JP3199438B2 - 建築物の複合骨組構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンクリートと鋼構
造を複合化した骨組構造に関するものであって、特に柱
と梁の接合及び柱の取付け構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建築構造としての鉄筋コンクリート構
造、鉄骨構造、及びこれらの合成構造は、各構造毎に独
立した学問、技術体系として発達し、今日では、これら
の各構造は固有技術として定着し基準・指針などの形で
整備されている。しかし、それらの構造には各々特徴が
あり、おのずと適用範囲が定められている。例えば、鉄
筋コンクリート構造は、耐火性、耐食性、剛性が大きい
という長所があるが、その半面、地震や基礎に対して不
利であり、また、工期が長いという欠点がある。一方、
鉄骨構造は、断面が細く軽いので地震や基礎に対しては
有利であるが、耐火性、耐食性、剛性、振動減衰性など
が小さく、耐火被覆、防錆が必要で振動障害を起し易い
という欠点がある。そこで、このような欠点を補うため
に、鉄骨とコンクリートを組み合わせた合成構造（ＳＣ
造）が用いられている。

【０００３】従来このような複合構造の骨組を構築する
方法としては、まず鉄骨を組み、更に、コンクリート打
設用の仮枠組及び鉄筋配筋をした後、コンクリートを打
設する方法がとられている。

【０００４】また、柱と梁からなる鉄骨構造としては、
一般に、予め柱の側面にブラケットを溶接しておき、こ
のブラケットと梁を接合プレートを介してボルトで接合
するか、或は、ブラケットの先端に溶接したエンドプレ
ートと梁端部のエンドプレートとを同様にボルトで接合
することが行なわれている。

【０００５】また、柱の下端は、その下端に予め水平な
エンドプレートを溶接しておいて、そのエンドプレート
をボルトで複数本のアンカーボルトへ固定するようにし
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 ．上記のように、従来においては、鉄骨組みの他に仮
枠組からコンクリートの施工を現場で行なっているため
施工工数が非常に多く、手間がかかる上に工期が長くな
るとともに、コストも高くなるという欠点があった。

【０００７】また、鉄骨組に関しても、全ての溶接が工
場で行なわれるため、溶接精度が向上する、現場作業が
ボルト接合のみであるため施工が容易で施工期間を短く
出来る、といった利点がある半面、次のような欠点があ
った。

【０００８】．工場で溶接するにしても、柱が鋼管の
場合、閉鎖断面のため難しい溶接を要求されるととも
に、断面強度を上げるためダイヤフラムを用いると、そ
のための加工や取付け為に非常な手間がかかり、生産性
が低い。

【０００９】．ブラケットと梁を接合するためのボル
トの本数が多くなり、作業効率が悪い。

【００１０】．柱の下端も、同様に多くのボルトでア
ンカーボルトに固定するので作業性が悪く、且つ、アン
カーボルトの本数も多くなる。

【００１１】．柱の側面にブラケットが突出するの
で、運送効率が悪くなる。

【００１２】．上記ブラケットの端部にエンドプレー
トを溶接したものでは、接合強度を増すため、エンドプ
レートをブラケットの上下方向に突出させて、ボルト本
数を増かさせる必要のある場合があり、この突出部のた
めに床の敷き込みの邪魔になるとともに、耐火被覆の納
まりが悪くなる。

【００１３】．特に柱は、特定の構造体実現のための
一品設計・一品生産となり、生産性が低い。

【００１４】この発明は、このような従来の欠点を解消
して、コンクリートの打設を現場で行なう必要がなく、
また、工場及び現場での溶接が不要で、かつ、柱の側面
にブラケットのようなものが突出することがないので運
送効率に優れ、更には、現場での施工工数を少なくした
コンクリート合成構造の骨組を提供することを目的とす
るものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、中空コンクリート柱の上端にダイヤフ
ラムを設置して、鋼材をコンクリートで被覆した複合梁
端部のエンドプレートを、そのダイヤフラム上面に設け
た溝へ係合させ、更にそのエンドプレートの上端に別の
ダイヤフラムを載せて、そのダイヤフラム下面の溝にエ
ンドプレート上端を係合させ、基礎側に連結され且つコ
ンクリート柱及び上記ダイヤフラムを貫通する鋼棒へ、
前記上部側のダイヤフラム上方から螺合したナットで締
め付けて固定したことを特徴とする。

