JP2023105506A - 鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁との接合構造及び接合方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁との接合に際し、仕口部材を効率的且つ高精度で位置決めすることができる鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁との接合構造及び接合方法の提供。【解決手段】鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁との接合構造は、コンクリート柱体3の上面に固定される基板12と、基板12上にガイド面13a,13aが互いに直交する方向に向けられて立設された複数のガイド用凸部13,13を有するガイド部材6,6を備え、少なくとも一対のガイド部材6,6がコンクリート柱体3上の対角方向に間隔をおいて設置され、隣り合って直交する仕口用鉄骨材9,9の側面がガイド面13aでそれぞれガイドされた状態で仕口部材4がコンクリート柱体3上に載置されている。【選択図】図1
Description
本発明は、倉庫や商業施設などの梁間の距離が広く、積載荷重の大きな建造物に用いられる鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁との接合構造及び接合方法に関する。
従来、倉庫や商業施設などの梁間の距離が広く、積載荷重の大きな建造物では、経済的に建物剛性を確保するため、圧縮力に強い鉄筋コンクリート造の柱と、軽量で曲げに強い鉄骨梁とを組み合わせた構造(以下、RCS構造という)が広く用いられている(例えば、特許文献1を参照)。
このRCS構造では、鉄筋コンクリート造の柱を構成するコンクリート柱体を形成した後、コンクリート柱体上に互いに直交したH形鋼等で構成された仕口用鉄骨材からなる仕口部材を載置し、隣り合うコンクリート柱体上に載置された仕口部材に鉄骨造の梁部材(鉄骨梁)の端部をそれぞれ接合させ、隣り合うコンクリート柱体間に鉄骨梁を架設する。
そして、仕口部材が載置された状態でコンクリート柱体上に仕口コンクリートを打設して鉄筋コンクリート造の柱と仕口部材とを一体化させる。
しかしながら、上述の如き従来の技術では、隣り合う鉄筋コンクリート造の柱間に仕口部材を架設する構造において、仕口部材と梁材との接合時の公差が数mm程度しかないため、コンクリート柱体上に仕口部材を載置させる際、精密な位置決めが求められため、コンクリート柱体上への仕口部材の設置に時間を要するという課題があった。
そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁との接合に際し、仕口部材を効率的且つ高精度で位置決めすることができる鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁との接合構造及び接合方法の提供を目的としてなされたものである。
上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、鉄筋コンクリート造の柱を構成するコンクリート柱体と、該コンクリート柱体上に載置される互いに直交した仕口用鉄骨材からなる仕口部材とを備え、前記仕口部材に鉄骨造の梁部材が接合されてなる鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁との接合構造において、前記コンクリート柱体の上面に固定される基板と、該基板上にガイド面が互いに直交する方向に向けられて立設された複数のガイド用凸部を有するガイド部材を備え、少なくとも一対の前記ガイド部材が前記コンクリート柱体上の対角方向に間隔をおいて設置され、隣り合って直交する前記仕口用鉄骨材の側面が前記ガイド面でそれぞれガイドされて載置されていることにある。
請求項2に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、前記ガイド部材は、前記複数のガイド用凸部が一体に形成され、平面視L字状を成していることにある。
請求項3に記載の発明の特徴は、請求項1又は2の構成に加え、前記仕口用鉄骨材の両側部をガイドする前記ガイド用凸部の仕口用鉄骨材幅方向距離が仕口用鉄骨材幅より広く設定されていることにある。
請求項4に記載の発明の特徴は、請求項1~3の何れか一の構成に加え、前記ガイド面が前記ガイド用凸部の先端面であることにある。
請求項5に記載の発明の特徴は、請求項1~3の何れか一の構成に加え、前記ガイド面が前記ガイド用凸部の側面であることにある。
