JP2006169837A - 鉄筋コンクリート造の柱梁接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 柱梁架構として所望の強度を得ることができるとともに、施工性および経済性に優れる鉄筋コンクリート造の柱梁接合構造を提供する。
【解決手段】 鉄筋コンクリート造の柱１０と、当該柱１０の間隔よりも短く、かつ両端間にプレストレスが導入された梁下部のＰＣａ部材１１とが、両者間に形成された接合部１２にＰＣａ部材１１から柱１０に連続する鉄筋１４が配筋されるとともに、接合部１２のコンクリート、梁上部１５のコンクリートおよびスラブのコンクリートが一体に打設されることによって連結一体化されてなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鉄筋コンクリート造の柱とプレキャストコンクリート造の梁との接合構造に関するものである。

プレキャストコンクリート（以下、ＰＣａと略す。）は、工場等において製作した鉄筋コンクリート部材であり、高い寸法精度が得られることや、現場での型枠工事が不要となって工期の短縮化を図ることができる等の利点を有することから、柱や梁等の各種構造部材として広く採用されている。

このようなＰＣａ造の梁を鉄筋コンクリート造の柱に連結する場合には、一般に柱間の長さ寸法を有するＰＣａ造の梁を製作し、これをサポート等によって柱間に配置し、ＰＣａ造の柱もしくは現場打設された柱と一体化させる工法が用いられている。

一方、鉄筋コンクリート造の架構において長スパン構造を採用する場合には、プレストレスを導入したＰＣａ部材を用いた梁が採用されている。この梁は、柱間の長さ寸法に製作された高強度コンクリートからなるＰＣａ部材に、ＰＣ鋼材を挿通してプレストレス力を導入したものである。上記ＰＣａプレストレスト部材を用いた梁によれば、柱間のスパンが長い場合においても、図３に示すような、梁下側に曲げに起因する大きな引張応力が作用する領域Ａに配置することにより、上記プレストレス力によって当該引張応力に対向させることができる。

ところが、この種のＰＣａプレストレスト部材を梁として使用した場合には、狭隘な柱梁交差部内に、柱鉄筋、梁鉄筋の定着部、ＰＣ鋼材の導入端部等が混在するために、配筋作業やコンクリートの打設作業が極めて困難であるとともに、当該部分の断面が大きくなってしまうという問題点がある。

そこで、このような問題点を解決する従来の技術として、例えば下記特許文献１に記載のＰＣａプレストレスト鉄筋コンクリート造の接合部が提案されている。
上記従来技術は、図４に示すように、梁の一部２ａを突出させたＰＣａプレストレス鉄筋コンクリート造の柱部材１の間に、所定長さの接合部４を間に介して、中央下端にＰＣ鋼棒３等にプレストレスを導入したＰＣａプレストレスト鉄筋コンクリート造の梁部材２を配置し、上記接合部４において梁の一部２ａと梁２との鉄筋主筋同士を接合した後に、上記接合部４に梁２と同等以上の強度を有するコンクリートを打設することにより両者２、２ａを一体化させたものである。
特開平５−８６６４３号公報

上記従来の接合部の構造によれば、梁２と柱との接続を、柱１部材から突出した梁の一部２ａとの間で行っているので、柱梁交差部における煩雑な配筋作業が不要になるという利点がある。

しかしながら、上記接合部の構造にあっては、接合部４が、図３に示すように梁下側に引張応力が作用する領域Ａと梁下側に圧縮応力が作用する領域Ｂとの境界部分にあって、大きな力が作用しない箇所であるにも拘わらず、梁２やその一部２ａを構成するコンクリートと同等以上の強度を有するコンクリートを打設することによって形成されているために、経済性に劣るという欠点がある。

また、柱部材１の周囲の梁の一部２ａや接合部４には、ガセットプレートによるジョイントが形成されているために、配管やダクト等を貫通させるための梁貫通孔を穿設することが難しいという問題点がある。また、柱部材１をＰＣａ化する時に、梁の一部２ａを連続して製作することになり、形状が複雑になって型枠の製作も困難になる。

さらに、梁２に取り付くスラブは、一般に低強度のコンクリートで十分であるために、必然的に、梁２やその一部２ａを接続した後に打設されることになる。この結果、梁２の一部２ａや接続部４とスラブとの間に不連続な打ち継ぎ面が形成されてしまい、場合によっては上記打ち継ぎ部にダボ鉄筋等を埋設しておく必要が生じる。