【００１６】同じくこの出願の第２の発明は、上下のダ
イヤフラム間の空間にモルタルを充填することを特徴と
する。

【００１７】同じくこの出願の第３の発明は、鋼管柱が
丸形鋼管柱であって、且つ、各ダイヤフラムが円形であ
り、そのダイヤフラムの円形溝に梁端部の切欠円形状の
エンドプレートを係合させることを特徴とする。

【００１８】更に、この出願の第４の発明は、コンクリ
ート柱が断面円形であって、且つ、各ダイヤフラムが円
形であり、そのダイヤフラムの円形溝に梁端部の切欠円
形状のエンドプレートを係合させることを特徴とする。

【００１９】

【作用】上記構成によれば、中空コンクリート柱の端部
にダイヤフラムを取り付けて、このダイヤフラムとそれ
らを貫通する鋼棒を介して複合構造の梁端部を接合する
から、現場でのコンクリート打設を行なうことなく複合
構造の骨組を得ることが出来る。

【００２０】更に、柱の側面にブラケットのような突出
物がなく、また、鋼棒を締め付けるナットでダイヤフラ
ムの固定と梁の接合を行なうので、多数のボルトの締め
付けを行なう必要がない。同じく、柱も、１本の鋼棒を
連結するナットで基礎のアンカーボルトに固定されるか
ら、多数のボルトを用いてエンドプレートを固定するも
のに比較して、ボルトの本する及び締め付け工数も大幅
に減少する。

【００２１】

【実施例】この発明の実施例を示す図面において、
（１）は、中空コンクリート管からなる柱、（２）は、
梁を固定するための下部ダイヤフラム、（３）は同じく
上部ダイヤフラムを示している。これら梁固定用の上部
及び下部のダイヤフラム（２）（３）には、その上面又
は下面において、柱（１）の断面にほぼ適合する溝
（４）（４）が形成されている。また、反対側の面には
鋼管が嵌まる程度の円形溝（９）（９）が形成されてい
る。（５）は、柱（１）内に挿通される異径鋼棒からな
る鋼棒であり、この鋼棒（５）の上下両端及び途中には
雄螺子（６）（６）…が一体に形成されている。各ダイ
ヤフラム（２）（３）には、夫々その中央部に、前記鋼
棒（５）が通る大きさの貫通穴（７）（７）…が形成さ
れている。

【００２２】梁（８）は、図３のように、まず上下一対
の鋼管（９）（９）の外周を巻くようにして鉄筋（10）
（11）を配筋し、これを仮枠内に配置してコンクリート
（12）を打設して得られるものである。その製造に際し
ては、通常の打設方式の他に、プリテンション方式によ
る高強度プレストレストコンクリートで遠心力を利用し
て製作することも考えられる。また、鉄筋（10）（11）
の上端及び上部の鋼管（９）の上半部は、後に打設され
る床スラブコンクリート（15）へ埋設されるよう露出さ
れている。

【００２３】更に、その端面には、前記ダイヤフラム
（２）（３）の一方の溝（５）（５）と同じ曲率に屈曲
させたエンドプレート（13）が溶接して固着されてい
る。このエンドプレート（13）は、例えば、短尺の鋼管
を縦割りして形成される。（14）は、エンドプレート
（13）の外方に突出させたスタッド材である。

【００２４】次に、上記コンクリート柱（１）及び梁
（８）を用いた骨組の構造を、その施工順に従って説明
する。

【００２５】まず、図２で示すように、現場打ちされる
コンクリート基礎（16）には、前記鋼棒（５）と同じ鋼
棒からなるアンカーボルト（17）を、その基礎（16）上
方に突出するようにして埋設しておく。このアンカーボ
ルト（17）の下端には、定着プレート（18）を外嵌し
て、その下側に固定ナット（19）を螺合してある。

