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(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】2023-12-20
(45)【発行日】2023-12-28
(54)【発明の名称】複合柱梁架構およびその構築方法
(51)【国際特許分類】
   E04B 1/30 20060101AFI20231221BHJP
   E04B 1/58 20060101ALI20231221BHJP
【FI】
E04B1/30 K
E04B1/58 507P
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2022028689
(22)【出願日】2022-02-25
(65)【公開番号】P2023124725
(43)【公開日】2023-09-06
【審査請求日】2023-07-11
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124084
【弁理士】
【氏名又は名称】黒岩 久人
(72)【発明者】
【氏名】稲田 博文
(72)【発明者】
【氏名】池邊 文亮
(72)【発明者】
【氏名】小林 圭
【審査官】土屋 保光
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-014845(JP,A)
【文献】特開2013-253367(JP,A)
【文献】特開2016-145458(JP,A)
【文献】特開2015-101823(JP,A)
【文献】特開2017-110346(JP,A)
【文献】特開平08-170366(JP,A)
【文献】特開平10-280542(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04B 1/30
E04B 1/38 - 1/61
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄筋コンクリート造の柱部材と、鉄骨造の梁部材と、前記柱部材の上に設けられて前記梁部材が接合された柱梁接合部と、を備える複合柱梁架構であって、
前記柱部材は、鉄筋コンクリート造の柱本体と、前記柱本体の上端面の中央部から上方に突出して前記柱本体に一体に形成されたコンクリート造の梁支持部と、を備え、
前記梁部材は、前記梁支持部上に載置され、
前記柱梁接合部は、前記柱部材および前記梁部材のそれぞれの一部を含んで構築されることを特徴とする複合柱梁架構。
【請求項2】
前記柱本体および前記梁支持部は、プレキャストコンクリート造であることを特徴とする請求項1に記載の複合柱梁架構。
【請求項3】
前記梁部材は、前記梁支持部に加えて、前記柱本体の上部の側面に取り付けられた梁受け金物、および/または、前記柱本体の上端面から上方に突出する柱主筋に取り付けられた梁位置決め金物で支持されることを特徴とする請求項1または2に記載の複合柱梁架構。
【請求項4】
請求項1から3のいずれかに記載の複合柱梁架構の構築方法であって、
前記柱部材を構築する工程と、
前記柱部材の梁支持部上に前記梁部材を設置するとともに、前記柱梁接合部となる部分を囲んで型枠材を建て込む工程と、
前記型枠材の内側にコンクリートを打設して、前記柱梁接合部を構築する工程と、を含むことを特徴とする複合柱梁架構の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄筋コンクリート造の柱部材と鉄骨造の梁部材とを備える複合柱梁架構、および、この複合柱梁架構の構築方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁とを接合した複合柱梁架構が知られている(特許文献1~3参照)。
特許文献1には、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接合部構造において、鉄筋コンクリート柱上面の周縁部の鉄骨梁に接する位置に、超高強度繊維補強コンクリートを用いたプレキャストブロックを設置した接合部構造が示されている。