一方、柱梁交差部は、地震時に圧縮、引張、せん断力等の力が複合的に作用する上に、コンクリートの充填性が懸念されるほど、梁主筋やフープ筋が錯綜しており、終局時の応力度によっては、せん断破壊や、主筋の定着破壊が起こることも指摘されている。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、柱梁架構として所望の強度を得ることができるとともに、施工性および経済性に優れる鉄筋コンクリート造の柱梁接合構造を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、鉄筋コンクリート造の柱と、当該柱間隔よりも短く、かつ両端間にプレストレスが導入された梁下部のＰＣａ部材とが、両者間に形成された接合部に上記ＰＣａ部材から上記柱に連続する鉄筋が配筋されるとともに、上記接合部のコンクリート、梁上部のコンクリートおよびスラブのコンクリートが一体に打設されることによって連結一体化されてなることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の梁下部のＰＣａ部材が、上記接合部、上記梁上部およびスラブに打設されたコンクリートよりも高強度のコンクリートを使用していることを特徴とするものである。

ここで、請求項１または２にいう上記鉄筋コンクリート造の柱とは、現場打ち鉄筋コンクリート造、ＰＣａ造、ＳＲＣ造等の各種の柱を含むものであり、また鉄筋コンクリート造の柱と梁下部のＰＣａ部材との間に形成された接合部は、梁の下側に引張応力が大きく作用しない領域に形成されたものである。

請求項１または２に記載の鉄筋コンクリート造の柱梁接合構造によれば、梁下部のＰＣａ部材として、柱間隔よりも短いものを用いることにより、梁全体をＰＣａ化した従来のものと比較してＰＣａ化する部分の重量が小さくなり、よって揚重機として能力の小さいものを使用することができるために、施工が容易となる。

また、梁下部のＰＣａ部材の両端間にプレストレスを導入しているので、長スパン化に対応することができる。この際に、工場等において、ＰＣａ製作後に上記プレストレスの導入を実施しておけば、現場におけるプレストレス導入作業や、そのための仮設足場の設置等の作業が不要となり、接合作業が一層容易になる。

しかも、当該接合部を、梁上部のコンクリートおよびスラブのコンクリートと一体に打設しているので、接合部とスラブおよび梁とスラブとの間に不連続な打ち継ぎ面が形成されることがなく、よってダボ鉄筋等の施工が不要になるとともに、容易に所望の強度を確保することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、プレストレスが導入される梁下部のＰＣａ部材に高強度のコンクリートを用い、曲げ力に起因して作用する応力がＰＣａ化した梁下部よりも小さい上記接合部および梁上部に、梁下部のＰＣａ部材よりも強度の低いコンクリートを打設しているので、経済性に優れる。加えて、上記接合部を利用することにより、容易に配管やダクト等を貫通させるための梁貫通孔を穿設することができる。

（実施の形態１）
図１は、本発明に係る鉄筋コンクリート造の柱梁接合構造の第１の実施形態を示すものであり、図中符号１０が鉄筋コンクリート造の柱である。
この柱１０は、梁下までが現場打ちコンクリートによって構築されたもので、隣接する柱１０間に、柱１０の間隔よりも短い梁下部のＰＣａ部材１１が架設されている。これにより、柱１０とＰＣａ部材１１との間には、柱１０の柱頭部１０ａからＰＣａ部材１１の端面１１ａに至る接合部１２が形成されている。

ここで、梁下部のＰＣａ部材１１は、高強度コンクリートによって製作されたもので、その両端間にＰＣ鋼棒１３が挿通されるとともに、当該ＰＣ鋼棒１３が緊張されることによりプレストレスが導入されている。
そして、接合部１２内には、ＰＣａ部材１１の下部に埋設された下部主筋１４が、当該ＰＣａ部材１１の端面１１ａから延出して柱頭部１０ａまで配筋されている。また、ＰＣａ部材１１の上方には、梁上部１５内に埋設されて隣接する柱の柱頭部１０ａまで連続する上部主筋１７が配筋されている。

さらに、接合部１２は、ＰＣａ部材１１よりも強度の低いコンクリートが梁上部１５おおよびこの梁上部１５上の図示されないスラブと一体に打設されることによって形成されている。これにより、柱１０と梁下部のＰＣａ部材１１とは上記接合部１２を介して連結一体化されている。

次に、上記構成ならなる柱梁接合構造を得るための柱梁接合方法について説明すると、先ず柱１０を梁下位置まで現場打ちコンクリートによって構築する。他方、工場において、高強度コンクリートにより梁下部を構成する上記ＰＣａ部材１１を製作するとともに、当該ＰＣａ部材１１に形成した挿通孔にＰＣ鋼棒１３を挿通させ、これに引張力を加えて緊張させた後に、その両端部をＰＣａ部材１１の端部に固定する。

