(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】
(24)【登録日】2023-12-18
(45)【発行日】2023-12-26
(54)【発明の名称】柱梁接合構造
(51)【国際特許分類】
E04B 1/58 20060101AFI20231219BHJP
E04B 1/30 20060101ALI20231219BHJP
【FI】
E04B1/58 508P
E04B1/30 K
(21)【出願番号】P 2019236402
(22)【出願日】2019-12-26
【審査請求日】2022-10-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000003621
【氏名又は名称】株式会社竹中工務店
(74)【代理人】
【識別番号】100084995
【氏名又は名称】加藤 和詳
(74)【代理人】
【識別番号】100099025
【氏名又は名称】福田 浩志
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 伸一
(72)【発明者】
【氏名】藤田 進
(72)【発明者】
【氏名】油川 健樹
【審査官】小澤 尚由
(56)【参考文献】
【文献】特開平09-209451(JP,A)
【文献】特開2009-281011(JP,A)
【文献】米国特許第05688069(US,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04B 1/58
E04B 1/30
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄骨柱と、
前記鉄骨柱から張り出す金属製ブラケットと、
梁端部が前記金属製ブラケット
の上面に載置されるプレキャスト梁と、
前記梁端部に設けられ、前記金属製ブラケット
の前記上面に接合される金属製プレートと、
を備える柱梁接合構造。
【請求項2】
前記梁端部は、前記鉄骨柱と構造的に縁が切られた状態で、前記金属製ブラケット上に載置される、
請求項1に記載の柱梁接合構造。
【請求項3】
前記金属製プレートは、前記プレキャスト梁の両側の側面に沿ってそれぞれ設けられ、下端部が前記金属製ブラケットの
前記上面に溶接される、
請求項1又は請求項2に記載の柱梁接合構造。
【請求項4】
鉄骨柱と、
前記鉄骨柱から張り出す金属製ブラケットと、
梁端部が前記金属製ブラケット上に載置されるプレキャスト梁と、
前記梁端部に設けられ、前記金属製ブラケットに接合される金属製プレートと、
を備え、
前記鉄骨柱と前記梁端部との間には、絶縁材が介在される、
柱梁接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、柱梁接合構造に関する。
【背景技術】
【0002】
鉄骨柱とプレキャストコンクリート梁(以下、「プレキャスト梁」という)との接合構造が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平8-074319号公報
【文献】特開平11-050540号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、鉄骨柱とプレキャスト梁とは、構造種別が異なるため、接合することが難しく、新たな接合構造が望まれる。
【0005】
本発明は、上記の事実を考慮し、鉄骨柱とプレキャスト梁との接合構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第1態様に係る柱梁接合構造は、鉄骨柱と、前記鉄骨柱から張り出す金属製ブラケットと、梁端部が前記金属製ブラケット上に載置されるプレキャスト梁と、前記梁端部に設けられ、前記金属製ブラケットに接合される金属製プレートと、を備える。
【0007】
第1態様に係る柱梁接合構造によれば、鉄骨柱から張り出す金属製ブラケット上に、プレキャスト梁の梁端部が載置される。この梁端部には、金属製プレートが設けられる。金属製プレートは、金属製ブラケットに接合される。これにより、金属製ブラケット及び金属製プレートを介して、鉄骨柱とプレキャスト梁とが接合される。
【0008】
このようにプレキャスト梁の梁端部に金属製プレートを設けることにより、金属製プレートと金属製ブラケットとを溶接やボルト等によって接合することができる。したがって、鉄骨柱とプレキャスト梁とを容易に接合することができる。
【0009】
また、鉄骨柱とプレキャスト梁とを接合する際に、鉄骨柱から張り出す金属製ブラケット上にプレキャスト梁の梁端部を載置する。これにより、プレキャスト梁を支持する支保工等を省略することができる。したがって、プレキャスト梁の施工性が向上する。
【0010】
第2態様に係る柱梁接合構造は、第1態様に係る柱梁接合構造において、前記梁端部は、前記鉄骨柱と構造的に縁が切られた状態で、前記金属製ブラケット上に載置される。
【0011】