特許文献2には、下階柱に鉄骨梁が接合される複合柱梁架構について、鉄骨梁の下階柱に対する高さを決定する位置決め部材が示されている。この位置決め部材は、下階柱のフープ筋に取り付けられている。
特許文献3には、鉄筋コンクリート造の柱部材に梁部材が接合される柱梁架構について、梁部材を支持する梁支持部材が示されている。この梁支持部材は、梁部材と交差する方向に延びて梁部材が載置される梁支持部材と、柱部材の柱主筋に嵌合されるナットと、を備え、支持部材は、ナットを介して柱部材に支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2011-058293号公報
【文献】特許第6255220号公報
【文献】特許第6646959号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、鉄骨造の梁部材の高さ位置を高精度で位置決めでき、かつ、柱梁接合部を容易に構築可能な、複合柱梁架構およびその構築方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは、鉄筋コンクリート造の柱部材と鉄骨造の梁部材とが接合された複合柱梁架構として、柱部材を構成する柱本体の上端面にコンクリート造の梁支持部を設け、その梁支持部上に梁部材を載置し、柱梁接合部を柱部材および梁部材のそれぞれの一部を含んで構築することで、大断面化されて重量が大きい梁部材であっても、梁支持部を大型化して受圧面積を増加させて、梁部材を梁支持部で容易に支持できる点に着眼して、本発明に至った。
第1の発明の複合柱梁架構(例えば、後述の複合柱梁架構1)は、鉄筋コンクリート造の柱部材(例えば、後述の柱部材10)と、鉄骨造の梁部材(例えば、後述の梁継手部20)と、前記柱部材の上に設けられて前記梁部材が接合された柱梁接合部(例えば、後述の柱梁接合部30)と、を備える複合柱梁架構であって、前記柱部材は、鉄筋コンクリート造の柱本体(例えば、後述の柱本体11)と、前記柱本体の上端面の中央部に上方に突出して形成されたコンクリート造の梁支持部(例えば、後述の梁支持部12)と、を備え、前記梁部材は、前記梁支持部上に載置され、前記柱梁接合部は、前記柱部材および前記梁部材のそれぞれの一部を含んで構築されることを特徴とする。
【0006】
この発明によれば、複合柱梁架構において、鉄筋コンクリート造の柱本体の上端面の中央部にコンクリート造の梁支持部を設け、この梁支持部上に鉄骨造の梁部材を載置する。よって、梁部材が梁支持部の支圧強度で支えられるから、梁部材が大断面化されて重量が大きい場合であっても、梁支持部を大型化して受圧面積を増加させることで、梁支持部で梁部材を容易に支持することが可能である。
また、梁部材を梁支持部上に配置し、その周囲にコンクリートを流し込んで柱梁接合部を構築するので、梁支持部の周りでコンクリートが充填不足となるのを防止でき、柱梁接合部を容易に構築できる。
【0007】
第2の発明の複合柱梁架構は、前記柱本体および前記梁支持部は、プレキャストコンクリート造であることを特徴とする。
この発明によれば、柱本体および梁支持部をプレキャストコンクリート造で一体に形成したので、施工現場にて、柱部材を迅速に建て込むことができる。
また、梁部材を梁支持部で支持するため、工場で柱本体および梁支持部をプレキャストコンクリート造で一体に形成する際に、梁支持部の高さを適宜設定することで、梁部材の柱部材に対する高さ位置を高精度で位置決めできる。
【0008】
第3の発明の複合柱梁架構は、前記梁部材は、前記梁支持部に加えて、前記柱本体の上部の側面に取り付けられた梁受け金物(例えば、後述の下側梁受け金物50、上側梁受け金物60)、および/または、前記柱本体の上端面から上方に突出する柱主筋(例えば、後述の柱主筋13A)に取り付けられた梁位置決め金物(例えば、後述の梁位置決め金物70)で支持されることを特徴とする。
【0009】
この発明によれば、梁部材を、柱本体の上端面に設けた梁支持部で支持するとともに、柱本体の上部の側面に取り付けられた梁受け金物および/または柱本体から突出する柱主筋に取り付けられた梁位置決め金物で支持したので、梁部材を柱部材上に確実に仮固定することができる。