請求項6に記載の発明の特徴は、鉄筋コンクリート造の柱を構成するコンクリート柱体を形成した後、該コンクリート柱体上に互いに直交した仕口用鉄骨材からなる仕口部材を載置し、前記仕口部材に鉄骨造の梁部材を接合する鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁との接合方法において、前記コンクリート柱体の上面に固定される基板と、該基板上に複数のガイド用凸部を有するガイド部材がガイド用凸部のガイド面が互いに直交する方向に向けられて立設されるように前記コンクリート柱体上の対角方向に間隔をおいて少なくとも一対設置し、直交して隣り合う前記仕口用鉄骨材の側面を前記各ガイド部材の直交する一対のガイド用凸部にそれぞれガイドさせて前記仕口部材を前記コンクリート柱体上に載置することにある。
本発明に係る鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁との接合構造は、請求項1に記載の構成を具備することによって、コンクリート柱体上に高精度で仕口部材を位置決めすることができる。また、ガイド部材が仕口部コンクリート内に埋め込まれるため、柱の外部に位置決め用の部材を設置した場合のように、ガイド部材を撤去する必要がなく、現場作業が省力化されるとともに、ガイド部材を除去することとに伴う補修作業が必要ない。
また、本発明において、請求項2の構成を具備することによって、ガイド部材を少ない部品点数で構成することができ、その分、コストの低減を図ることができる。また、両ガイド用凸部が互いに支持されるので、仕口部材と接触した際等の破損を防止することができる。
また、本発明において、請求項3の構成を具備することによって、仕口部材と梁部材との間に生じる誤差を吸収することができる。
また、本発明において、請求項4の構成を具備することによって、仕口用鉄骨材が裏当て金を介して接合されている場合、裏当て金を回避し、ガイド用凸部に好適に仕口用鉄骨材の側面をガイドさせることができる。
また、本発明において、請求項5の構成を具備することによって、ガイド用凸部の仕口用鉄骨材の側面と対向する部分の面積が広くなり、安定して仕口用鉄骨材の側面をガイドすることができる。
また、本発明において、請求項6の構成を具備することによって、コンクリート柱体上に高精度で仕口部材を位置決めすることができる。また、ガイド部材が仕口部コンクリート内に埋め込まれるため、柱の外部に位置決め用の部材を設置した場合のように、ガイド部材を撤去する必要がなく、現場作業が省力化されるとともに、ガイド部材を除去することとに伴う補修作業が必要ない。
次に、本発明に係る鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁との接合構造の実施態様を図1~図6に示した実施例に基づいて説明する。
図1、図2は、鉄筋コンクリート造の柱(RC柱)と、鉄骨梁とを組み合わせた構造(以下、RCS構造という)のRC柱1と鉄骨梁との接合部分を示す図であって、仕口コンクリート2が未打設の状態である。
RCS構造は、圧縮力に強い鉄筋コンクリート造の柱(RC柱1)と、軽量で曲げに強い鉄骨梁との組み合わせによって、倉庫や商業施設などの梁間の距離が広く、積載荷重の大きな建造物において、経済的に建物剛性を確保することができるようになっている。
このRC柱1と鉄骨梁との接合構造は、RC柱1を構成するコンクリート柱体3と、コンクリート柱体3上に載置される仕口部材4とを備え、隣り合うRC柱1上に載置された仕口部材4に鉄骨造の梁部材5の端部が接合され隣り合うRC柱1間に梁部材5が架設され、仕口部材4を埋設した状態でコンクリート柱体3上に仕口コンクリート2が打設されるようになっている。
また、このRC柱1と鉄骨梁との接合構造は、少なくとも一対のガイド部材6,6がコンクリート柱体3上の仕口部材4を挟んで対角方向に間隔をおいて設置され、ガイド部材6,6によって仕口部材4が位置決めされた状態でコンクリート柱体3上に載置されるようになっている。
コンクリート柱体3は、鉄筋コンクリート造の角柱状に形成され、建造物の鉄骨梁より下階の部分の柱を構成するようになっている。尚、コンクリート柱体3の形状は、上述の角柱状に限定されず、例えば、円柱状等であってもよい。
このコンクリート柱体3には、柱軸方向に向けた複数の鉄筋7,7…を備え、複数の鉄筋7,7…毎に束(以下、鉄筋束という)にされ、この鉄筋束が仕口部材4と干渉しないようにコンクリート柱体3の四隅部に配筋され、各鉄筋7,7…がそれぞれコンクリート柱体3の上面より突出した状態で埋設されている。
