特許 7593750 プレキャストコンクリート柱構造体、その設置構造および構築方法

(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】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】プレキャストコンクリート柱構造体、その設置構造および構築方法

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/30 20060101AFI20241126BHJP

   E04B 1/58 20060101ALI20241126BHJP

   E04B 1/21 20060101ALI20241126BHJP

   E04B 1/16 20060101ALI20241126BHJP

   E04C 3/34 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

E04B1/30 K

E04B1/58 508P

E04B1/58 503A

E04B1/21 C

E04B1/16 D

E04C3/34

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020114447

(22)【出願日】2020-07-01

(65)【公開番号】P2022012548

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-06-01

(73)【特許権者】

【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】横山 優

(72)【発明者】

【氏名】片山 喜隆

(72)【発明者】

【氏名】谷島 渉

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 英之

【審査官】兼丸 弘道

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１５０７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１４７０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６３５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４５５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３３２２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２７２１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９８５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１３６４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１６３６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６３１０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｂ １／５８

Ｅ０４Ｂ １／１６，１／２０－１／２１，１／３０

Ｅ０４Ｃ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレキャスト鉄筋コンクリート柱の上端に鉄骨梁との柱梁接合部を含むプレキャストコンクリート柱構造体であって、
前記プレキャスト鉄筋コンクリート柱は、柱の下部を構成するプレキャスト下部柱と、該プレキャスト下部柱の上端に接合されたプレキャスト上部柱とからなり、
前記プレキャスト上部柱は、前記プレキャスト上部柱の柱高が前記プレキャスト下部柱の柱高より小さく、上端部に前記鉄骨梁と交差する前記柱梁接合部を有し、下部に柱コンクリート部を有し、柱主筋が前記柱コンクリート部から前記柱梁接合部にわたって配筋され、前記柱主筋の上端が前記柱梁接合部の上面から突出して上階のプレキャスト下部柱の下端に接合されており、
前記柱コンクリート部は、柱断面が前記プレキャスト下部柱の柱断面と同一形状であり、前記鉄骨梁の梁成よりも大きい柱コンクリート部の柱高を持っており、
前記柱梁接合部には、鉄骨部が形成され、
前記鉄骨部には、平面視においてプレキャスト鉄筋コンクリート柱の柱断面の外形形状と略等しい外形形状を有し、内部にコンクリートが打設される塞ぎ板と、前記塞ぎ板の上端および下端において前記塞ぎ板の一面から対向する他の一面に掛け渡されたフランジと、前記塞ぎ板の内部における前記フランジ間、および前記塞ぎ板の外部における前記フランジ間に配置されたウェブとが設けられ、
前記フランジ及びウェブが形成する梁断面は、前記鉄骨梁の梁断面と等しい、
ことを特徴とするプレキャストコンクリート柱構造体。

【請求項2】

前記プレキャスト上部柱のコンクリート強度は、前記プレキャスト下部柱のコンクリート強度よりも高強度である、
ことを特徴とする請求項１に記載のプレキャストコンクリート柱構造体。

【請求項3】

前記プレキャスト下部柱の柱主筋と前記プレキャスト上部柱の柱主筋とは、前記プレキャスト上部柱の下端に配置された柱主筋継手で接合されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のプレキャストコンクリート柱構造体。

【請求項4】

前記プレキャスト下部柱は、１つ下の階を構築する他のプレキャスト上部柱の柱梁接合部の上端に立設される、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプレキャストコンクリート柱構造体の設置構造。