【0010】
第4の発明の複合柱梁架構の構築方法は、上述の複合柱梁架構の構築方法であって、前記柱部材を構築する工程(例えば、後述のステップS1)と、前記柱部材の梁支持部上に前記梁部材を設置するとともに、前記柱梁接合部となる部分を囲んで型枠材(例えば、後述の鋼板31)を建て込む工程(例えば、後述のステップS2)と、前記型枠材の内側にコンクリートを打設して、前記柱梁接合部を構築する工程(例えば、後述のステップS3)と、を含むことを特徴とする。
【0011】
ここで、型枠材(鋼板または柱部材の一部)を梁部材とは別に建て込んでもよいし、型枠材を梁部材に一体化させて、梁部材の設置と同時に型枠材を建て込むようにしてもよい。
この発明によれば、柱本体の上端面の梁支持部上に梁部材を配置するとともに、柱梁接合部となる部分を型枠材で囲んで、その後、この型枠材の内側にコンクリートを打設したので、柱梁接合部を容易に構築できる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、鉄骨造の梁部材の高さ位置を高精度で位置決めでき、かつ、柱梁接合部を容易に構築可能な、複合柱梁架構およびその構築方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の第1実施形態に係る複合柱梁架構の側面図である。
図2図1の複合柱梁架構の破線Aで囲んだ部分の拡大図である。
図3図2の複合柱梁架構の縦断面図である。
図4図2の複合柱梁架構の平面図である。
図5】第1実施形態に係る複合柱梁架構を構築する手順のフローチャートである。
図6】第1実施形態に係る複合柱梁架構の構築手順の説明図(その1、柱部材を建て込んだ状態)である。
図7図6の柱部材の破線Bで囲んだ部分の拡大図である。
図8】第1実施形態に係る複合柱梁架構の構築手順の説明図(その1、梁ユニットを取り付けた状態)である。
図9図8の柱部材および梁ユニットの破線Cで囲んだ部分の拡大図である。
図10】本発明の第2実施形態に係る複合柱梁架構の構築中の縦断面図である。
図11】第2実施形態に係る複合柱梁架構の構築中の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明は、鉄筋コンクリート造の柱部材の上端面に直方体状または円柱状のコンクリート造の梁支持部を設け、この梁支持部上に鉄骨造の梁部材を載置し、柱部材と梁部材とが交差する部分に柱梁接合部を構築した複合柱梁架構、およびその複合柱梁架構の構築方法である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係る複合柱梁架構1の側面図である。図2は、図1の複合柱梁架構1の破線Aで囲んだ部分の拡大図である。図3は、図2の複合柱梁架構1の縦断面図である。図4は、図2の複合柱梁架構1の平面図である。
複合柱梁架構1は、床面2の上に設けられた鉄筋コンクリート造の柱3と、柱3同士の間に設けられた鉄骨造の梁4と、梁4に支持された床スラブ5と、を備える。
【0015】
柱3は、プレキャスト鉄筋コンクリート造の柱部材10で構成されている。柱部材10の上には、鋼板31で囲まれた柱梁接合部30が設けられており、この柱梁接合部30には、H形鋼からなる梁部材としての梁継手部20が接合されている。梁4は、梁継手部20と、梁継手部20同士の間に取り付けられた梁中間部材6と、を含んで構成されている。
【0016】
柱部材10は、プレキャスト鉄筋コンクリート造の柱本体11と、柱本体11の上端面の中央部に上方に突出して形成されたコンクリート造の梁支持部12と、柱本体11の上端面の四隅から上方に突出する異形鉄筋である柱主筋13と、を備える。梁支持部12は、工場にて、柱本体11と一体に製造されたプレキャストコンクリート造である。
4本の梁継手部20は、四方に延びており、互いに梁接合部21で接合されている。この梁接合部21は、梁支持部12の上に載置されている。
柱梁接合部30は、柱部材10の上方に配置された鋼板31と、鋼板31の内側にコンクリートを打設して形成されたコンクリート体32と、を備える。鋼板31は、型枠材としての機能のほか、柱主筋13を拘束するフープ筋としての機能を有する。この柱梁接合部30には、柱部材10の柱主筋13および梁継手部20の柱部材10側の端部が含まれている。
