１５の上において支持する、支持材７０が配置される。その後、柱１０の上端にあわせて材端鉄筋コンクリート梁２２、柱梁交差部４０、鉄筋コンクリート梁３３のコンクリートを一体的に打設するための型枠６０を鉄骨梁３１の長軸方向端部から柱１０および他の鉄骨梁３１の長軸方向端部の範囲でパイプサポート６１を用いて設置する。また、型枠６０のうちの底版を鉄骨梁２０の長軸方向端部から柱１０および他の鉄骨梁２０の長軸方向端部の範囲でパイプサポート６１を用いて設置する。このとき、底版は、鉄骨梁２０，３１から吊るすようにしてもよい。

【0031】

型枠６０およびパイプサポート６１設置後、図７（ｂ）に示すように、型枠６０内部で鉄骨梁２０，３１を囲むように上端筋２３，３４、下端筋２４，３５、スターラップ筋２５，３６をそれぞれ配筋し、鉄骨梁２０のウェブ２１を貫通するように帯筋１３を配筋する。配筋後、残り（側面）の型枠６０を設置する。

【0032】

型枠６０内部にコンクリートを打設し、養生を行い、所定の圧縮強度に達した後、パイプサポート６１を取り外し、型枠６０を解体する。図７（ｃ）に示すように、鉄骨梁２０の柱１０上部周辺の材端鉄筋コンクリート梁２２、複合構造梁３０の長軸方向端部の鉄筋コンクリート梁３３および柱１０の柱梁交差部４０が一体的に形成された柱梁接合構造２が完成する。

【0033】

本実施形態の柱梁接合構造２によると、鉄骨梁２０が柱１０およびその周辺において、材端鉄筋コンクリート梁２２、柱梁交差部４０の位置で強固に固定されるので、複合構造梁３０同様に鉄骨梁２０端部の耐力および剛性も高めることができる。従って、柱梁接合構造２は、大スパン架構に好適である。

【0034】

［変形例］
上記第１および第２実施形態では、鉄骨梁３１は、長軸方向端部３２が柱１０と距離Ｄ２離れていたが、柱１０とは平面視で当接するが鉄骨梁２０とは接触しない距離にしてもよい。

【0035】

上記第１および第２実施形態では、柱１０は、現場打ちの鉄筋コンクリート柱であったが、プレキャストコンクリートやハーフプレキャストコンクリート等の鉄筋コンクリート柱であってもよい。

【0036】

また、上記第１および第２実施形態では、鉄筋コンクリート梁３３、柱梁交差部４０または材端鉄筋コンクリート梁２２、柱梁交差部４０、鉄筋コンクリート梁３３は、コンクリートを現場打ちしていたが、鉄骨梁２０および鉄骨梁３１の一部を含んだ柱梁接合部分が一体化されたプレキャストコンクリート部材であってもよい。

【0037】

上記第２実施形態では、コーベル１５は、正面視で、台形状であったが、矩形状、正方形状であってもよく、他の形状であってもよい。また、鉄骨梁３１の下部に当接しつつ鉄筋コンクリート梁３３の下端から下方に突出していてもよく、鉄筋コンクリート梁３３の下端と面一であってもよい。また、コーベルを第１実施形態において使用してもよい。

【0038】

また、上記各実施形態では、小梁５０は、鉄骨梁２０，２０間に配設されていたが、複合構造梁３０のほうが長期許容耐力に余裕のある場合には、複合構造梁３０，３０間に配設するとよい。また、長期許容耐力の余裕がどちらも同じ場合には、鉄骨梁２０，２０間、複合構造梁３０，３０間のいずれに配設してもよく、建て方の都合等により小梁の配設方向を決定してもよい。

【0039】

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に示した範囲内での種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0040】

１，２ 柱梁接合構造
１０ 鉄筋コンクリート柱（柱）
１１ 柱体
１２ 柱主筋
１３ 帯筋
１５ コーベル
２０，３１ 鉄骨梁
２１ ウェブ
２２ 材端鉄筋コンクリート梁
２３，３４ 上端筋
２４，３５ 下端筋
２５，３６ スターラップ筋
３０ 複合構造梁
３３ 鉄筋コンクリート梁
４０ 柱梁交差部
５０ 小梁
６０ 型枠
６１ パイプサポート
７０ 支持材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】