【請求項5】

プレキャスト鉄筋コンクリート柱の上端に鉄骨梁との柱梁接合部を含むプレキャストコンクリート柱構造体の構築方法であって、
柱コンクリート部に前記プレキャスト鉄筋コンクリート柱と同一の柱断面を形成し前記鉄骨梁の梁成よりも大きく前記柱コンクリート部の柱高を形成し、前記柱コンクリート部の下端に上部柱主筋継手を配置し、前記柱コンクリート部の上端部に配置された前記柱梁接合部の上端から上部柱主筋の上部を突出させ下部が前記上部柱主筋継手に嵌合するように前記上部柱主筋を立設させて配筋し、前記柱梁接合部を構成する略角筒状の塞ぎ板を前記上部柱主筋の側面を囲むように配置し、前記上部柱主筋の側面を囲むように垂直に立設させた状態の前記塞ぎ板の内部、および垂直に立設させた状態の前記柱コンクリート部に、前記上部柱主筋が突出する側から前記塞ぎ板の内部に向けてコンクリートを連続して打ち重ねて打設することにより、前記プレキャスト鉄筋コンクリート柱の上部を構成するプレキャスト上部柱を垂直に立設させた状態で前記柱梁接合部と前記柱コンクリート部とを同時に一体的に製造し、
前記プレキャスト鉄筋コンクリート柱の下部を構成し、前記プレキャスト上部柱よりも大きい柱高を有するプレキャスト下部柱を、前記プレキャスト下部柱の上端から突出するように下部柱主筋を配筋した後にコンクリートを打設することにより製造し、
立設した前記プレキャスト下部柱の上端に突出する前記下部柱主筋を前記プレキャスト上部柱の上部柱主筋継手に接続させて前記プレキャスト上部柱を立設することにより、上階のプレキャスト下部柱の下端に前記上部柱主筋を接合可能な前記プレキャスト鉄筋コンクリート柱を構築する、
ことを特徴とするプレキャストコンクリート柱構造体の構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレキャスト鉄筋コンクリート柱部材と鉄骨梁とを用いた建築物におけるプレキャストコンクリート柱構造体、その設置構造および構築方法に係り、特に、階高が大きい建築物等に使用する、鉄骨梁との接合部を含んだプレキャストコンクリート柱構造体、その設置構造および構築方法に関する。

【背景技術】

【0002】

物流倉庫や工場等の階高が大きい建築物等を建設する場合、施工性や工事コストを考慮し、柱にプレキャスト鉄筋コンクリート柱部材（以下、プレキャスト柱部材と記す。）を使用する場合がある。このような場合には、例えば特許文献１に記載するような構造の柱梁接合部金物である仕口部材１０を使用することにより、柱と梁との接合部もプレキャスト柱部材と一体で製造される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－９８５８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このとき、柱高が大きいため、製造時にプレキャスト柱部材を横置きして柱梁接合部にコンクリートを充填するため、鉄骨や鉄筋が輻輳している柱梁接合部内にコンクリートを密実に充填することが困難であり、またプレキャスト柱部材を建て込むまで横置きして仮置きする必要があり、広い仮置きスペースが必要になる。

【0005】

そこで、本発明の目的は、プレキャスト柱部材の製造時に、柱梁接合部にコンクリートを密実に充填することができ、プレキャスト柱部材の仮置き場の省スペース化を図ることができるプレキャストコンクリート柱構造体、その設置構造および構築方法を提供することにある。

【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、プレキャスト鉄筋コンクリート柱の上端に鉄骨梁との柱梁接合部を含むプレキャストコンクリート柱構造体であって、前記プレキャスト鉄筋コンクリート柱は、柱の下部を構成するプレキャスト下部柱と、該プレキャスト下部柱の上端に接合されたプレキャスト上部柱とからなり、前記プレキャスト上部柱は、前記プレキャスト上部柱の柱高が前記プレキャスト下部柱の柱高より小さく、上端部に前記鉄骨梁と交差する前記柱梁接合部を有し、下部に柱コンクリート部を有し、柱主筋が前記柱コンクリート部から前記柱梁接合部にわたって配筋され、前記柱主筋の上端が前記柱梁接合部の上面から突出して上階のプレキャスト下部柱の下端に接合されており、前記柱コンクリート部は、柱断面が前記プレキャスト下部柱の柱断面と同一形状であり、前記鉄骨梁の梁成よりも大きい柱コンクリート部の柱高を持っており、前記柱梁接合部には、鉄骨部が形成され、前記鉄骨部には、平面視においてプレキャスト鉄筋コンクリート柱の柱断面の外形形状と略等しい外形形状を有し、内部にコンクリートが打設される塞ぎ板と、前記塞ぎ板の上端および下端において前記塞ぎ板の一面から対向する他の一面に掛け渡されたフランジと、前記塞ぎ板の内部における前記フランジ間、および前記塞ぎ板の外部における前記フランジ間に配置されたウェブとが設けられ、前記フランジ及びウェブが形成する梁断面は、前記鉄骨梁の梁断面と等しい、ことを特徴とする。

