特許 7517896 複合梁における異種部材の接合方法と接合構造

(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】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】複合梁における異種部材の接合方法と接合構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/30 20060101AFI20240709BHJP

   E04B 1/58 20060101ALI20240709BHJP

   E04C 3/293 20060101ALI20240709BHJP

   E04C 5/18 20060101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

E04B1/30 H

E04B1/58 503P

E04C3/293

E04C5/18 102

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020131627

(22)【出願日】2020-08-03

(65)【公開番号】P2022028308

(43)【公開日】2022-02-16

【審査請求日】2023-03-22

(73)【特許権者】

【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】桑 素彦

(72)【発明者】

【氏名】和泉 信之

(72)【発明者】

【氏名】清水 隆

(72)【発明者】

【氏名】川又 哲也

(72)【発明者】

【氏名】得能 将紀

(72)【発明者】

【氏名】石塚 圭介

(72)【発明者】

【氏名】仁科 智貴

(72)【発明者】

【氏名】西村 英一郎

【審査官】兼丸 弘道

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０８４０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１１２００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１７３１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８９５５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｂ １／３０

Ｅ０４Ｂ １／５８

Ｅ０４Ｃ ３／２９３

Ｅ０４Ｃ ５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複合梁を構成する梁中央側の鉄骨部材と梁端部側の鉄筋コンクリート部材との異種部材の接合方法において、
前記鉄骨部材と前記鉄筋コンクリート部材との接合部が前記鉄骨部材の境界プレートを介して一体化されており、
前記鉄筋コンクリート部材における主筋が、前記境界プレートに設けた貫通孔に前記主筋の端部を貫通させて、その端部に有するネジ部を定着用のナットで締結させており、
前記鉄筋コンクリート部材の中央部近傍位置において前記複合梁の長さ方向に沿って軸力抵抗用の軸方向補強鉄筋を複数本配設すると共に、前記軸方向補強鉄筋の端部を前記境界プレートに設けた接続用鋼板に接続させて配設し、
前記鉄骨部材のウェブに接続させて補強リブを配設すると共に、前記補強リブの端部を前記境界プレートに接続させて配設し、かつ前記補強リブと前記接続用鋼板とを同レベルの位置に配設すること
を特徴とする複合梁における異種部材の接合方法。

【請求項2】

前記軸方向補強鉄筋と前記接続用鋼板との接続は、直接溶接又はカプラーを介して接続すること
を特徴とする請求項１に記載の複合梁における異種部材の接合方法。

【請求項3】

複合梁を構成する梁中央側の鉄骨部材と梁端部側の鉄筋コンクリート部材との異種部材の接合構造において、
前記鉄骨部材と前記鉄筋コンクリート部材との接合部が前記鉄骨部材の境界プレートを介して一体化されており、
前記鉄筋コンクリート部材における主筋が、前記境界プレートに設けた貫通孔に前記主筋の端部を貫通させて、その端部に有するネジ部を定着用のナットで締結させており、
前記鉄筋コンクリート部材の中央部近傍位置において前記複合梁の長さ方向に沿って軸力抵抗用の軸方向補強鉄筋を複数本配設すると共に、前記軸方向補強鉄筋の端部を前記境界プレートに設けた接続用鋼板に接続させて配設し、
前記鉄骨部材のウェブに接続させて補強リブを配設すると共に、前記補強リブの端部を前記境界プレートに接続させて配設し、かつ前記補強リブと前記接続用鋼板とを同レベルの位置に配設した構成であること
を特徴とする複合梁における異種部材の接合構造。

【請求項4】

前記軸方向補強鉄筋と前記接続用鋼板との接続は、直接溶接又はカプラーを介して接続したこと
を特徴とする請求項３に記載の複合梁における異種部材の接合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複合梁における異種部材、即ち、梁端部の鉄筋コンクリート部材と梁中央部の鉄骨部材との接合方法と接合構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の複合梁における異種部材の接合構造としては、例えば、特開２０１５－４１６８号公報（従来例１）、及び特開２００９－２１５７４８号公報（従来例２）に開示された発明が知られている。

【0003】

従来例１の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造は、図４に示すように、梁中央側の鉄骨部材１と梁端部側の鉄筋コンクリート部材２との接合部３において、接合部３が境界プレート４を介して一体化されており、鉄筋コンクリート部材２における主筋が、１段筋２ａと２段筋２ｂとに分けられており、１段筋２ａが、その接合側の端部を境界プレート４の貫通孔に貫通させて定着部材５で境界プレート４に定着された構成である（特許文献１参照）。