また、仕口部下の柱部分においては、最も外周側に配置された複数の鉄筋7,7…の外側には、鉄筋軸方向に間隔をおいて配置された複数の矩形状の帯筋8,8が配置され、この複数の帯筋8,8によって鉄筋7,7…が拘束されている。尚、RCS構造の仕口部においては、通常の帯筋に替えて型枠兼帯筋用の鉄板(図示せず)を用いる。
仕口部材4は、互いに直交して配置された鉄骨造の仕口用鉄骨材9,9によって構成され、支承部材10(ゲタ材)を介してコンクリート柱体3の上面に対し所定の間隔を空けた状態で載置されている。
尚、支承部材10は、通常、コンクリート柱体3の上面中央1箇所に設置するが、仕口部材4を支持するにあたり、バランスを考慮して追加で支承部材10を設置してもよい。例えば、片側の梁にブレース等の重量部材が取り付けられる等、梁間で大きな重量差が生じバランスが崩れる際には、重量部材が取り付けられる梁側に追加で支承部材10を設置する。
各仕口用鉄骨材9,9は、H型鋼によって構成され、上下に間隔を置いて配置された板状のフランジ部9a,9aと、両フランジ部9a,9a間を連結する板状のウェブ部9bとを備えている。
互いに直交する仕口用鉄骨材9,9は、裏当て金11,11を介して溶接等によって接合され、平面視十字状に形成されている。
尚、コンクリート柱体3の上面と仕口部材4下面との間の間隔は、仕口コンクリート2を打設する際、コンクリート柱体3の上面と仕口部材4下面との間に確実にコンクリートが充填されるために必要な間隔となっている。
また、コンクリート柱体3の上面には、複数(少なくとも一対)のガイド部材6,6が固定され、ガイド部材6,6によって仕口部材4が位置決めされるようになっている。
ガイド部材6,6は、平板状の基板12と、基板12上にガイド面13a,13aが互いに直交する方向に向けられて立設された複数のガイド用凸部13,13とを備え、基板12がコンクリート柱体3の上面に固定されるようになっている。
基板12は、鋼板等によって矩形状に形成され、その上面にガイド用凸部13,13の下端が溶接等によって固定されている。尚、基板12には、必要に応じて鉄筋7,7…と干渉しないように隅部を三角状に切欠いた切り欠き部12aを設けてもよい。
また、基板12には、複数の固定用ボルト挿通孔14,14…が形成され、コンクリート柱体3の上面部に設置した固定用ボルト15に固定用ボルト挿通孔14,14…を嵌め込み、ナット16を螺合させることにより基板12をコンクリート柱体3の上面に固定できるようになっている。
ガイド用凸部13,13は、鋼板等によって平板状に形成され、互いに直交する一対のガイド用凸部13,13が一体に形成され、平面視L字状を成している。
即ち、両ガイド用凸部13,13は、それぞれ幅方向の一端側が互いに支持され、他端側の先端面が互いに直交する方向に向けられてガイド面13a,13aを成し、このガイド面13a,13aを仕口部材4側に向けてガイド部材6,6を設置する。
ガイド用凸部13,13は、コンクリート柱体3上面からの突出長が少なくともコンクリート柱体3の上面と仕口部材4の下面との間に形成される隙間高さよりも高く形成され、確実に仕口用鉄骨材9,9の側面をガイドできるようにしている。
尚、仕口用鉄骨材9,9を上下に段差を設けて十字状に設置する際には、高く設置された仕口用鉄骨材9,9の高さに合わせてガイド用凸部13,13のコンクリート柱体3上面からの突出長を設定する。
ガイド用凸部13,13は、先端面をガイド面13a,13aとすることによって、裏当て金11,11を回避し、仕口用鉄骨材9,9を的確にガイドすることができるようになっている。
また、ガイド部材6,6は、仕口用鉄骨材9,9の両側部をガイドするガイド用凸部13,13の仕口用鉄骨材幅方向距離Dが仕口用鉄骨材9の幅Wより仕口部材4と梁部材5との取り付け公差分だけ広く設定され、仕口部材4とそれに接合される梁部材5との間に位置ズレが生じた際に、その位置ズレを吸収できるようになっている。
また、ガイド部材6,6は、ガイド用凸部13,13の取り付け方向を変えることによって、図4に示すように、各ガイド用凸部13,13の側面を互いに直交する方向に向けられたガイド面13b,13bとすることができる。
尚、上述の実施例では、ガイド用凸部13,13を平板状に形成し、交差するガイド用凸部13,13を平面視L字状に一体化した場合について説明したが、ガイド用凸部13,13を一体化せずそれぞれ独立して設けてもよく、図5に示すように、ガイド用凸部13,13を円柱、角柱等の柱状に形成してもよい。
さらに、上述の実施例では、直交する一対のガイド用凸部13,13を備えた場合について説明したが、図6に示すように、サイズの異なるガイド用凸部13,13を直交する各方向で各ガイド用凸部13,13間に任意の間隙を空けて複数設けてもよい。