【0007】

前記プレキャスト上部柱のコンクリート強度は、前記プレキャスト下部柱のコンクリート強度よりも高強度であるとよい。

【0009】

前記プレキャスト下部柱の柱主筋と前記プレキャスト上部柱の柱主筋とは、前記プレキャスト上部柱の下端に配置された柱主筋継手で接合されているとよい。

【0010】

プレキャストコンクリート柱構造体の設置構造として、本発明は、前記プレキャスト下部柱は、１つ下の階を構築する他のプレキャスト上部柱の柱梁接合部の上端に立設される、ことを特徴とする。

【0012】

構築方法として、本発明は、プレキャスト鉄筋コンクリート柱の上端に鉄骨梁との柱梁接合部を含むプレキャストコンクリート柱構造体の構築方法であって、柱コンクリート部に前記プレキャスト鉄筋コンクリート柱と同一の柱断面を形成し前記鉄骨梁の梁成よりも大きく前記柱コンクリート部の柱高を形成し、前記柱コンクリート部の下端に上部柱主筋継手を配置し、前記柱コンクリート部の上端部に配置された前記柱梁接合部の上端から上部柱主筋の上部を突出させ下部が前記上部柱主筋継手に嵌合するように前記上部柱主筋を立設させて配筋し、前記柱梁接合部を構成する略角筒状の塞ぎ板を前記上部柱主筋の側面を囲むように配置し、前記上部柱主筋の側面を囲むように垂直に立設させた状態の前記塞ぎ板の内部、および垂直に立設させた状態の前記柱コンクリート部に、前記上部柱主筋が突出する側から前記塞ぎ板の内部に向けてコンクリートを連続して打ち重ねて打設することにより、前記プレキャスト鉄筋コンクリート柱の上部を構成するプレキャスト上部柱を垂直に立設させた状態で前記柱梁接合部と前記柱コンクリート部とを同時に一体的に製造し、前記プレキャスト鉄筋コンクリート柱の下部を構成し、前記プレキャスト上部柱よりも大きい柱高を有するプレキャスト下部柱を、前記プレキャスト下部柱の上端から突出するように下部柱主筋を配筋した後にコンクリートを打設することにより製造し、立設した前記プレキャスト下部柱の上端に突出する前記下部柱主筋を前記プレキャスト上部柱の上部柱主筋継手に接続させて前記プレキャスト上部柱を立設することにより、上階のプレキャスト下部柱の下端に前記上部柱主筋を接合可能な前記プレキャスト鉄筋コンクリート柱を構築する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、鉄骨や鉄筋が輻輳している柱と梁の接合部にコンクリートを密実に充填することができ、プレキャスト柱部材の仮置き場の省スペース化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】（ａ）は、本発明の第一実施形態における柱構造体の構築方法の下部柱立設時の正面図、（ｂ）は、下部柱、上部柱接合時の正面図、（ｃ）は、柱構造体の正面図である。

【図2】本発明の第一実施形態の上部柱の斜視図である。

【図3】（ａ）は、本発明の第一実施形態の下部柱の仮置き状態を示した説明図、（ｂ）は、上部柱の仮置き状態を示した説明図である。

【図4】本発明の第二実施形態の上部柱の斜視図である。

【図5】（ａ）は、本発明の第二実施形態における柱構造体の構築方法の下部柱立設時の正面図、（ｂ）は、下部柱、上部柱接合時の正面図、（ｃ）は、柱構造体の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明のプレキャストコンクリート柱構造体およびその構築方法について、以下、添付図面を参照して説明する。なお、同一の構成要素は、同一の符号を付し、説明は省略する。