【0017】
以下、複合柱梁架構1を構築する手順について、図5のフローチャートを参照しながら説明する。
本実施形態では、複合柱梁架構1を構築する際に、梁接合部21で互いに接合された4本の梁継手部20と、柱梁接合部30を構築するための型枠材となる鋼板31と、を一体化した梁ユニット40を用いる。
ステップS1では、図6に示すように、床面2上に柱部材10を建て込む。このとき、柱本体11の上部の4つの側面のそれぞれに下側梁受け金物50を仮固定しておき、この状態で、柱部材10を建て込む。
下側梁受け金物50は、図7に示すように、柱本体11の側面に沿って延びる鉛直部51と、鉛直部51の上端から略水平に延びる水平部52と、を備える。鉛直部51には、円形の貫通孔53が形成されており、水平部52には、円形の貫通孔54が形成されている。柱本体11の上部の側面には、雌ねじ部14が設けられている。鉛直部51の貫通孔53にボルト55を挿通して、柱本体11の雌ねじ部14に螺合することで、下側梁受け金物50が柱部材10に仮固定される。
【0018】
ステップS2では、図7に示すように、柱部材10の上に梁ユニット40を取り付ける。具体的には、梁ユニット40に上側梁受け金物60を仮固定しておき、この状態で、梁ユニット40を揚重して、梁ユニット40の梁接合部21を柱部材10の梁支持部12の上に載置するとともに、梁ユニット40に取り付けた上側梁受け金物60を下側梁受け金物50に連結することで、柱部材10の上に梁ユニット40を仮固定する。
上側梁受け金物60は、図9に示すように、梁ユニット40の鋼板31の側面に沿って延びる鉛直部61と、鉛直部61の下端から略水平に延びる水平部62と、を備える。鉛直部61には、円形の貫通孔63が形成されており、水平部62には、円形の貫通孔64が形成されている。鋼板31の側面には、雌ねじ部33が形成されている。鉛直部61の貫通孔63にボルト65を挿通して、鋼板31の側面に設けられた雌ねじ部33に螺合することで、上側梁受け金物60が梁ユニット40に仮固定される。また、水平部62の貫通孔64および下側梁受け金物50の貫通孔54にボルト66を挿通して、ナット67を螺合することで、上側梁受け金物60が下側梁受け金物50に連結される。
なお、上側梁受け金物60と下側梁受け金物50とを、ボルト66およびナット67で連結したが、これに限らず、上側梁受け金物60と下側梁受け金物50とを、挟締金具であるブルマンC型で仮固定してもよい。
【0019】
ステップS3では、梁ユニット40の鋼板31の内側にコンクリートを打設してコンクリート体32を形成し、柱梁接合部30を構築する。その後、下側梁受け金物50のボルト55および上側梁受け金物60のボルト65を取り外して、下側梁受け金物50および上側梁受け金物60を撤去する。
【0020】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)複合柱梁架構1において、鉄筋コンクリート造の柱本体11の上端面の中央部にコンクリート造の梁支持部12を設け、この梁支持部12上に鉄骨造の梁継手部20を載置する。よって、梁継手部20が梁支持部12の支圧強度で支えられるから、梁継手部20が大断面化されて重量が大きい場合であっても、梁支持部12を大型化して受圧面積を増加させることで、梁支持部12で梁継手部20を容易に支持することが可能である。
また、梁継手部20を梁支持部12上に配置し、その周囲にコンクリートを流し込んで柱梁接合部30を構築するので、梁支持部12の周りでコンクリートが充填不足となるのを防止でき、柱梁接合部30を容易に構築できる。
【0021】
(2)柱本体11および梁支持部12をプレキャストコンクリート造で一体に形成したので、施工現場にて、柱部材10を迅速に建て込むことができる。
また、梁継手部20を梁支持部12で支持するため、工場で柱本体11および梁支持部12をプレキャストコンクリート造で一体に形成する際に、梁支持部12の高さを適宜設定することで、梁継手部20の柱部材10に対する高さ位置を高精度で位置決めできる。