第2態様に係る柱梁接合構造によれば、プレキャスト梁の梁端部は、鉄骨柱と構造的に縁が切られた状態で、鋼製ブラケット上に載置される。これにより、地震時に、プレキャスト梁の梁端部から鉄骨柱に曲げモーメントが伝達されることが抑制される。したがって、鉄骨柱の仕口部の補強等が低減されるため、鉄骨柱とプレキャスト梁とをさらに容易に接合することができる。
【0012】
第3態様に係る柱梁接合構造は、第1態様又は第2態様に係る柱梁接合構造において、前記金属製プレートは、前記プレキャスト梁の両側の側面に沿ってそれぞれ設けられ、下端部が前記金属製ブラケットの上面に溶接される。
【0013】
第3態様に係る柱梁接合構造によれば、金属製プレートは、プレキャスト梁の両側の側面に沿ってそれぞれ設けられる。これらの金属製プレートの下端部が、金属製ブラケットの上面に溶接される。これにより、鉄骨柱とプレキャスト梁とを容易に接合することができる。
【0014】
第4態様に係る柱梁接合構造は、第1態様~第3態様の何れか1つに係る柱梁接合構造において、前記鉄骨柱と前記梁端部との間には、絶縁材が介在される。
【0015】
第4態様に係る柱梁接合構造によれば、鉄骨柱とプレキャスト梁の梁端部との間には、絶縁材が介在される。これにより、鉄骨柱とプレキャスト梁の梁端部との隙間を埋めつつ、鉄骨柱とプレキャスト梁の梁端部との構造的な縁を容易に切ることができる。
【発明の効果】
【0016】
以上説明したように、本発明に係る柱梁接合構造によれば、鉄骨柱とプレキャスト梁との接合構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【
図1】
図1は、一実施形態に係る柱梁接合構造が適用された鉄骨柱及びコンクリート梁を示す立面図である。
【
図3】
図3は、
図1に示されるコンクリート梁の施工過程を示す立面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る柱梁接合構造について説明する。
【0019】
図1には、本実施形態に係る柱梁接合構造50が適用された鉄骨柱10及びコンクリート梁30が示されている。
【0020】
(鉄骨柱)
鉄骨柱10は、角形鋼管によって形成されている。この鉄骨柱10には、金属製ブラケット20が設けられている。なお、鉄骨柱10は、角形鋼管に限らず、例えば、丸形鋼管やH形鋼、C形鋼等によって形成されても良い。また、鉄骨柱10は、CFT(Concrete Filled Steel Tube)であっても良い。
【0021】
(金属製ブラケット)
金属製ブラケット20は、鋼板等によって形成されている。この金属製ブラケット20は、受けプレート22と、複数の補強リブ24とを有している。受けプレート22は、平板状に形成されており、略水平に配置されている。
【0022】
受けプレート22は、通しダイアフラムと同様に、鉄骨柱10から外側へ張り出した状態で、鉄骨柱10に溶接等によって接合されている。また、
図2に示されるように、受けプレート22は、鉄骨柱10から4方向へ張り出しており、鉄骨柱10の周囲に配置される4本のコンクリート梁30を支持可能に構成されている。この受けプレート22は、複数の補強リブ24によって補強されている。
【0023】
複数の補強リブ24は、受けプレート22の下側に配置されている。また、複数の補強リブ24は、鉄骨柱10の周方向に間隔を空けて配置されている。
図1に示されるように、各補強リブ24は、鉄骨柱10の側面10Sと受けプレート22の下面22Lとに亘って設けられている。
【0024】
補強リブ24の一端部は、鉄骨柱10の側面10Sに突き当てられた状態で、溶接等によって接合されている。また、補強リブ24の上端部は、受けプレート22の下面22Lに突き当てられた状態で、溶接等によって接合されている。これらの補強リブ24によって、受けプレート22が下から支持されている。
【0025】
なお、補強リブ24の配置や数は、適宜変更可能である。また、補強リブ24は、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。
【0026】
(コンクリート梁)
図1及び
図3に示されるように、コンクリート梁30は、鉄骨柱10と図示しない柱とに架設されている。このコンクリート梁30は、その下部を構成するプレキャストコンクリート梁32と、その上部を構成するトップコンクリート40とを有している。
【0027】
プレキャストコンクリート梁(以下、「プレキャスト梁」という)32は、ハーフプレキャストコンクリートによって形成されている。このプレキャスト梁32には、複数の下端梁主筋34及びせん断補強筋36が埋設されている。
【0028】
下端梁主筋34は、プレキャスト梁32の下端側には、プレキャスト梁32の材軸方向に沿って配筋されている。また、複数のせん断補強筋36は、プレキャスト梁32の材軸方向に間隔を空けて配筋されている。これらのせん断補強筋36の上部は、プレキャスト梁32の上面32Uから上方へそれぞれ突出されている。このプレキャスト梁32の上面32Uには、トップコンクリート40が設けられている。