【0004】

このような構成の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造は、鉄筋コンクリート部材２の鉄筋を、１段筋２ａと２段筋２ｂとに分けて、１段筋２ａを境界プレート４に貫通させて定着し、２段筋２ｂを境界プレート４に溶接することで、負担応力が分担され、全鉄筋を溶接する方式に比べて溶接量を半減できる。また、２段筋２ｂの溶接作業を、工場もしくは現場で予め行うことで、現場溶接作業を無くして、安全性を確保して工期を短縮できる。

【0005】

また、従来例２の複合構造梁６は、図５に示すように、梁端部７で曲げ応力により梁が降伏するヒンジゾーンＨを少なくとも鉄筋コンクリート構造とし、ヒンジゾーンＨよりも梁中央側を鉄骨構造とし、梁中央側の鉄骨８と鉄筋コンクリート構造の梁端部７とを境界プレート９を介して一体化した構成である（特許文献２参照）。

【0006】

このような構成の複合構造梁６は、梁端部７における鉄筋コンクリート構造の梁断面を小さくでき、かつ鉄筋コンクリート構造の長さを短くできて軽量化を実現できると共に、せん断補強筋の配置の自由度を向上できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１５－４１６８号公報

【文献】特開２００９－２１５７４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

この従来例１の鉄筋コンクリート部材２と鉄骨部材１との接合構造、及び従来例２の複合構造梁６においては、いずれも軸力が生じない場合を前提としており、軸力が生じる場合に十分対応できる接合方法ではない。つまり、境界プレートの４、９の曲げ変形を介して軸力が伝達されるため、１段筋２ａ、段筋２ｂ、又は主筋１０への軸力負担が大きくなるという問題点を有している。

【0009】

従って、従来例における構造においては、軸力が生じる場合に軸力負担を低減させることに解決しなければならない課題を有している。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記従来例の課題を解決するための本発明の要旨は、複合梁を構成する梁中央側の鉄骨部材と梁端部側の鉄筋コンクリート部材との異種部材の接合方法において、前記鉄骨部材と前記鉄筋コンクリート部材との接合部が前記鉄骨部材の境界プレートを介して一体化されており、前記鉄筋コンクリート部材における主筋が、前記境界プレートに設けた貫通孔に前記主筋の端部を貫通させて、その端部に有するネジ部を定着用のナットで締結させており、前記鉄筋コンクリート部材の中央部近傍位置において前記複合梁の長さ方向に沿って軸力抵抗用の軸方向補強鉄筋を複数本配設すると共に、前記軸方向補強鉄筋の端部を前記境界プレートに設けた接続用鋼板に接続させて配設し、前記鉄骨部材のウェブに接続させて補強リブを配設すると共に、前記補強リブの端部を前記境界プレートに接続させて配設し、かつ前記補強リブと前記接続用鋼板とを同レベルの位置に配設することである。

【0011】

また、前記軸方向補強鉄筋と前記接続用鋼板との接続は、直接溶接又はカプラーを介して接続すること、；
を含むものである。

【0012】

前記従来例の課題を解決するための本発明の要旨は、複合梁を構成する梁中央側の鉄骨部材と梁端部側の鉄筋コンクリート部材との異種部材の接合構造において、前記鉄骨部材と前記鉄筋コンクリート部材との接合部が前記鉄骨部材の境界プレートを介して一体化されており、前記鉄筋コンクリート部材における主筋が、前記境界プレートに設けた貫通孔に前記主筋の端部を貫通させて、その端部に有するネジ部を定着用のナットで締結させており、前記鉄筋コンクリート部材の中央部近傍位置において前記複合梁の長さ方向に沿って軸力抵抗用の軸方向補強鉄筋を複数本配設すると共に、前記軸方向補強鉄筋の端部を前記境界プレートに設けた接続用鋼板に接続させて配設し、前記鉄骨部材のウェブに接続させて補強リブを配設すると共に、前記補強リブの端部を前記境界プレートに接続させて配設し、かつ前記補強リブと前記接続用鋼板とを同レベルの位置に配設した構成であることである。

【0013】

また、前記軸方向補強鉄筋と前記接続用鋼板との接続は、直接溶接又はカプラーを介して接続したこと、；
を含むものである。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る複合梁における異種部材の接合方法と接合構造によれば、軸力が生じる梁に対して、鉄筋コンクリート部は引張時の軸方向補強鉄筋にて、鉄骨部は圧縮時の補強リブにて補強を行う。具体的には、軸力抵抗用の軸方向補強鉄筋を鉄筋コンクリート部材の中央部近傍位置に沿って集中的に配設する。補強リブは鉄骨部を補強するほか、軸力を梁中央部に集める機能を有する。梁からの軸力を補強リブから軸方向補強鉄筋に伝達させることで、曲げ抵抗用の主筋（１段筋、２段筋）への軸力負担を低減させるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る複合梁における異種部材の接合構造を示す略示的な断面図である。