【0016】

［第一実施形態］
図１（ａ）から（ｃ）は、本発明の第一実施形態における、プレキャストコンクリート柱構造体１（以下、柱構造体１と記す。）の構築方法を示している。柱構造体１は、柱１０をプレキャスト鉄筋コンクリート製の下部柱２０，上部柱３０の２つの部材で構成している。柱１０は、全高７ｍ、断面１ｍ×１ｍの鉄筋コンクリート柱であり、上部柱３０の上端には鉄骨梁Ｓとの柱梁接合部Ｊが設けられている。

【0017】

本実施形態の下部柱２０の柱高は５ｍで、柱主筋（下部柱主筋）２２の下端には、下層で立設された上部柱３０の柱主筋（上部柱主筋）３２と接合される柱主筋継手（下部柱主筋継手）２３が装着されている。一方、柱主筋２２の上端は柱コンクリート２１の上面から所定継手長を確保するように突出している。

【0018】

柱主筋継手２３は、公知の機械式継手であり、下層の上部柱３０の柱主筋３２の上端が挿入された状態で継手内にグラウト材が注入されて継手接合される。

【0019】

上部柱３０の柱高は２ｍで、上部柱３０の柱主筋３２の下端には、下部柱２０の柱主筋２２と接合される柱主筋継手３３（図１（ｂ））が装着される。柱主筋３２の上端は、柱コンクリート３１の上面から所定継手長を確保するように突出している。柱主筋継手（上部柱主筋継手）３３は、公知の機械式継手であり、下部柱２０の柱主筋２２の上端が挿入された状態で継手内にグラウト材が注入されて継手接合される。

【0020】

柱梁接合部Ｊには柱１０のコンクリート強度より高強度のコンクリートを用いることがあるため、柱梁接合部Ｊを含む柱コンクリート３１の強度は、柱コンクリート２１の強度よりも高強度に設計されている。なお、柱梁接合部Ｊを含む柱コンクリート３１を高強度にする範囲は、柱全高さでなく、柱梁接合部Jより下側の所定範囲に区切ってコンクリートを打設することも可能である。

【0021】

柱梁接合部Ｊは、図１各図に示すように、Ｈ形鋼からなる鉄骨梁Ｓと鉄筋コンクリート柱１０との接合部であり、鉄骨部Ｓ２は、図２に示すように、塞ぎ板５０と、フランジ５１，５２と、ウェブ５３，５４とで構成されている。

【0022】

塞ぎ板５０は、上部柱３０の上端に設けられた、略角筒状の鋼板加工部材である。塞ぎ板５０の平面視した外形形状は、柱１０の柱断面の外形形状と略等しい。塞ぎ板５０の高さは、鉄骨梁Ｓの梁成に略等しい。フランジ５１は、塞ぎ板５０の対向する面の上端及び下端に掛け渡され、両端が塞ぎ板５０から所定の長さだけ突出するように組み立てられている。フランジ５２は、フランジ５１とＴ字交差するように、フランジ５１の側端と塞ぎ板５０の対向する面の上端及び下端とに掛け渡され、一端が塞ぎ板５０から所定の長さだけ突出するように組み立てられている。ウェブ５３は、フランジ５１，５１間に、ウェブ５４は、フランジ５２，５２間に配置され、組み立てられた鉄骨部Ｓ２は、鉄骨梁Ｓの梁断面と等断面形状となっている。

【0023】

柱構造体１は、上部柱３０の上端の柱主筋３２を立設された下部柱２０の下端の柱主筋継手２３に挿入し、グラウト材を注入して柱継手Ｊ１を形成し、下部柱２０の上端の柱主筋２２を上部柱３０の下端の柱主筋継手３３に挿入し、グラウト材を注入して柱継手Ｊ２を形成することにより構築される。