(3)梁継手部20を、柱本体11の上端面に設けた梁支持部12で支持するとともに、柱本体11の上部の側面に取り付けられた下側梁受け金物50および上側梁受け金物60で支持したので、梁継手部20を柱部材10上に確実に仮固定することができる。
(4)柱本体11の上端面の梁支持部12上に梁継手部20を配置するとともに、柱梁接合部30となる部分を鋼板31で囲んで、この鋼板31の内側にコンクリートを打設したので、柱梁接合部30を容易に構築できる。
【0022】
〔第2実施形態〕
図10は、本発明の第2実施形態に係る複合柱梁架構1の構築中の縦断面図である。図11は、第2実施形態に係る複合柱梁架構1の構築中の平面図である。
本実施形態では、第1実施形態の梁受け金物60に代えて、梁位置決め金物70を用いた点が、第1実施形態と異なる。
すなわち、柱主筋13Aは、外周面にねじが刻設されたねじ鉄筋となっている。そして、ステップS2において、柱部材10の上に梁ユニット40を取り付けて、その後、柱主筋13Aに4つの梁位置決め金物70を取り付ける。この梁位置決め金物70は、梁継手部20の上に配置されて両端部を柱主筋13Aが貫通する山形鋼である金物本体71と、柱主筋13Aに螺合されて金物本体71を上から押さえるナット72と、を備える。この梁位置決め金物70に柱主筋13Aを貫通させて金物本体71を梁継手部20の上に配置し、この状態でナット72を締め付けることで、梁位置決め金物70で梁ユニット40の移動を拘束し、柱部材10に仮固定する。
なお、本実施形態では、金物本体71を山形鋼としたが、これに限らず、平鋼としてもよい。また、梁位置決め金物70を工場にて柱主筋13Aに予め取り付けておいてもよい。このようにすれば、梁位置決め金物70の建築現場への搬入作業の作業手間を軽減することができる。
本実施形態によれば、上述の(1)~(4)と同様の効果がある。
【0023】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、第1実施形態では、柱部材10をプレキャスト鉄筋コンクリート造としたが、これに限らず、柱部材10を建設現場でコンクリートを打設して構築する鉄筋コンクリート造としてもよい。
また、第1実施形態では、下側梁受け金物50の鉛直部51に設けた貫通孔53を円形としたが、これに限らず、貫通孔53を長方形のルーズ穴とすれば、柱部材10に対する下側梁受け金物50の高さ位置を微調整可能である。
また、第1実施形態では、上側梁受け金物60の鉛直部61に設けた貫通孔63を円形としたが、これに限らず、貫通孔63を長方形のルーズ穴とすれば、梁ユニット40に対する上側梁受け金物60の高さ位置を微調整可能である。
また、第1実施形態では、梁受け金物60を柱本体11の上部の4つの側面に設けたが、これに限らず、柱本体11の上部の2つの側面にのみ設けてもよい。
また、第1実施形態では、梁受け金物50、60のみを用いて複合柱梁架構1を構築し、第2実施形態では、梁位置決め金物70のみを用いて複合柱梁架構1を構築したが、これに限らず、第1実施形態の梁受け金物50、60と第2実施形態の梁位置決め金物70とを併用して、複合柱梁架構1を構築してもよい。
また、第2実施形態では、梁位置決め金物70を平面視で柱本体11の外側に配置される柱主筋13Aに取り付けたが、これに限らず、梁位置決め金物を平面視で柱本体11の内側に配置される柱主筋13Aに取り付けてもよい。
【符号の説明】
【0024】
1…複合柱梁架構 2…床面 3…柱 4…梁 5…床スラブ 6…梁中間部材
10…柱部材 11…柱本体 12…梁支持部 13、13A…柱主筋
14…雌ねじ部 20…梁継手部(梁部材) 21…梁接合部
30…柱梁接合部 31…鋼板(型枠材) 32…コンクリート体 33…雌ねじ部
40…梁ユニット
50…下側梁受け金物 51…鉛直部 52…水平部 53、54…貫通孔
55…ボルト
60…上側梁受け金物 61…鉛直部 62…水平部 63、64…貫通孔
65、66…ボルト 67…ナット
70…梁位置決め金物 71…金物本体 72…ナット
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11