次に、鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁との接合方法の実施態様を図7~図12に示した実施例に基づいて説明する。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明し、符号3は鉄筋コンクリート造の柱(以下、RC柱1という)を構成するコンクリート柱体である。
RC柱1と鉄骨梁との接合は、鉄筋コンクリート造の柱を構成するコンクリート柱体3を形成した後、コンクリート柱体3上に仕口部材4を載置し、仕口部材4に鉄骨造の梁部材5を接合した後、仕口コンクリート2を打設してRC柱1内に仕口部材4を埋設し、RC柱1と仕口部材4とを一体化させる。
コンクリート柱体3の形成は、図7に示すように、柱軸方向に向けた複数の鉄筋7,7…毎に束にした鉄筋束を仕口部材4と干渉しないように四隅部に配筋し、最も外周側に配置された複数の鉄筋7,7…の外側に帯筋8,8を配置し、この複数の帯筋8,8によって鉄筋7,7…を拘束してなる鉄筋籠を形成し、この鉄筋籠の周囲に型枠20を設置し、型枠20内にコンクリートを打設し、建造物の鉄骨梁より下階の部分の柱を構築する。
その際、コンクリート柱体3の上面高さは、仕口部材4の設置高さより所定の高さ分だけ低くなるようにし、且つ、鉄筋7,7…がそれぞれコンクリート柱体3の上面より突出した状態で埋設されるように形成する。
次に、図8、図9に示すように、コンクリート柱体3上面中央に支承部材10(ゲタ材)を設置するとともに、所定の位置にガイド部材6,6を取り付ける。尚、支承部材10は、仕口部材4を支持するにあたり、バランスを考慮して追加で支承部材10を設置してもよい。例えば、片側の梁にブレース等の重量部材が取り付けられる等、梁間で大きな重量差が生じバランスが崩れる際には、重量部材が取り付けられる梁側に追加で支承部材10を設置する。
支承部材10は、コンクリート柱体3の上面から所定の高さに仕口部材4が設置されるように高さを調節する。
ガイド部材6,6は、仕口用鉄骨材9,9の両側部をガイドするガイド用凸部13,13の仕口用鉄骨材幅方向距離Dが仕口用鉄骨材9の幅Wより仕口部材4と梁部材5との取り付け交差分だけ広くなるように固定する。
具体的には、コンクリートが固化した後、コンクリート柱体3上面部の所定の位置に墨出しして穴を開け、そこに固定用ボルト15を埋めるか打ち込んで設置し、固定用ボルト15にガイド部材6,6の基板12に形成された固定用ボルト挿通孔14,14…を嵌め込み、固定用ボルト15にナット16を締め付けて固定する。
その際、コンクリート柱体3上面が平面であるので、墨出しが容易でガイド部材6,6の取り付け位置に合わせて精密な位置決めができる。
そして、図10に示すように、仕口部材4をクレーンで吊り上げ、コンクリート柱体3の上方に移動させ、おおよその位置を合わせた後、鉄筋7,7…を回避しながら降下させ、支承部材10を介して仕口部材4をコンクリート柱体3上に載置する。尚、図中符号21は吊りワイヤ、符号22は仕口部材4の上面部に固定された吊りピースである。
その際、コンクリート柱体3上の対角方向に間隔をおいて一対のガイド部材6,6が設置されているので、支承部材10の位置に到達する前に、直交して隣り合う仕口用鉄骨材9,9の側面が各ガイド部材6,6に設けられた直交する一対のガイド用凸部13,13のガイド面13a,13aにそれぞれガイドされるので、直交するXY方向の移動が規制され、精密且つ簡便に仕口部材4の位置決めをすることができる。
仕口部材4が設置されたら、図11に示すように、仕口部材4の端部に鉄骨造の梁部材5を接合させる。その際、仕口用鉄骨材9,9の両側部をガイドするガイド用凸部13,13の仕口用鉄骨材幅方向距離Dが仕口用鉄骨材9の幅Wより仕口部材4と梁部材5との取り付け交差分だけ広くなっているので、仕口部材4と梁部材5との間に位置ズレが生じた場合であっても、その位置ズレを吸収することができる。
最後に、コンクリート柱体3の上方に仕口部材4及び鉄筋7,7…を囲むように設置した型枠及び帯筋兼用鉄板(図示せず)内にコンクリート柱体3と連続する仕口コンクリート2を打設し、図12に示すように、RC柱1と仕口部材4を一体化させる。
尚、上階のスラブは、仕口用鉄骨材9,9及び鉄骨造の梁部材5にデッキプレートを載せて構築することから、仕口部のコンクリートは、上階スラブの床高さまで打設する。
その際、コンクリート柱体3の上面と仕口部材4の下面との間に十分な隙間が形成されているので、仕口部材4の下方にも確実にコンクリートが充填され、ガイド部材6,6も仕口コンクリート2内に埋め殺される。
