JP2968952B2 - 柱と梁の接合部構造およびその接合方法 - Google Patents

柱と梁の接合部構造およびその接合方法

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得之 田原
賀昭 今津
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は柱と梁の接合部構
およびその接合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プレストレスコンクリート構造物におい
て柱と梁とは、図6に示すように、柱10の梁受け用顎
11に梁12の端部が設置され、前記梁12がPC鋼線
等の緊張材13でプレストレスを付与されて柱10に定
着されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなプレスト
レスコンクリート構造物は、弾性耐力が鉄筋コンクリー
ト構造物に比べて高くて、構造物の塑性変形によるエネ
ルギー消費能力が少ないため、大地震などによる繰り返
しの力を受けると動的な応答が増大して、柱や梁が損傷
するという問題があった。
【0004】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、大地震などによる繰り返
しの力を受けたとしても、柱や梁が損傷しない柱と梁の
合部構造およびその接合方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの手段は、請求項1の発明が、柱の所定箇所に、プレ
キャストコンクリート製のキャピタルを介してプレキャ
ストコンクリート梁が架設され、該プレキャストコンク
リート梁が前記キャピタルに緊張材で緊張定着されて、
プレキャストコンクリート梁とキャピタルとの接合部を
ヒンジ形成部としたことを特徴とする。また請求項2の
発明が、請求項1において、キャピタルの一側面に複数
のプレキャストコンクリート梁が架設されたことを特徴
とする。また請求項3の発明が、請求項1または2にお
いて、キャピタルとプレキャストコンクリート梁との間
に、キャピタルとプレキャストコンクリート梁と同程度
の強度の緩衝材を介在させたことを特徴とする。また請
求項4の発明が、請求項1、2、3のいずれかにおい
て、プレキャストコンクリート梁の芯と柱の芯とがずれ
た状態であることを特徴とする。また請求項5の発明
が、請求項1、2、3、4のいずれかにおいて、柱はプ
レキャストコンクリート柱であることを特徴とする。ま
た請求項6の発明が、請求項1、2、3、4、5のいず
れかにおいて、柱はコンクリートが充填された鋼管柱で
あることを特徴とする。また請求項7の発明が、請求項
1、2、3、4、5、6のいずれかにおいて、キャピタ
ルにはプレストレスが付与されていることを特徴とす
る。また請求項8の発明が、請求項1、2、3、4、
5、6、7のいずれかにおいて、キャピタルは複数に分
割されていることを特徴とする。また請求項9の発明
が、柱の所定箇所にプレキャストコンクリート製のキャ
ピタルを介してプレキャストコンクリート梁を架設し、
該プレキャストコンクリート梁に配設した緊張材を、前
記柱を貫通させずにキャピタルに配設して緊張定着する
ことにより、プレキャストコンクリート梁とキャピタル
との接合部をヒンジ形成部とすることを特徴とする。ま
た請求項10の発明が、請求項9において、キャピタル
の一側面に複数のプレキャストコンクリート梁が架設さ
れることを特徴とする。また請求項11の発明が、請求
項9または10において、キャピタルとプレキ ャストコ
ンクリート梁との間に、キャピタルとプレキャストコン
クリート梁とほぼ同強度の緩衝材を介在させることを特
徴とする。また請求項12の発明が、請求項9、10、
11のいずれかにおいて、プレキャストコンクリート梁
の芯と柱の芯とがずれた状態であることを特徴とする。
また請求項13の発明が、請求項9、10、11、12
のいずれかにおいて、キャピタルにプレストレスを付与
することを特徴とする。
【0006】プレキャストコンクリート梁がキャピタル
を介してプレキャストコンクリート柱に架設、すなわち
プレキャストコンクリート梁が所定の距離をおいてプレ
キャストコンクリート柱に架設されたことにより、例え
大地震による大きな力が繰り返して加えられたとして
も、プレキャストコンクリート柱やプレキャストコンク
リート梁が損傷することがない。
【0007】またプレキャストコンクリート梁に配設し
た緊張材を、プレキャストコンクリート柱を貫通させず
にキャピタルに配設して緊張定着することにより、プレ
キャストコンクリート柱の強度を弱めずに所定の強度に
保つことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、柱と梁との接合部構造およ
びその接合方法の実施の形態の一例を図面に基づいて詳
細に説明する。まず、図1の柱と梁の接合部構造の斜視
図、図2の同平面図、図3および図4の断面図によって
柱と梁の接合部構造を説明し、次いでその接合方法を説
明する。
【0009】柱と梁の接合部構造は、基礎上に所定間隔
ごと立設され柱間にキャピタルを介して梁が架設された
構造物におけるものであり、プレキャスト鉄筋コンクリ
