JP2878382B2 - Frame structure of structure consisting of PC steel column and PC steel beam or PS steel beam - Google Patents
Frame structure of structure consisting of PC steel column and PC steel beam or PS steel beamInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プレキャスト鋼管コンクリートの柱
（「PC鋼管柱」という）とプレキャスト鉄骨コンクリー
ト梁（「PC鉄骨梁」という）若しくはプレストレスト鉄
骨コンクリート梁（「PC鉄骨梁」という）とからなる構
造物の架構体に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a column of precast steel pipe concrete (referred to as “PC steel column”) and a precast steel concrete beam (referred to as “PC steel beam”) or a prestressed steel concrete beam (referred to as “PC steel beam”). “PC steel beams”).
一般に、建物を高層化する場合、柱及び梁は耐力及び
耐震的に極めて優れた鉄骨鉄筋コンクリート構造とする
のが一般的である。Generally, when a building is made high-rise, columns and beams generally have a steel-framed reinforced concrete structure that is extremely excellent in strength and seismic resistance.
また、柱の鉄骨材には、使用に際しＨ形鋼材のような
強度上の方向性がなく強度的に有利な角形鋼管や円形鋼
管等の閉鎖形断面材が使用され、またこれらの閉鎖形断
面材の中空部にのみコンクリートを充填し、表面は単に
防錆・耐火被覆しただけの鋼管コンクリートもよく使用
されている。In addition, closed steel sections such as rectangular steel pipes and circular steel pipes, which are advantageous in terms of strength and have no strength directionality when used, such as H-shaped steel, are used for the steel members of the columns. Steel tube concrete, in which only the hollow part of the material is filled with concrete and the surface is simply covered with rustproof and fireproof, is often used.
さらに、最近ではプレストレスト鉄骨鉄筋コンクリー
トの梁や柱も使用されることがある。In addition, prestressed steel reinforced concrete beams and columns have recently been used.
しかし、鉄骨鉄筋コンクリートの施工は柱や梁等の鉄
骨部材を組み立て、さらに鉄筋の配筋、型枠の組み立
て、コンクリートの打設等一連の鉄筋コンクリート工事
を行う必要があり、しかも、打設直後のコンクリートを
充分に養生する必要があるため、工期の長期化が免れな
いという大きな課題がある。However, construction of steel reinforced concrete requires a series of reinforced concrete work such as assembling steel members such as columns and beams, reinforcing bars, assembling formwork, and placing concrete. There is a major problem that the construction period must be extended because of the need to sufficiently cure the soil.
また、鉄骨材の組み立てに際し、鉄筋を配筋するため
のスペースを確保する必要があるため、接合部の形状が
複雑化し、その加工及び接合が極めて面倒である。In addition, when assembling the steel frame material, it is necessary to secure a space for arranging the reinforcing steel, so that the shape of the joint is complicated, and the processing and joining are extremely troublesome.
また、鉄筋の配筋及び型枠の組み立ても複雑化し、特
に柱・梁接合部の鉄筋の配筋及び型枠の組み立ては鉄筋
及び型枠が互いに交錯するため、困難を究め、時として
設計通りに配筋及び型枠の設置ができないことがある。Reinforcing bars and assembling of formwork are also complicated.Particularly, reinforcing bars and assembling of formwork at column-beam joints are difficult because the reinforcing bars and formwork intersect with each other. In some cases, reinforcement and formwork cannot be installed.
この発明はこのような前記従来の課題を解消するため
に提案されたもので、柱及び梁をPC化すると共に梁の主
筋を省略することにより構造の単純化、施工の省力化及
び工期の大幅な短縮化を可能にしたPC鋼管柱とPC鉄骨梁
若しくはPC鉄骨梁からなる構造物の架構体を提供するこ
とを目的とするものである。The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned conventional problems. The columns and beams are made into PCs, and the main bars of the beams are omitted, thereby simplifying the structure, saving labor for the construction, and greatly shortening the construction period. It is an object of the present invention to provide a frame structure of a structure made of a PC steel column and a PC steel beam or a PC steel beam, which enables a considerable shortening.
