JP2015227588A

JP2015227588A - 構造物

Info

Publication number: JP2015227588A
Application number: JP2014114163A
Authority: JP
Inventors: 元伸前川; Motonobu Maekawa; 幸弘島野; Yukihiro Shimano; 明俊濱田; Akitoshi Hamada; 渉堀江; Wataru Horie; 松田　繁; Shigeru Matsuda; 繁松田; 光空久保; Hikaru Sorakubo; 康平藤井; Kohei Fujii; 直松枝; Tadashi Matsue
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2015-12-17

Abstract

【課題】鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを併用した混合構造における施工性の向上。【解決手段】二本の鉄筋コンクリート造の内柱５０に跨って接合され、内柱５０から跳ね出した少なくとも一方の跳出部７２の端部が隣接梁とピン接合された鉄骨造の内梁７０を備える構造物１０である。【選択図】図２

Description

本発明は、構造物に関する。

鉄骨造の梁は長スパン化が可能である等のメリットがある。しかし、鉄骨造は、溶接作業等のコストアップ要因となる作業が多く、省力化が求められている。そこで、鉄骨造よりも作業が簡略化できる鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを併用した混合構造が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３を参照）。

しかし、更なる施工コストの抑制のため、鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを併用した混合構造における施工性を更に向上させることが求められている。

特開２００５―３５０８６０号公報特開２００７―３３２６４２号公報特開２０１３―１３３６２０号公報

本発明は、上記事実に鑑み、鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを併用した混合構造における施工性を向上させることが目的である。

請求項１の発明は、構造物の内部に設けられた鉄筋コンクリート造の内柱と、前記構造物の内部に設けられ、二本の前記内柱に跨って接合され、前記内柱から跳ね出した少なくとも一方の端部が隣接梁とピン接合された鉄骨造の連続梁と、を備えている。

請求項１に記載の発明では、二本の内柱に跨って接合され内柱から跳ね出した少なくとも一方の端部が隣接梁とピン接合されている連続梁を有することで、建方が簡略化されると共に剛接合部が削減される。したがって、鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを併用した混合構造における施工性が向上する。

請求項２の発明は、前記構造物の外周部に設けられた鉄骨造の外柱と、前記構造物の外周部に設けられ、前記外柱に接合された鉄骨造の外梁と、前記構造物の外周部の外壁を構成する乾式壁と、を備えている。

請求項２に記載の発明では、構造物の外周部に設けられた外柱及び外梁は鉄骨造であるので、コンクリートの強度発現を待つことなく、外柱及び外梁の建方直後から乾式壁を設置することができる。また、コンクリートへの金物やファスナー打ち込みが不要となる。したがって、施工性が向上する。

請求項３の発明は、前記構造物の外周部には、耐震要素が設けられている。

請求項３に記載の発明では、構造物の外周部に耐震要素を設けることで、構造物の内部のピン接合部を増やし剛接部を削減することができるので、施工性が向上する。

また、外梁を鉄骨造とし耐震要素を鋼製とした場合は、コンクリートとの取り合いがなくなり、鋼製の部材同士の取り合いのみとなるので、更に施工性が向上する。

本発明によれば、鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを併用した混合構造における施工性を向上させることがきる。

本発明の一実施形態の構造物の水平断面図である。図１の２−２線に沿った垂直断面図である。本発明の一実施形態の構造物における一部外壁を接合していない状態の正面図である。（Ａ）は図２に示す部位の長期モーメントを示す説明図であり、（Ｂ）は図２と同様の垂直断面図である。

＜実施形態＞
本発明の一実施形態に係る構造物について説明する。

（構造）
まず、本実施形態の構造物１０の構造について説明する。なお、各図において適宜示される矢印Ｘ及び矢印Ｙは水平方向における直交する２方向を示し、矢印Ｚは鉛直方向を示している。

図１〜図３に示すように、構造物１０の外周部１２には、鉄骨造の外柱２０と鉄骨造の外梁２２とが設けられている。図１及び図３に示すように、外柱２０は外周部１２に沿って間隔をあけて配置され、これら外柱２０に外梁２２が接合されている。なお、本実施形態では、外柱２０は角型鋼管で構成され、外梁２２はＨ形鋼で構成されているが、これに限定されるものではない。