次いで、このようにして得られたＰＣａ部材１１を、仮設のサポート１６によって柱１０間の所定の高さ位置に配置し、その端面１１ａから延出する下部主筋１４を柱１０の柱頭部１０ａまで配筋する。次に、ＰＣａ部材１１の上方に、両柱頭部１０ａまで至る上部主筋１７を配筋するとともに、ＰＣａ部材１１の端面１１ａから柱頭部１０ａに至る部分、梁上部１５を構築する部分およびスラブの型枠を設置する。そして、これら型枠内に、ＰＣａ部材１１よりも強度の低いコンクリートを打設することにより、柱頭部１０ａ、梁上部１５、接合部１２およびスラブを形成する。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施形態を示すもので、図１に示したものと同一構成部分については、同一符号を付してその説明を簡略化する。
図２に示すように、この柱梁接合構造においては、図１に示した柱１０に代えて、ＰＣａ造の柱２０が用いられている。そして、これら柱２０の柱頭部２０ａとＰＣａ部材１１の端面１１ａとの間に、接合部２１が形成されている。

ここで、接合部２１内には、柱２０の柱頭部２０ａから延出する鉄筋２２ａが埋設されており、当該鉄筋２２ａの端部は、定着金物２３ａを介して、上記ＰＣａ部材１１の下部主筋１４に接続されている。また、梁上部１５には、上部主筋１７が配筋されるとともに、その両端部が柱２０の柱頭部２０ａから延出する鉄筋２２ｂと定着金物２３ｂを介して接続されている。
そして、上記接合部２１にあっても、ＰＣａ部材１１よりも強度の低いコンクリートが梁上部１５および図示されないスラブと一体に打設されることによって形成されている。

以上の構成からなる第１および第２の実施形態に示した柱梁接合構造によれば、梁下部のＰＣａ部材１１として柱１０、２０の間隔よりも短いものを用いているので、ＰＣａ部分の重量が小さくなり、よって従来よりも揚重機として能力の小さいものを使用することが可能になるために、施工が容易となる。

また、柱１０とＰＣａ部材１１との間に、柱１０、２０の柱頭部１０ａ、２０ａに連続する鉄筋１４、２２が配筋される接合部１２、２１を形成しているので、柱梁交差部における各種の配筋作業等が交錯することが無く、よって施工が容易になる。

さらに、曲げ力に起因して作用する応力が梁下部よりも小さい接合部１２、２１および梁上部１５に、ＰＣａ部材１１よりも強度の低いコンクリートを打設しているので、経済性に優れるとともに、接合部１２、２１を利用することにより、容易に配管やダクト等を貫通させるための梁貫通孔を穿設することが可能になる。

しかも、接合部１２、２１を、ＰＣａ部材１１上の梁上部１５およびスラブと一体に打設することによって形成しているので、接合部１２、２１と梁上部１５およびスラブとの間に不連続な打ち継ぎ面が形成されることがなく、よってダボ鉄筋等の施工が不要になるとともに、容易に所望の強度を確保することができる。

また、ＰＣａ部材１１の両端間にプレストレスを導入しているので、長スパン化にも対応することができる。加えて、予め工場等において、ＰＣ鋼棒１３を挿通させてプレストレスを導入しているので、現場におけるプレストレス導入作業や、そのための仮設足場の設置等の作業が不要となり、接合作業が一層容易になる。

本発明に係る鉄筋コンクリート造の柱梁接合構造の第１の実施形態を示す縦断面図である。 本発明の第２の実施形態を示す縦断面図である。 柱梁架構における応力の分布図である。 従来の接合構造を示す縦断面図である。

符号の説明

１０、２０ 鉄筋コンクリート造の柱
１１ 梁下部のＰＣａ部材
１２、２１ 接合部
１３ ＰＣ鋼棒
１４、１７、２２ 鉄筋
１５ 梁上部

Claims (2)

1. 鉄筋コンクリート造の柱と、当該柱間隔よりも短く、かつ両端間にプレストレスが導入された梁下部のプレキャストコンクリート部材とが、両者間に形成された接合部に上記プレキャストコンクリート部材から上記柱に連続する鉄筋が配筋されるとともに、上記接合部のコンクリート、梁上部のコンクリートおよびスラブのコンクリートが一体に打設されることによって連結一体化されてなることを特徴とする鉄筋コンクリート造の柱梁接合構造。
2. 上記梁下部のプレキャストコンクリート部材は、上記接合部、上記梁上部およびスラブに打設されたコンクリートよりも高強度のコンクリートが使用されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート造の柱梁接合構造。

Images