この発明に係るPC鋼管柱とPC鉄骨梁若しくはPS鉄骨梁
とからなる構造物の架構体は、角形鋼管若しくは円形鋼
管の外周をプレキャストコンクリートで被覆してなる柱
とプレキャスト鉄骨コンクリート若しくはプレキャスト
プレストレスト鉄骨コンクリートの梁とからなる構造物
の架構体であり、前記柱の梁接合部及び前記梁端部に接
合部材をそれぞれ突設すると共に当該接合部材どうしを
ボルト若しくは溶接等によって結合し、前記柱の梁接合
部と前記梁の全長若しくは梁端部の一定長さ部分に双方
にまたがってPC鋼材を挿通すると共に当該PC鋼材を緊張
し定着することにより柱・梁接合部にプレストレスを導
入し、且つ当該柱・梁接合部にコンクリートを充填して
なることを特徴とする。A frame structure of a structure comprising a PC steel column and a PC steel beam or a PS steel beam according to the present invention is a column and a precast steel frame concrete or a precast prestressed steel frame having a square steel tube or a circular steel tube covered with precast concrete. A joint member protruding from a beam joint of the column and an end of the beam, and connecting the joint members with each other by bolts, welding, or the like. Prestress is introduced into the column / beam joint by inserting a PC steel material over both the joint portion and the entire length of the beam or a fixed length portion of the beam end and tensioning and fixing the PC steel material, and The column / beam joint is filled with concrete.
以下、この発明を図示する一実施例に基づいて説明す
る。Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.
PC鋼管柱１は角形鋼管２の表面をプレキャストコンク
リート３によって一定厚さに被覆することにより構成さ
れている。The PC steel pipe column 1 is configured by covering the surface of a rectangular steel pipe 2 with a precast concrete 3 to a certain thickness.
また、必要により角形鋼管２の中に柱の剛性を高める
目的でコンクリート４が角形鋼管２の全長にわたって充
填され（第３図参照）、さらにプレキャストコンクリー
ト３の中に柱の曲げ耐力を高める目的で複数本のPC鋼材
5,5を挿通すると共ににこれを緊張定着することによりP
C鋼管柱１の全長にわたって所定大のプレストレスが導
入されている（第４図参照）。If necessary, concrete 4 is filled in the square steel pipe 2 over the entire length of the square steel pipe 2 for the purpose of increasing the rigidity of the column (see FIG. 3). Multiple PC steel materials
By inserting 5, 5 and fixing this tension, P
A predetermined amount of prestress is introduced over the entire length of the C steel pipe column 1 (see FIG. 4).
PC鉄骨梁６はＨ形鉄骨材７の表面をプレキャストコン
クリート３によって矩形断面形状に被覆することによ
り、いわゆるPC鉄骨梁として構成されている。The PC steel beam 6 is configured as a so-called PC steel beam by covering the surface of the H-shaped steel frame material 7 with a precast concrete 3 in a rectangular cross-sectional shape.
また、必要によりPC鉄骨梁６のプレキャストコンクリ
ート３の中に梁の曲げ耐力を高める目的で必要本数のPC
鋼材8,8をその全長にわたって挿通すると共にこれを緊
張定着することによりPC鉄骨梁６に所定大のプレストレ
スが導入され、いわゆる鉄骨梁として構成される場合も
ある（第６図参照）。Also, if necessary, the necessary number of PCs in the precast concrete 3 of the PC steel beam 6 is used to increase the bending strength of the beam.
By inserting the steel members 8, 8 over their entire lengths and tightening them, a predetermined large prestress is introduced into the PC steel beam 6, and the steel beam 8 may be constituted as a so-called steel beam (see FIG. 6).