ート柱と、プレキャスト鉄筋コンクリート梁(以下単に
梁という)と、プレキャストコンクリート鉄筋コンクリ
ート製のキャピタル(以下単にキャピタルという)とか
ら構成された構造物に基づいて説明する。
【0010】図1は、上記の構造物における中間部にお
ける柱と梁の接合部構造を示したものあり、コンクリー
トが充填された鋼管柱(以下単に柱という)1の所定箇
所にキャピタル2が設置され、該キャピタル2の内側部
が、柱1に溶接またはボルト接合された架設用アングル
4で支持されている。
【0011】キャピタル2は4つのキャピタル部材2a
からなり、これらが柱1の四隅に設置され、縦横に配設
されたPC鋼線またはPC鋼棒などの緊張材5でプレス
トレスが付与されることにより互いに一体的に接合さ
れ、かつ柱1を挟み付けるようになっている。また柱1
とキャピタル2の内側面との間には、柱1とキャピタル
2とほぼ同強度のモルタル6が充填されている。
【0012】なお、前記キャピタル2は、4つのキャピ
タル部材2aとからなっているが、これは4つに限ら
ず、2つであってもよく、さらには全く分割されておら
ずに中央部に柱挿入口が開口されているものでもよい
(図示せず)。
【0013】キャピタル2の側面にはそれぞれ一対の梁
受け用顎7が突設され、この梁受け用顎7に梁3の端部
がそれぞれ設置されている。これらの梁3は、PC鋼線
などの緊張材5によってプレストレスが付与されてキャ
ピタル2に定着されることにより、梁受け用顎7と梁3
との接合部が、地震を受けて建物が大きく変形したとき
に変形を起こすヒンジ形成部8となっている。また梁受
け用顎7と梁端部との間には、キャピタル2や梁3とほ
ぼ同強度のモルタルや硬質ゴム等の充填材9が介在され
ている。
【0014】したがって大地震などがあった場合でも、
梁3とキャピタル2との接合部がヒンジの働きをして震
動を吸収する。また、ヒンジの働きで地震による震動が
吸収しきれない場合は、モルタルなどの充填材9が破損
して柱1や梁3の破損を防ぐものとする。このようにヒ
ンジ形成部8が、柱1から適宜に離れた箇所で形成され
ているため地震時に接合部構造として優れた耐震性能が
発揮できる。
【0015】これらの梁3はキャピタル2を介して各柱
1間に架設され、しかも梁3が柱1とずれた位置、すな
わち梁3の芯と、柱1の芯とがずれた状態で設置されて
いるため、緊張材5が柱1を避けてキャピタル2を貫通
している。このように梁3の緊張材5が柱1を貫通せず
に配線されているため、柱1に欠損がなく全長にわたっ
て同じ程度の強度を保持することができる。
【0016】なお、これらの梁3はキャピタル2の各側
面に一対づつ平行に設置されているが、これは一対に限
らず、2本以上または1本設置することもできる。さら
に梁3の芯と、柱1の芯とがずれた位置であれば設置箇
所には限定されない。
【0017】図5は、隅の柱1と梁3の接合部構造を示
した平面図であり、キャピタル2の一部にだけ梁端部が
設置されている点を除いた他は、前記と同一の構成であ
る。
【0018】以下に、柱と梁の接合方法について説明す
る。まず、工場などで予め製造された柱1を基礎上に適
宜間隔ごとに立設する。この柱1の所定箇所には、架設
用アングル4が溶接などによって設置されている。
【0019】次に、4つのキャピタル部材2aをそれぞ
れ突き合わせて、PC鋼線などの緊張材5で緊結して、
中央部に柱挿入口2bが開口されたキャピタル2を形成
する。このキャピタル2を柱1に柱挿入口2bから差し
込んで架設用アングル4で支持する。そして、柱1と柱
挿入口内面との間にモルタル6を充填し、これが硬化し
た後にキャピタル2の緊張材5を再度緊張してキャピタ
ル2を柱1に圧着する。
【0020】次に、キャピタル2の各梁受け用顎7に梁
部材3aの端部を設置するとともに、これらの間にモル
タルなどの充填材9を充填する。そしてキャピタル2を
介して対向設置した梁部材3aにわたって緊張材5を貫
通させるとともに、この緊張材5に他の梁部材の緊張材
5を接合しながら梁部材3bを順次接合して梁3を柱1
間に架設する。この梁3は、柱1とずれた箇所、すなわ
ち梁3の芯と、柱1の芯とをずらして設置することによ
り、緊張材5を柱1に貫通させずにキャピタル2内に配
設する。
【0021】このように各梁3をキャピタル2を介して
柱1間に架設し、キャピタル2と梁3との間の充填材9
が硬化したら、前記緊張材5を緊張して梁3に所定のプ
レストレスを付与して柱と梁の接合部構造を完成させ
る。
【0022】
【発明の効果】柱にキャピタルを介して梁が架設され、
該梁がキャピタルに緊張材で緊張定着されて、梁とキャ
ピタルとの接合部をヒンジ形成部としたことにより、例
え大地震による大きな力が繰り返して加えられたとして
も、ヒンジの働きによって前記の力を吸収することがで
きる。
【0023】キャピタルに架設された複数のプレキャス
トコンクリート梁で荷重を分散して負担できる
【0024】キャピタルと梁との間に、キャピタルと梁
とほぼ同強度の緩衝材を介在させたことにより、大地震
による大きな力が繰り返して加えられた場合、まずこの
緩衝材が破壊されるので柱や梁の破損が防げる。
【0025】梁の芯と、柱の芯とがずれていることによ
り、梁の緊張材が柱を貫通せずにキャピタル内に配設さ
れるため、柱に欠損がなく全長にわたって同じ程度の強