このように構成された鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁との接合方法では、仕口部材4を設置する際、コンクリート柱体3の上面に対角配置で固定されたガイド部材6,6の互いに直交する方向にガイド面13a,13aを向けたガイド用凸部13,13で直交する仕口用鉄骨材9,9の両側部をそれぞれガイドし、仕口部材4をガイドするガイド面13a,13a…の4点で移動を規制するので、仕口部材4を効率的且つ精密に位置決めすることができる。
また、このように構成された鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁との接合方法では、柱の強度上影響がなく、ガイド部材6,6を仕口コンクリート2内に埋め殺すことができるので、ガイド部材6,6を撤去する必要がなく、作業現場での作業が省力化できる。
さらに、接合後においてもガイド部材6,6によって仕口部材4を構成する仕口用鉄骨材9,9の両側部が保持された状態が維持されるので、構造的にも補強される。
尚、上述の実施例では、説明の便宜上、隅柱の図面を用いて説明したが、本発明は、側柱、中柱に適用することもできる。
1 RC柱(鉄筋コンクリート造の柱)
2 仕口コンクリート
3 コンクリート柱体
4 仕口部材
5 梁部材
6 ガイド部材
7 鉄筋
8 帯筋
9 仕口用鉄骨材
10 支承部材
11 裏当て金
12 基板
13 ガイド用凸部
14 固定用ボルト挿通孔
15 固定用ボルト
16 ナット
20 型枠
21 吊りワイヤ
22 吊りピース
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22 吊りピース
Claims (6)
- 鉄筋コンクリート造の柱を構成するコンクリート柱体と、該コンクリート柱体上に載置される互いに直交した仕口用鉄骨材からなる仕口部材とを備え、前記仕口部材に鉄骨造の梁部材が接合されてなる鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁との接合構造において、
前記コンクリート柱体の上面に固定される基板と、該基板上にガイド面が互いに直交する方向に向けられて立設された複数のガイド用凸部を有するガイド部材を備え、少なくとも一対の前記ガイド部材が前記コンクリート柱体上の対角方向に間隔をおいて設置され、隣り合って直交する前記仕口用鉄骨材の側面が前記ガイド面でそれぞれガイドされた状態で前記仕口部材が前記コンクリート柱体上に載置されていることを特徴としてなる鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁との接合構造。 - 前記ガイド部材は、前記複数のガイド用凸部が一体に形成され、平面視L字状を成している請求項1に記載の鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁との接合構造。
- 前記仕口用鉄骨材の両側部をガイドする前記ガイド用凸部の仕口用鉄骨材幅方向距離が仕口用鉄骨材幅より広く設定されている請求項1又は2に記載の鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁との接合構造。
- 前記ガイド面が前記ガイド用凸部の先端面である請求項1~3の何れか一に記載の鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁との接合構造。
- 前記ガイド面が前記ガイド用凸部の側面である請求項1~3の何れか一に記載の鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁との接合構造。
- 鉄筋コンクリート造の柱を構成するコンクリート柱体を形成した後、該コンクリート柱体上に互いに直交した仕口用鉄骨材からなる仕口部材を載置し、前記仕口部材に鉄骨造の梁部材を接合する鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁との接合方法において、
前記コンクリート柱体の上面に固定される基板と、該基板上に複数のガイド用凸部を有するガイド部材がガイド用凸部のガイド面が互いに直交する方向に向けられて立設されるように前記コンクリート柱体上の対角方向に間隔をおいて少なくとも一対設置し、直交して隣り合う前記仕口用鉄骨材の側面を前記各ガイド部材の直交する一対のガイド用凸部にそれぞれガイドさせて前記仕口部材を前記コンクリート柱体上に載置することを特徴とする鉄筋コンクリート柱と仕口部鉄骨梁の接合方法。
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