PC鋼材8,8はＨ形鉄骨材７としてなるべく梁成の大き
いものを使用できるように上下梁主筋が省略され、且つ
Ｈ形鉄骨材７の上下フランジ7a,7b間に挿通されてい
る。The upper and lower beam main reinforcements are omitted so that the PC steel members 8 and 8 can be used as large as possible as the H-shaped steel members 7, and are inserted between the upper and lower flanges 7 a and 7 b of the H-shaped steel members 7.
なお、図６に於いて、番号18は梁主筋ではなく剪断補
強筋である。In FIG. 6, reference numeral 18 denotes a shear reinforcing bar instead of the beam main bar.
また、PC鋼板柱１、PC鉄骨梁及びPS鉄骨梁６は何れも
大量に工場生産されるものである。The PC steel column 1, the PC steel beam, and the PS steel beam 6 are all produced in large quantities in factories.
PC鋼管柱１の梁接合部及びPC鉄骨梁若しくはPS鉄骨梁
６の端部には、プレートや形材等からなる接合部材９と
10がそれぞれ突設されている。At the beam joint of the PC steel column 1 and the end of the PC steel beam or the PS steel beam 6, a joining member 9 made of a plate, a shape member or the like is provided.
10 are protruding respectively.
当該接合部材９と10は溶接若しくは複数本の連結ボル
トによって一体的に接合されている。The joining members 9 and 10 are integrally joined by welding or a plurality of connecting bolts.
また、PC鋼管柱１の梁接合部とPC鉄骨梁若しくはPS鉄
骨梁６の端部には、複数本のシース11,11が双方にまた
がって水平に埋設され、当該シース11,11の中にPC鋼材1
2,12それぞれが挿通されている（第１図参照）。Further, a plurality of sheaths 11 and 11 are buried horizontally across the beam joint of the PC steel column 1 and the end of the PC steel beam or the PS steel beam 6, and are embedded in the sheaths 11 and 11. PC steel 1
2, 12 are inserted respectively (see FIG. 1).
PC鋼材12,12の両端部は緊張された状態でPC鋼管梁１
とPC鉄骨梁若しくはPS鉄骨梁６にそれぞれ強固に定着さ
れている。The both ends of the PC steel members 12 and 12 are tensioned and the PC steel beam 1
And the PC steel beam or the PS steel beam 6, respectively.
したがって、PC鋼管柱１とPC鋼管梁若しくはPS鉄骨梁
６との接合部には所定大のプレストレスが導入され、こ
れにより従来必要であった補強鉄筋を配筋しなくともPC
鋼板柱１とPC鉄骨梁若しくはPS鉄骨梁６とを確実に強固
に接合することができる。Therefore, a predetermined large prestress is introduced into the joint between the PC steel column 1 and the PC steel beam or the PS steel beam 6, so that the PC bar can be provided without the reinforcing bar which has been required conventionally.
The steel plate column 1 and the PC steel beam or the PS steel beam 6 can be securely and firmly joined.
PC鋼材12,12の柱側端部はPC鋼板柱１の梁接合部を水
平に貫通し、その裏側に定着ナット13によって強固に定
着され、梁側端部はプレキャストコンクリート３の奥深
くにアンカーナット等のアンカー部材14によって強固に
定着されている。The column-side ends of the PC steel members 12 and 12 penetrate horizontally through the beam joint of the PC steel column 1 and are firmly fixed on the back side by a fixing nut 13. The beam-side ends are anchor nuts deep in the precast concrete 3. Are firmly fixed by the anchor member 14 or the like.
さらに、PC鋼管柱１とPC鉄骨梁若しくはPS鉄骨梁６と
の接合部にはコンクリート15が充填され、当該コンクリ
ート15の中に接合部部材9,10、シース11及びPC鋼材12,1
2は完全に埋設されている。Further, the joint between the PC steel column 1 and the PC steel beam or the PS steel beam 6 is filled with concrete 15, and the joint members 9 and 10, the sheath 11 and the PC steel 12 and 1 are filled in the concrete 15.
2 is completely buried.
また、上下階のPC鋼管柱1,1は柱、梁接合部で接合さ
れているのではなく、これより下側部分に於いて接合さ
れている（第１図参照）。The upper and lower PC steel columns 1, 1 are not joined at the joints between the columns and beams, but are joined at the lower part (see FIG. 1).