【図2】本発明に係る複合梁における異種部材の接合構造を示す断面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ線断面図である。

【図4】従来例１に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材との接合構造の縦断面図である。

【図5】従来例２に係る複合構造梁の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明は、複合梁１１を構成する梁中央側の鉄骨部材１３と梁端部側の鉄筋コンクリート部材１５との異種部材の接合方法と接合構造である。

【0017】

図１及び図２に示すように、複合梁１１を構成する梁中央側の鉄骨造の梁１２である鉄骨部材１３と、梁端部側のＲＣ造の梁１４である鉄筋コンクリート部材１５との異種部材の接合部２５において、主筋（１６、１７）貫通用の貫通孔が設けられていると共に、鉄骨部材１３に工場で溶接接合された境界プレート１８がある。
なお、鉄骨部材１３において、図中の符号１３ａはフランジを示し、符号１３ｂはウェブを示す。また、図中の符号２６は柱を示す。

【0018】

主筋は、鉄筋コンクリート部材１５用の１段筋１６と２段筋１７とで構成されている。この主筋１６、１７は、その端部が境界プレート１８の貫通孔（図示せず）に貫通してナット定着されるネジ部（図示せず）を有する鉄筋である。

【0019】

また、境界プレート１８から突出した主筋（１６、１７）のネジ部に螺着され締結される定着用のナット１９とからなる。
なお、主筋を固定する方法については、ねじ節鉄筋にねじ節用のナットを取り付けてグラウト注入により固定する方法もある。つまり、現状はこの部分の固定方法として、ミリネジを摩擦圧着してＪＩＳナットで固定する方法と、ねじ節筋にねじ節用ナットを取り付けてグラウト注入する方法とがある。

【0020】

このように、境界プレート１８に対して主筋１６、１７をナット定着させることで、スラブ２０との納まりが良くなり、また部材の減少により、コスト低減となるだけでなく、溶接作業が不要となって、施工性が向上するものである。

【0021】

図１から図３に示すように、鉄筋コンクリート部材１５の中央部近傍位置に沿って軸力抵抗用の軸方向補強鉄筋２１が複数本配設されている。
また、境界プレート１８のほぼ中央部には、接続用鋼板２２が完全溶け込み溶接手段で設けられており、この接続用鋼板２２に対して軸方向補強鉄筋２１の端部２１ａを溶接している。
あるいは、接続用鋼板２２と軸方向補強鉄筋２１との接続は、図１に示すように、カプラー２３を介して接続してもよい。
接続用鋼板２２とカプラー２３との接続は、隅肉溶接手段であり、カプラー２３と軸方向補強鉄筋２１との接続は、鉄筋コンクリート部材１５の形成時にグラウトを注入することより固定する。

【0022】

また、図１に示すように、鉄骨部材１３のウェブ１３ｂに対して補強リブ２４が隅肉溶接手段により設けられていると共に、補強リブ２４の端部２４ａを境界プレート１８に完全溶け込み溶接手段で設けている。そして、補強リブ２４と接続用鋼板２２とは同レベルの位置に設けられている。

【0023】

以上のように構成される複合梁における異種部材の接合方法と接合構造は、軸力（図１参照）が生じる梁に対して、鉄筋コンクリート部は引張時の軸方向補強鉄筋２１にて、鉄骨部は圧縮時の補強リブ２４にて補強を行う。
具体的には、軸力抵抗用の軸方向補強鉄筋２１を鉄筋コンクリート部材１５の中央部近傍位置に沿って集中的に配設する。
補強リブ２４は、鉄骨部を補強するほか、軸力を梁中央部に集める機能を有する。梁からの軸力を補強リブ２４から軸方向補強鉄筋２１に伝達させることで、曲げ抵抗用の主筋（１段筋１６、２段筋１７）への軸力負担を低減させる。

【符号の説明】

【0024】

１ 鉄骨部材
２ 鉄筋コンクリート部材
２ａ １段筋
２ｂ ２段筋
３ 接合部
４ 境界プレート
５ 定着部材
６ 複合構造梁
７ 梁端部
８ 鉄骨
９ 境界プレート
１０ 主筋
１１ 複合梁
１２ 鉄骨造の梁
１３ 鉄骨部材
１３ａ フランジ
１３ｂ ウェブ
１４ ＲＣ造の梁
１５ 鉄筋コンクリート部材
１６ １段筋（主筋）
１７ ２段筋（主筋）
１８ 境界プレート
１９ ナット
２０ スラブ
２１ 軸方向補強鉄筋
２１ａ 端部
２２ 接続用鋼板
２３ カプラー
２４ 補強リブ
２４ａ 端部
２５ 接合部
２６ 柱

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】