【００２６】そして、アンカーボルト（17）上端の雄螺
子（20）に、カプラー兼用のナット（21）を螺合させ、
更に、そのカプラーナット（21）へ、前記柱（１）へ挿
通する鋼棒（５）の下端をねじ込んで、上方に立設させ
る。この状態で、柱（１）を、上方から鋼棒（５）を被
覆するようにして設置するとともに、その下端を、基礎
（16）上へ設置する。

【００２７】上記のようにして、コンクリート柱（１）
を取付けた後、図１のように、その上端に、梁（８）固
定用の下部ダイヤフラム（２）を、その下面の溝（４）
へ、柱（１）上端を係合させて設置し、鋼棒（５）上端
近傍に螺合させたナット（23）によって上方から締付け
て固定する。

【００２８】次に、梁（８）を吊り込んで、そのエンド
プレート（13）の下端を、この鋼管柱（１）上端のダイ
ヤフラム（２）における、上面の溝（９）へ係合させて
設置する。このとき、エンドプレート（13）が係合され
ていない溝（９）の残余部分にも、同じように屈曲かつ
外面にコンクリート（25）を被覆させ、かつスタッド材
（14）を突出させた支え板（24）を、その下端を溝
（９）へ係合して設置し、これらエンドプレート（13）
と支え板（24）で囲まれる空間に無収縮モルタル（27）
を充填する。そして、その上に、上部ダイヤフラム
（３）を、その下面の溝（９）へそれらエンドプレート
（13）及び支え板（24）の上端を係合させて設置し、そ
の上から、鋼棒（５）の上端へ螺合したナット（26）で
締付けて固定する。

【００２９】しかる後、上部階がある場合には、更に、
別の鋼棒（５）を、カプラーナット（28）を用いて連結
して、その上部階の柱（１）を、同様に上部のダイヤフ
ラム（３）上面の溝（４）へ係合させて設置して固定し
て、更にその上端へ同様にして梁（８）を接合する（図
示せず）。

【００３０】なお、図では、梁（８）が一方向にのみ接
合されることから、そのエンドプレート（13）のない他
の部分に支え板（24）を設けたが、梁（８）が二本以上
であって、複数方向に突出する場合には、必ずしも、そ
の支え板（24）を設ける必要はない。

【００３１】図５は、この骨組構造を不整形な敷地に組
立てた場合の一例であって、このように、梁（８）は、
前記ダイヤフラム（２）（３）内の溝（９）内において
円周方向に自由に方向を変更できるから、不整形な敷地
にも容易に対応することができる。

【００３２】図６は、傾斜地に建てた場合であって、前
述したように、コンクリート柱（１）は、単純に所定長
さにカットした形状であり、それ故、その柱（１）の長
さを適宜変更することによって、このような傾斜地にも
容易に対応することができる。また、そのように梁
（８）の高さも任意に変更できるので、スキップフロア
や吹き抜け等の変化のある空間を比較的容易に創り出す
ことができる。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば、次のような効果が得
られる。

【００３４】a.コンクリート柱にダイヤフラムと鋼棒を
介して鉄骨材とコンクリートを複合した梁を接合する構
造であるので、現場でのコンクリート打設が不要で、従
来のコンクリート工法及びコンクリートとの複合構造に
比較して、大幅に現場作業を省力化できて、施工期間を
短縮化できる。

【００３５】b.柱にブラケットを溶接するものではな
く、コンクリート柱を所定の長さに成型するだけで良い
ので、柱の製造コストが大幅に低くなる。

【００３６】c.その柱内に挿通した鋼棒とダイヤフラム
を用いて、梁のエンドプレートを締付け固定するから、
その鋼棒を一個のナットで締付けるだけで固定すること
ができ、従来のように多数のボルトを締付ける必要がな
く、部品点数が減少するとともに現場での施工工数が大
幅に少なくなる。

【００３７】d.この時、梁のエンドプレートはダイヤフ
ラムの溝へ係合させることから、位置決めが容易である
のみならず、水平方向に対しても十分な強度を持たせる
ことができる。