上下柱1,1は角形鋼管２と２及びプレキャストコンク
リート３内の補強鉄筋及びPC鋼材５と５をそれぞれ接合
し、かつその回りにコンクリート16を充填することによ
り一体的に接合されている。The upper and lower columns 1, 1 are joined together by joining the reinforcing steel bars in the square steel pipes 2, 2 and the precast concrete 3 and the PC steel materials 5, 5, respectively, and filling concrete 16 therearound.
このような構成により、PC鋼管柱１とPC鉄骨梁若しく
はPS鉄骨梁６及び上下PC鋼管柱１と１は一体的に接合さ
れ、建築架構体が構成されている。With such a configuration, the PC steel column 1 and the PC steel beam or PS steel beam 6 and the upper and lower PC steel columns 1 and 1 are integrally joined to form a building frame.
第７図、第８図及び第９図は他の実施例を示すもの
で、PC鉄骨梁若しくはPS鉄骨梁６をPC鋼板柱１の側面部
に直接接合するのではなく、PC鋼管柱１の梁接合部にブ
ラケット17を突設し、このブラケット17に接合する構成
としたのである。7, 8 and 9 show another embodiment, in which the PC steel beam or PS steel beam 6 is not directly joined to the side face of the PC steel column 1, The bracket 17 is protruded from the beam joint, and is joined to the bracket 17.
このように柱・梁接合部を柱の内側面より梁中央側よ
りに設けることにより、梁端部の曲げモーメントM1をそ
の最大値M2より小さくすることができ、柱の曲げ耐力
（曲げモーメント、剪断力）との関係を調整することが
できる（第９図参照）。By providing the columns and beams joint from beam center side than the inner surface of the column, it is possible to reduce the bending moment M 1 of the beam end than the maximum value M 2, column bending strength (bending (Moment, shear force) can be adjusted (see FIG. 9).
続いて、PC鋼管柱１とPC鉄骨梁若しくはPS鉄骨梁６と
の接合方法を説明する。Subsequently, a method of joining the PC steel column 1 to the PC steel beam or the PS steel beam 6 will be described.
PC鉄骨梁若しくはPS鉄骨梁６の端部をPC鉄骨柱１の梁
接合部に突き合わせると共に接合部材９と10を溶接若し
くはボルト止めによって接合する。続いて、PC鋼管柱１
とPC鉄骨梁若しくはPS鉄骨梁６との接合部に必要本数の
シース11,11を設置する。The end of the PC steel beam or PS steel beam 6 is abutted against the beam joint of the PC steel column 1, and the joining members 9 and 10 are joined by welding or bolting. Next, PC steel column 1
The necessary number of sheaths 11, 11 are installed at the joint between the steel beam and the PC steel beam or PS steel beam 6.
また、このシース11,11の中にPC鋼材12,12を挿通す
る。Further, PC steel materials 12, 12 are inserted into the sheaths 11, 11.
続いて、接合部にコンクリート15を充填し、充分に養
生する。Subsequently, the joint is filled with concrete 15 and sufficiently cured.
接合部のコンクリート15が充分な強度を発現したら、
PC鋼材12,12を緊張することにより柱・梁接合部に所定
大のプレストレスを導入する。Once the concrete 15 at the joint develops sufficient strength,
A certain amount of prestress is introduced into the column-beam joint by tensioning the PC steel members 12,12.
この発明は以上の構成からなるので以下の効果を有す
る。The present invention has the following effects since it has the above configuration.
柱及び梁を工場生産可能なPC若しくはPS化すること
により、柱及び梁の防錆及び耐火被覆を柱及び梁の製造
と同時に行うことができ、かつ量産化による製造コスト
の大幅な低減化が図れる。By converting columns and beams into PCs or PSs that can be factory-produced, rust prevention and fireproof coating of the columns and beams can be performed simultaneously with the production of the columns and beams, and the production cost can be significantly reduced by mass production. I can do it.