【0029】
トップコンクリート40は、プレキャスト梁32の上面32Uにコンクリート(現場打ちコンクリート)を打設することにより形成されている。このトップコンクリート40には、プレキャスト梁32の上面32Uから突出する複数のせん断補強筋36の上部が埋設されている。また、トップコンクリート40には、上端梁主筋42が埋設されている。上端梁主筋42は、プレキャスト梁32の材軸方向に沿って配筋されている。
【0030】
(柱梁接合構造)
鉄骨柱10とコンクリート梁30の梁端部30Eには、柱梁接合構造50が適用されている。具体的には、コンクリート梁30における鉄骨柱10側の梁端部30Eは、鉄骨柱10と構造的に縁が切られた状態で、金属製ブラケット20の受けプレート22の上面22Uに載置されている。
【0031】
より具体的には、コンクリート梁30の梁端部30Eは、鉄骨柱10の側面10Sとの間に隙間D(
図1参照)を空けた状態で、金属製ブラケット20の受けプレート22の上面22Uに載置されている。この隙間Dには、絶縁材44が配置されている。
【0032】
絶縁材44は、例えば、エラスタイトやスタイロフォーム(登録商標)等の伸縮目地材によって板状に形成されている。この絶縁材44は、鉄骨柱10の側面10Sと、コンクリート梁30の端面30Tとの隙間Dに挟み込まれている。つまり、鉄骨柱10の側面10Sとコンクリート梁30の端面30Tと間には、絶縁材44が介在されている。この絶縁材44によって、鉄骨柱10とコンクリート梁30との縁が構造的に切られている。これにより、地震時に、コンクリート梁30から鉄骨柱10に伝達される曲げモーメントが低減される。また、絶縁材44が伸縮することにより、コンクリート梁30の材軸方向の伸縮変形が吸収される。
【0033】
図4に示されるように、プレキャスト梁32の梁端部32Eにおける両側の側面32Sには、金属製プレート52が設けられている。金属製プレート52は、鋼板等によって形成されている。
【0034】
金属製プレート52は、プレキャスト梁32の材軸方向を長手方向とした長方形状に形成されており、プレキャスト梁32の側面32Sに沿って配置されている。この金属製プレート52は、プレキャスト梁32の側面32Sの下端から上端に亘って設けられている。
【0035】
金属製プレート52の内面には、複数のスタッド54が溶接等によって接合されている。各スタッド54は、金属製プレート52の内面から突出し、プレキャスト梁32に埋設されている。これらのスタッド54を介して、金属製プレート52がプレキャスト梁32に固定されている。
【0036】
金属製プレート52の下端部52Lは、受けプレート22の上面22Uに接触し、又は近接した状態で配置されている。この金属製プレート52の下端部52Lは、受けプレート22の上面22Uに隅肉溶接等によって溶接されている。これにより、コンクリート梁30が、金属製プレート52及び金属製ブラケット20を介して鉄骨柱10に接合(ピン接合)されている。
【0037】
なお、金属製プレート52は、工場等において、プレキャスト梁32を製作する際に、プレキャスト梁32に予め一体化される。
【0038】
(柱梁接合構造の施工方法)
次に、本実施形態に係る柱梁接合構造の施工方法の一例について説明する。
【0039】
図3には、金属製ブラケット20が設けられた鉄骨柱10が示されている。この状態から、鉄骨柱10から張り出す金属製ブラケット20の受けプレート22の上面22Uに、プレキャスト梁32の梁端部32Eを載置する。この際、鉄骨柱10の側面10Sとプレキャスト梁32の端面32Tとの間に、絶縁材44を介在させる。
【0040】
なお、絶縁材44は、後述するトップコンクリート40が鉄骨柱10の側面10Sに付着しないように、プレキャスト梁32よりも上側の鉄骨柱10の側面10Sにも設けられる。
【0041】
次に、
図4に示されるように、プレキャスト梁32の梁端部32Eにおける両側の側面32Sに設けられた一対の金属製プレート52の下端部52Lを、受けプレート22の上面22Uに隅肉溶接によってそれぞれ溶接する。これにより、プレキャスト梁32の梁端部32Eが、一対の金属製プレート52及び金属製ブラケット20を介して鉄骨柱10に接合(ピン接合)される。
【0042】
次に、プレキャスト梁32の周囲に、図示しない型枠を仮設するとともに、型枠内に複数の上端梁主筋42を適宜配筋する。この状態で、型枠内にコンクリートを打設することにより、トップコンクリート40を形成する。この際、
図1及び
図3に示されるように、絶縁材44によって、鉄骨柱10の側面10Sに対するトップコンクリート40の付着が抑制される。その後、型枠を適宜脱型する。これにより、コンクリート梁30が形成される。
【0043】
(作用)
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0044】
本実施形態に係る柱梁接合構造50によれば、