度を保持することができる。
【0026】柱をプレキャストコンクリート柱としたこ
とにより、梁との接合が簡単に行える。
【0027】柱をコンクリートが充填された鋼管柱とし
たことにより、所定の強度が保持できる。
【0028】キャピタルにプレストレスが付与されたこ
とにより、大地震などによっても破損しない。
【0029】キャピタルが複数に分割されたことによ
り、柱に簡単に取り付けられる。
【0030】柱の所定箇所にキャピタルを介して梁を架
設し、該梁の緊張材を柱に貫通させずに緊張定着して、
梁とキャピタルとの接合部をヒンジ形成部とすることに
より、ヒンジ形成部を備えた柱と梁の接合が簡単に行え
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】柱と梁の接合部構造の斜視図である。
【図2】柱と梁の接合部構造の平面図である。
【図3】図2のa−a線断面図である。
【図4】図2のb−b線断面図である。
【図5】他の柱と梁の接合部構造の平面図である。
【図6】従来の柱と梁の接合部構造の断面図である。
【符号の説明】
1、10 柱 2 キャピタル 3、12 梁 4 架設用アングル 5、13 緊張材 6 モルタル 7、11 梁受け用顎 8 ヒンジ形成部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−5954(JP,A) 特開 平11−117387(JP,A) 特公 平5−3492(JP,B2) 特公 昭62−62215(JP,B2) 特公 昭35−14028(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E04B 1/18 E04B 1/20 E04B 1/21 E04B 1/22 E04B 1/30

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 柱の所定箇所に、プレキャストコンクリ
    ート製のキャピタルを介してプレキャストコンクリート
    梁が架設され、該プレキャストコンクリート梁が前記キ
    ャピタルに緊張材で緊張定着されて、プレキャストコン
    クリート梁とキャピタルとの接合部をヒンジ形成部とし
    たことを特徴とする柱と梁の接合部構造。
  2. 【請求項2】 キャピタルの一側面に複数のプレキャス
    トコンクリート梁が架設されたことを特徴とする請求項
    1に記載の柱と梁の接合部構造。
  3. 【請求項3】 キャピタルとプレキャストコンクリート
    梁との間に、キャピタルとプレキャストコンクリート梁
    と同程度の強度の緩衝材を介在させたことを特徴とする
    請求項1または2に記載の柱と梁の接合部構造。
  4. 【請求項4】 プレキャストコンクリート梁の芯と柱の
    芯とがずれた状態であることを特徴とする請求項1、
    2、3のいずれかに記載の柱と梁の接合部構造。
  5. 【請求項5】 柱はプレキャストコンクリート柱である
    ことを特徴とする請求項1、2、3、4のいずれかに記
    載の柱と梁の接合部構造。
  6. 【請求項6】 柱はコンクリートが充填された鋼管柱で
    あることを特徴とする請求項1、2、3、4、5のいず
    れかに記載の柱と梁の接合部構造。
  7. 【請求項7】 キャピタルにはプレストレスが付与され
    ていることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6
    のいずれかに記載の柱と梁の接合部構造。
  8. 【請求項8】 キャピタルは複数に分割されていること
    を特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7のいず
    れかに記載の柱と梁の接合部構造。
  9. 【請求項9】 柱の所定箇所にプレキャストコンクリー
    ト製のキャピタルを介してプレキャストコンクリート梁
    を架設し、該プレキャストコンクリート梁に配設した緊
    張材を、前記柱を貫通させずにキャピタルに配設して緊
    張定着することにより、プレキャストコンクリート梁と
    キャピタルとの接合部をヒンジ形成部とすることを特徴
    とする柱と梁の接合方法。
  10. 【請求項10】 キャピタルの一側面に複数のプレキャ
    ストコンクリート梁が架設されることを特徴とする請求
    項9に記載の柱と梁の接合方法。
  11. 【請求項11】 キャピタルとプレキャストコンクリー
    ト梁との間に、キャピタルとプレキャストコンクリート
    梁とほぼ同強度の緩衝材を介在させることを特徴とする
    請求項9または10に記載の柱と梁の接合方法。
  12. 【請求項12】 プレキャストコンクリート梁の芯と柱
    の芯とがずれた状態であることを特徴とする請求項9、
    10、11のいずれかに記載の柱と梁の接合方法。
  13. 【請求項13】 キャピタルにプレストレスを付与する
    ことを特徴とする請求項9、10、11、12のいずれ
    かに記載の柱と梁の接合方法。
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