PC鋼管柱はその表面のみをPC化し、中空部は、柱を
設置した後で必要に応じて現場打ちコンクリートを打設
することにより、設置前の運搬等の取扱い時の軽量化が
図れ、これにより揚重機の負担を軽減することができ
る。For PC steel pipe columns, only the surface is made into PC, and in the hollow part, by installing cast-in-place concrete as necessary after installing the column, it is possible to reduce the weight during handling such as transportation before installation, Thus, the load on the lifting machine can be reduced.
PC鋼管柱の中空部は必要によりコンクリートを充填
することにより柱の剛性を著しく高めることができる。The rigidity of the column can be significantly increased by filling concrete in the hollow part of the PC steel tube column if necessary.
PC鉄骨梁の接合部を接合部材どうしを溶接若しくは
ボルト接合といった鉄骨仕口とすることにより、組み立
て施工時に於いて梁を支えるための仮受け支柱を不要と
することができ、組み立て施工の省力化と省資源化が図
れる。By making the joint of the PC steel beam a steel connection such as welding or bolting the joining members together, it is possible to eliminate the need for a temporary support column to support the beam at the time of assembly work, and to save labor of assembly work And resource saving.
柱及び梁の防錆・耐火被覆はこれら部材の構造と同
時に完了するので、現場に於いてこれらの複雑な工事と
の組み合わせが不要となり、大幅な工期の短縮が可能で
ある。Since the rust prevention and fireproof coating of the columns and beams are completed at the same time as the structure of these members, it is not necessary to combine these with complicated works on site, and the construction period can be significantly reduced.
PC鋼管柱のPC鉄骨梁若しくはPS鉄骨梁との接合部の
コンクリート中にPC鋼材を挿通し、これを緊張定着する
ことにより柱と梁とを一体的に接合するため、柱・梁接
合部の主鉄筋の複雑な配筋が一切不要になり、接合部の
施工を簡単に行うことができ、しかも完璧な接合部を構
成することができる。To insert the PC steel into the concrete at the joint between the PC steel column and the PC steel beam or the PS steel beam, and to fix the tension and fix it, the column and beam are joined together. A complicated arrangement of the main reinforcing bars is not required at all, so that the joint can be easily constructed and a perfect joint can be formed.
梁としてPC鉄骨梁若しくはPS鉄骨梁を使用すること
により梁の上下梁主鉄筋を省略することができ、これに
より可能な限り梁成の大きい鉄骨材を使用することがで
きると共に当該鉄骨梁の上下フランジ間にPC鋼材を配置
し易くなり、しかも鉄骨梁の上下フランジは、その上下
フランジ間のコンクリートを充分に拘束するため、強固
な梁材が得られる。By using PC steel beams or PS steel beams as beams, the upper and lower beams of the main beams can be omitted, thereby making it possible to use as large a steel frame as possible and to use the upper and lower beams. It becomes easy to arrange the PC steel material between the flanges, and since the upper and lower flanges of the steel beam sufficiently restrain the concrete between the upper and lower flanges, a strong beam is obtained.