【００３８】e.また、この溝の円周方向にエンドプレー
トを任意に回転させて取付けることができるから、外壁
のコーナーの角度が直角とならない不整形な敷地であっ
ても、容易に対応できる。

【００３９】f.柱は、その柱に挿通され且つアンカーボ
ルト側に連結された鋼棒によって締付けて固定されるの
で、従来のように鋼管柱のエンドプレートをアンカーボ
ルトへ固定するものと異なって、ボルトの締付け工数も
少なくなる。

【００４０】g.柱にはブラケットや基礎へ固定するため
のエンドプレート等が突出することがないから、運送効
率が良好となる。

【００４１】h.前記のように、コンクリート柱は単純に
所定の長さに成型したものであるから、その長さを適当
に変えることによって、傾斜地に対しても容易に適応で
き、或いは、スキップフロアのような構造が簡単に構成
できる。

【００４２】i.また、アンカーボルトも一本で済むこと
から、基礎の配筋すなわち基礎の施工作業が容易とな
る。

【００４３】j.梁のエンドプレートが柱の断面内に納ま
り、その梁の上下或いは左右への突出物がないから、床
の敷き込みが容易で、また、耐火被覆も容易となる効果
がある。

【００４４】k.柱、ダイヤフラム及び鋼棒等は、どの建
物にもほぼ共通して使用することができ、汎用性及び互
換性のある部品として構造体を設計して工業生産するた
め、設計を含めた生産性が高くなる。

【００４５】l.このために、大量生産が可能で、大幅な
コストダウンが可能となる。

【００４６】m.勿論、コンクリート又は鉄骨の単一構造
ではないから、それら単一構造の欠点を補った優れたも
のが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す柱と梁接合部分の縦断
面図である。

【図２】柱下端の取付け構造を示す縦断面図である。

【図３】梁の断面図である。

【図４】梁接合部分の分解斜視図である。

【図５】この発明を不整形地に実施した場合の一例を示
す平面プラン図である。

【図６】同じく傾斜地に適応した場合の立面プラン図で
ある。

【符号の説明】

（１） コンクリート柱 （２） ダイヤフラム （３） ダイヤフラム （４） 溝 （５） 鋼棒 （８） 梁 （９） 溝 （13） エンドプレート （16） コンクリート基礎 （17） アンカーボルト （23） ナット （26） ナット （27） モルタル

フロントページの続き (72)発明者 飯島 知二 大阪市北区中之島６丁目２番27号 積水 ハウス株式会社内 (72)発明者 吉崎 賢博 大阪市北区中之島６丁目２番27号 積水 ハウス株式会社内 (72)発明者 横山 重和 大阪市北区中之島６丁目２番27号 積水 ハウス株式会社内 (72)発明者 清水 聡子 大阪市北区中之島６丁目２番27号 積水 ハウス株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04B 1/30

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空コンクリート柱の上端にダイヤフラ
   ムを設置して、鉄骨材をコンクリートで被覆した複合梁
   端部のエンドプレートを、そのダイヤフラム上面に設け
   た溝へ係合させ、更にそのエンドプレートの上端に別の
   ダイヤフラムを載せて、そのダイヤフラム下面の溝にエ
   ンドプレート上端を係合させ、基礎側に連結され且つコ
   ンクリート柱及び上記ダイヤフラムを貫通する鋼棒へ、
   前記上部側のダイヤフラム上方から螺合したナットで締
   め付けて固定したことを特徴とする建築物の複合骨組構
   造。
2. 【請求項２】 上下のダイヤフラム間の空間にモルタル
   を充填することを特徴とする請求項１記載の建築物の複
   合骨組構造。
3. 【請求項３】 上下一対の鋼管の周囲に鉄筋を配筋し、
   これら鋼管及び鉄筋をコンクリートで被覆した複合梁を
   用いることを特徴とする請求項１又は２記載の建築物の
   複合骨組構造。
4. 【請求項４】 コンクリート柱が断面円形であって、且
   つ、各ダイヤフラムが円形であり、そのダイヤフラムの
   円形溝に梁端部の切欠円形状のエンドプレートを係合さ
   せることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   建築物の複合骨組構造。