【0024】

本実施形態によると、上端に鉄骨梁Ｓとの柱梁接合部Ｊを有する柱高の大きな柱１０を構築する際、下部柱２０の柱高を上部柱３０の柱高より大きく構成したので、プレファブ工場で上部柱３０を製造する際に、上部柱３０を垂直に立てた状態で柱梁接合部Ｊの上方からコンクリートを打設できるため、塞ぎ板５０に囲まれた空間内の鉄骨部Ｓ２の回りにコンクリートを密実に充填することができる。また、下部柱２０は柱梁接合部Ｊを有さない直柱なので、図３（ａ）に示すように、横置きして仮置きできる。上部柱３０は柱高が小さい下部柱２０より小さく、鉄骨部Ｓ２を有しているので、図３（ｂ）に示すように、サポートＴで鉄骨部Ｓ２を支持するようにして縦置きすることができる。また、下部柱２０と上部柱３０とを分けて取り扱うため、プレファブ工場や現場でのクレーン能力が小さくて済み、運搬用トレーラーも小型のもので済む。さらに、下部柱２０は上部柱３０より低強度のコンクリートを使用することができるので、柱１０を１本のプレキャスト柱部材で構成する場合に比べて、製造コストを低減することができる。

【0025】

［第二実施形態］
第一実施形態では、柱継手Ｊ１は、鉄骨梁Ｓの天端と同じ高さであったが、第二実施形態では、上層のコンクリート柱先打ち部Ｚを設けることで、柱継手Ｊ１Ａは、床スラブの天端と同じ高さに設定されている。

【0026】

第二実施形態では、図４、図５各図に示すように、上部柱３０Ａは、上層のコンクリート柱先打ち部Ｚを打設することにより、上部柱３０よりも床スラブの厚さだけ上端の高さが高く形成される。これに対応して、下部柱２０Ａの柱コンクリート２１Ａは、床スラブの厚さだけ短く形成されている。なお、コンクリート柱先打ち部Ｚのコンクリート強度は柱梁接合部と同強度とすることが好ましい。

【0027】

図５（ａ）から（ｃ）は、本実施形態における鉄骨梁Ｓとの接合部を含んだプレキャストコンクリート柱構造体２の構築方法を示している。鉄骨梁Ｓとの接合部を含んだプレキャストコンクリート柱構造体２では、鉄骨梁Ｓの天端から上方へ突出したコンクリート柱先打ち部Ｚに、下部柱２０Ａの柱主筋継手２３が接合される。

【0028】

本実施形態において、高強度のコンクリートが床スラブ天端まで必要な場合であっても、柱１０Ａ全体のコンクリートを高強度のコンクリートにすることなく、上部柱３０Ａの柱コンクリート３１Ａのみを高強度のコンクリートで打設すればよいので、製造コストを抑えることができる。

【0029】

上記各実施形態では、柱コンクリート３１，３１Ａの強度は、柱コンクリート２１，２１Ａの強度よりも高強度であったが、柱梁接合部に必要なコンクリート強度が柱に必要なコンクリート強度と同等である場合には、柱コンクリートの強度は一定であってもよい。

【0030】

また、柱接合部は、上記各実施形態以外の高さに設けられていてもよく、プレキャスト工場で柱梁接合部にコンクリートが密実に充填することができ、仮置きが容易であればよい。

【0031】

上記各実施形態では、柱梁接合部Ｊは、一般的な塞ぎ板やフランジ等を使用したものであったが、柱梁接合部は、例えば、特開２０１６－１７６２１６号公報の図７に示すようなダイアフラムを使用したものや、他の形状のダイアフラム等の補強部材を使用したものであってもよい。

【0032】

また、上記各実施形態では、柱梁接合部Ｊは、鉄骨梁Ｓが十字交差していたが、柱梁接合部は、Ｔ字交差したものや、隅柱に対応するものであってもよい。

【0033】

上記各実施形態では、柱１０は、鉄筋コンクリート柱であったが、柱は鉄骨鉄筋コンクリート柱や、他の構造の柱であってもよい。

【0034】

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】

【0035】

１，２ プレキャストコンクリート柱構造体（柱構造体）
１０ 柱
２０，２０Ａ 下部柱
３０，３０Ａ 上部柱
２１，２１Ａ，３１，３１Ａ 柱コンクリート
２２，３２ 柱主筋
２３，３３ 柱主筋継手
５０ 塞ぎ板
５１，５２ フランジ
５３，５４ ウェブ
Ｊ 柱梁接合部
Ｊ１，Ｊ１Ａ，Ｊ２ 柱継手
Ｊ３ 梁接合部
Ｓ 鉄骨梁
Ｓ２ 鉄骨部
Ｔ サポート
Ｚ コンクリート柱先打ち部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】