図1に示されるように、鉄骨柱10から張り出す金属製ブラケット20の受けプレート22上に、コンクリート梁30を構成するプレキャスト梁32の梁端部32Eが載置されている。
図4に示されるように、梁端部32Eの両側の側面32Sには、金属製プレート52がそれぞれ設けられている。各金属製プレート52の下端部52Lは、受けプレート22の上面22Uに溶接されている。
【0045】
このようにプレキャスト梁32の梁端部32Eに金属製プレート52を設けることにより、金属製ブラケット20の受けプレート22に金属製プレート52を溶接することができる。したがって、鉄骨柱10とコンクリート梁30とを容易に接合することができる。
【0046】
また、鉄骨柱10とコンクリート梁30とを接合する際に、鉄骨柱10から張り出す金属製ブラケット20の受けプレート22上に、プレキャスト梁32の梁端部32Eを載置する。これにより、プレキャスト梁32を支持する支保工等を省略することができる。したがって、プレキャスト梁32の施工性が向上する。
【0047】
また、コンクリート梁30の梁端部30Eは、鉄骨柱10と構造的に縁が切られた状態で、金属製ブラケット20の受けプレート22上に載置されている。これにより、地震時に、コンクリート梁30の梁端部30Eから鉄骨柱10に伝達される曲げモーメントが低減される。したがって、鉄骨柱10の仕口部の補強等が低減されるため、鉄骨柱10とコンクリート梁30とをさらに容易に接合することができる。
【0048】
さらに、鉄骨柱10とコンクリート梁30の梁端部30Eとの隙間Dには、絶縁材44が介在されている。これにより、鉄骨柱10とコンクリート梁30の梁端部30Eとの隙間Dを埋めつつ、鉄骨柱10とコンクリート梁30の梁端部30Eとの構造的な縁を容易に切ることができる。
【0049】
(変形例)
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【0050】
上記実施形態では、プレキャスト梁32の両側の側面32Sに金属製プレート52がそれぞれ設けられるが、上記実施形態はこれに限らない。金属製プレート52は、プレキャスト梁32の両側の側面32Sの少なくとも一方に設けることができる。
【0051】
また、金属製プレート52は、プレキャスト梁32の側面32Sに設けられるが、上記実施形態はこれに限らない。例えば、L形状の金属製プレートを、プレキャスト梁32の側面32S及び下面に沿って設けても良い。また、金属製プレートは、プレキャスト梁32の端面32Tに設けることも可能である。
【0052】
また、上記実施形態では、金属製プレート52の下端部52Lが、金属製ブラケット20の受けプレート22に溶接されるが、上記実施形態はこれに限らない。例えば、金属製プレートの下端部に、プレキャスト梁32の外側へ延出するフランジ部を設け、当該フランジ部を受けプレート22に重ねた状態でボルト及びナットによって接合(ボルト接合)しても良い。
【0053】
また、上記実施形態では、金属製ブラケット20の受けプレート22が通しダイアフラム状に鉄骨柱10に設けられるが、上記実施形態はこれに限らない。金属製ブラケットの受けプレートは、例えば、外ダイアフラム状に鉄骨柱10に設けても良い。
【0054】
また、上記実施形態では、金属製ブラケット20の受けプレート22が鉄骨柱10から4方向へ張り出しているが、受けプレートの張出し方向は、鉄骨柱10の周囲に配置されるコンクリート梁30の本数に応じて適宜変更可能である。つまり、金属製ブラケットは、鉄骨柱10から一方側へのみ張り出すように構成することも可能である。
【0055】
さらに、金属製ブラケット20の形状は、適宜変更可能であり、例えば、断面L形状の金属製ブラケットを、鉄骨柱10から張り出すように、鉄骨柱10の側面10Sに溶接やボルトによって接合することも可能である。
【0056】
また、上記実施形態では、鉄骨柱10とプレキャスト梁32の梁端部32Eとの間に絶縁材44が介在されるが、絶縁材44は省略可能である。なお、絶縁材44を省略した場合には、鉄骨柱10にプレキャスト梁32の梁端部32Eを接触させても良い。
【0057】
また、上記実施形態では、鉄骨柱10とプレキャスト梁32の梁端部32Eとの縁が構造的に切られているが、上記実施形態はこれに限らない。鉄骨柱10とプレキャスト梁32の梁端部32Eとは、構造的に接合されても良い。
【0058】
また、上記実施形態では、プレキャスト梁32がハーフプレキャストコンクリート造とされるが、プレキャスト梁は、フルプレキャストコンクリート造とされても良い。
【0059】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【0060】
10 鉄骨柱
20 金属製ブラケット
32 プレキャストコンクリート梁(プレキャスト梁)
32E 梁端部(プレキャスト梁の梁端部)
44 絶縁材
50 柱梁接合構造
52 金属製プレート
52L 下端部(金属製プレートの下端部)