図３に示すように、構造物１０の外周部１２における外柱２０及び外梁２２で構成される架構２４には、耐震要素の一例としてのＶ字ブレース３０が設けられている。Ｖ字ブレース３０は、左右一対の鉄骨ブレース３２を有している。そして、架構２４の上側の隅部と下側の外梁２２の左右方向の中央部とに接合されたガセットプレート３４に、鉄骨ブレース３２の端部が接合されている。

また、外柱２０及び外梁２２には、乾式壁の一例としてのスパンクリート製のボード材４２が接合され、ボード材４２が構造物１０の外壁４０を構成している。なお、スパンクリートとは、縦方向に複数の中空孔を有し、ＰＣ鋼線によってプレストレスを与えられたコンクリート板である。

図１及び図２に示すように、構造物１０の内部１４には、鉄筋コンクリート造の内柱５０と鉄骨造の内梁６２、６４、７０と、が設けられている。なお、本実施形態では、内梁６２，６４，７０は、それぞれＨ形鋼で構成されているが、Ｈ形鋼に限定されるものではない。

構造物１０の内部１４の内梁６２は、一端部が外柱２０に接合されている。内梁７０は、梁成の大きな左右一対の第一梁７４と、第一梁７４の間に設けられた梁成の小さな第二梁７６とが接合され一体化されたドロップハンチ構造となっている。また、内梁７０は、二本の内柱５０に跨って内柱５０に接合され、内柱５０から跳ね出した跳出部７２を有する連続梁とされている。内梁６４は、内梁７０と内梁７０との間に設けられ、後述するように内梁７０とピン接合されている。なお、本実施形態では、内梁６４の梁成は、内梁７０の梁成よりも小さくなっている。しかし、内梁６４の梁成は、この大きさに限定されるものではない。

図２に示すように、内梁７０における内柱５０から跳ね出した一方の跳出部７２の端部７２Ａと内梁６２の端部６２Ａとは、接続プレート８２を介してボルト締結されることで、梁端同士がピン接合されている。同様に、内梁７０における内柱５０から跳ね出した他方の跳出部７２の端部７２Ａと内梁６４の端部６４Ａは、接続プレート８４を介してボルト締結されることで、梁端同士がピン接合されている。なお、ここで言う「ピン接合」とは、鉛直荷重のみを伝達し曲げ荷重は伝達しないとして構造計算される接合部である（構造計算上のピン接合部である）。また、図１において、内梁６２の端部６２Ａ及び内梁６４の端部６４Ａと、跳出部７２の端部７２Ａと、の間はそれぞれ間隔をあけて図示してある。これは当該部分がピン接合であることを表している。

（作用及び効果）
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。

連続梁である内梁７０を工場等で製作して現場に搬入し、二本の内柱５０に跨って剛接合される。よって、構造物１０の内部１４における内梁の建方が簡略化されるので、施工性が向上する。

また、内梁７０の跳出部７２の端部７２Ａと、隣接する内梁６２の端部６２Ａ及び内梁６４の端部６４Ａとをピン接合することで、剛接合部が削減される。更に、本実施形態では、構造物１０の外周部１２に集中して耐震要素の一例としてのＶ字ブレース３０を設けているので、内梁６２，６４，７０及び内柱５０は主に軸力を負担するように設計することができる。よって、構造物１０の内部１４のピン接合部を増やし剛接部を削減することができるので、施工性が向上する。また、鉄骨造の梁は、曲げやせん断に強く且つ軽量であるので、長スパン化が可能である。

また、一般的に内柱は外柱よりも負担する鉛直荷重が大きい。よって、本実施形態のように、圧縮力に強く鉛直荷重を支持する性能が大きい鉄筋コンクリート造の柱を内柱として用いることで、鉄骨造の柱を内柱とする場合と比較し、柱割等の設計の自由度が向上する。したがって、本実施形態のように、構造物１０の外周部１２に鉄骨造の外柱２０を設け、内部に鉄筋コンクリート造の内柱５０を設けることで、設計の自由度を確保しつつ、施工性を向上させることができる。また、材料費が高価な鉄骨部材が削減されるので、施工コストが削減される。