第１図〜第６図はこの発明の一実施例を示したもので、
第１図はPC鋼管柱とPC鉄骨梁若しくはPS鉄骨梁との係合
状態及び上下PC鋼管柱の接合状態を示す架構体の一部側
面図、第２図はPC鋼管柱の側面図、第３図及び第４図は
PCBT柱の横断面図、第５図はPC鉄骨梁の側面図、第６図
はPS鉄骨梁の横断面図、第７図、第８図及び第９図は他
の実施例を示すもので、第７図はPC鋼管柱とPC鉄骨梁若
しくはPS鉄骨梁との接合部の側面図、第８図はPC鋼管柱
の梁接合部の側面図、第９図は柱・梁接合部の曲げ応力
図である。 １……PC鋼管柱、２……角形鋼管、３……プレキャスト
コンクリート、４……コンクリート、５……PC鋼材、６
……PS鉄骨梁、７……Ｈ形鉄骨材、８……PC鋼材、9,10
……接合部材、11……シース、12……PC鋼材、13……定
着ナット、14……アンカー部材、15,16……コンクリー
ト、17……ブラケット、18……剪断補強筋。1 to 6 show one embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a partial side view of a frame structure showing an engaged state of a PC steel column and a PC steel beam or a PS steel beam and a joined state of upper and lower PC steel columns. FIG. 2 is a side view of the PC steel column. 3 and 4
Fig. 5 is a cross-sectional view of a PC steel beam, Fig. 6 is a cross-sectional view of a PS steel beam, Figs. 7, 8 and 9 show other embodiments. , Fig. 7 is a side view of the joint between PC steel column and PC steel beam or PS steel beam, Fig. 8 is a side view of beam joint of PC steel column, and Fig. 9 is bending of column / beam joint. It is a stress figure. 1 ... PC steel pipe column, 2 ... Square steel pipe, 3 ... Precast concrete, 4 ... Concrete, 5 ... PC steel, 6
…… PS steel beams, 7 …… H-shaped steel members, 8 …… PC steel materials, 9,10
... joining member, 11 ... sheath, 12 ... PC steel, 13 ... anchor nut, 14 ... anchor member, 15, 16 ... concrete, 17 ... bracket, 18 ... shear reinforcement.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 道広 東京都小金井市緑町２丁目７番地14号 (72)発明者 沖田 佳裕 埼玉県北足立郡吹上町富士見１丁目２番 ４号 (72)発明者 倉持 春夫 埼玉県川口市大字東本郷1409―12 (72)発明者 林 三雄 東京都江戸川区鹿骨２―339 (56)参考文献 特開 平１−214641（ＪＰ，Ａ) 実公 昭57−41292（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E04B 1/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Michihiro Ikeda 2-7-14 Midoricho, Koganei-shi, Tokyo (72) Inventor Yoshihiro Okita 1-2-4 Fujimi, Fukiage-cho, Kita-Adachi-gun, Saitama (72) Invention (In Japanese) Haruo Kuramochi, 1409-12 Higashihongo, Kawaguchi-shi, Saitama (72) Inventor Mitsuo Hayashi 2-339 Deer Bones, Edogawa-ku, Tokyo (56) References JP-A-1-214641 (JP, A) Jikken Sho 57-41292 (JP, Y2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) E04B 1/30
Claims (2)
被覆してなる柱とプレキャスト鉄骨コンクリート若しく
はプレキャストプレストレスト鉄骨コンクリートの梁と
からなる構造物の架構体であり、前記柱の梁接合部及び
前記梁端部に接合部材をそれぞれ突設すると共に当該接
合部材どうしを接合し、前記柱の梁接合部と前記梁の全
長若しくは梁端部の一定長さ部分に双方にまたがってPC
鋼材を挿通すると共に当該PC鋼材を緊張し定着すること
により柱・梁接合部にプレストレスを導入し、かつその
柱・梁接合部にコンクリートを充填してなることを特徴
とするPC鋼管柱とPC鉄骨梁若しくはPC鉄骨梁とからなる
構造物の架構体。1. A frame structure of a structure comprising a column formed by covering the outer periphery of a steel pipe with precast concrete and a beam of precast steel frame concrete or precast prestressed steel frame concrete, wherein a beam joint of the column and an end of the beam are provided. The joint members are joined to each other, and the joint members are joined to each other.
A PC steel pipe column characterized in that a steel material is inserted and a prestress is introduced into the column / beam joint by tensioning and fixing the PC steel material, and the column / beam joint is filled with concrete. PC steel beam or frame structure of structure consisting of PC steel beam.
ることを特徴とする請求項第１項記載のPC鋼管柱とPC鉄
骨梁若しくはPS鉄骨梁とからなる構造物の架構体。2. A frame structure of a structure comprising a PC steel pipe column and a PC steel beam or a PS steel beam according to claim 1, wherein the hollow portion of the steel pipe is filled with concrete.
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