また、構造物１０の外周部１２に設けられた外柱２０及び外梁２２を鉄骨造とすることで、コンクリートの強度発現を待つことなく、外柱２０及び外梁２２の建方直後からスパンクリート製のボード材４２を設置することができる。また、コンクリートへの金物やファスナー打ち込みが不要となる。更に、耐震要素を本実施形態のように鋼製の部材で構成されたＶ字ブレース３０とすることで、コンクリートとの取り合いがなくなり、鋼製の部材同士の取り合いのみとなる。したがって、施工性が更に向上すると共に、施工コストが削減される。

ここで、図４（Ａ）は、図４（Ｂ）（図１と同じ図）における長期モーメント（曲げモーメント）を示す図である。なお、図中の●（黒丸）は剛接合部を表し、○（白丸）はピン接合部を表している。本実施形態のように、ドロップハンチ構造の内梁７０を二本の内柱５０に跨って剛接合し、跳出部７２の端部７２Ａを隣接梁とピン接合とすることで、図４（Ａ）に示すように、長期モーメント（曲げモーメント）が吊橋形状となる。したがって、内柱５０の位置の吊り上がりモーメントの大きさと梁スパン中央の垂れ下がりモーメントの大きさとを、内梁７０おける跳出部７２の跳ね出し長さで調整することでできる。よって、内梁６２、６４、７０の部材選定の自由度が向上し、経済的な設計を行うことができる。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、内梁７０は、梁成の大きな左右一対の第一梁７４と第一梁７４の間に設けられた梁成の小さい第二梁７６とが接合され一体化されたドロップハンチ構造の連続梁であったが、これに限定されない。内梁７０は、ドロップハンチ構造でなくてもよい。また、内梁７０は、複数の鉄骨部材を剛接合して一体化した構造に限定されない。一本の鉄骨部材で構成されていてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、構造物１０の内部１４の内柱及び内梁は、全て鉄筋コンクリート造であったが、これに限定されない。例えば、鉄骨鉄筋コンクリート造の内柱が設けられていてもよい。また、鉄骨造の内柱が設けられていてもよい。また、コンクリート造の内梁が設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、構造物１０の外周部１２の外柱及び外梁は、全て鉄骨造であったが、限定されない。コンクリート造の外柱及び外梁であってもよい。また、鉄骨造の外柱及び外梁とコンクリート造の外柱及び外梁との両方が設けられた構造であってもよい。

また、例えば、上記実施形態では、スパンクリート製のボード材４２が外壁４０を構成しているが、これに限定されない。例えば、石膏ボード、ＡＬＣ（Autoclaved Lightweight Concrete）パネル、鋼板、木質壁（単板積層材（ＬＶＬ）、直交集成板（ＣＬＴ）等）などの乾式壁で外壁を構成してもよい。

また、例えば、上記実施形態では、耐震要素の一例としてＶ字ブレース３０を用いたがが、これに限定されない。Ｖ字ブレース以外のブレース、例えば十字ブレースであってもよい。更にブレース以外の耐震要素、例えば、波形鋼板等の耐震壁や制振ダンパーであってもよい。

また、例えば、上記実施形態では、Ｖ字ブレース３０（耐震要素）は、構造物１０の外周部１２に集中配置したが、これに限定されない。構造物１０の内部１４にも、Ｖ字ブレース３０等の耐震要素を設けてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、構造物１０（の外周部１２）の外形は、平面視において矩形状であったが、これに限定されない。構造物１０（の外周部１２）の外形は、どのような形状であってもよい。また、外柱、内柱、外梁、及び内梁の配置は、図１の配置に特定されるものではない。

更に、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言うまでもない

１０構造物
１２外周部
１４内部
２０外柱
２２外梁
３０Ｖ字ブレース（耐震要素の一例）
４２スパンクリート製のボード材（乾式壁の一例）
５０内柱
７０内梁（連続梁の一例）

Claims

構造物の内部に設けられた鉄筋コンクリート造の内柱と、
前記構造物の内部に設けられ、二本の前記内柱に跨って接合され、前記内柱から跳ね出した少なくとも一方の端部が隣接梁とピン接合された鉄骨造の連続梁と、
を備える構造物。
前記構造物の外周部に設けられた鉄骨造の外柱と、
前記構造物の外周部に設けられ、前記外柱に接合された鉄骨造の外梁と、
前記構造物の外周部の外壁を構成する乾式壁と、
を備える請求項１に記載の構造物。
前記構造物の外周部には、耐震要素が設けられている、
請求項１又は請求項２に記載の構造物。