JP5192935B2 - 柱梁接合部の取付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、柱に、梁接合用の柱梁接合部を取り付けてなる柱梁接合部の取付け構造に関する。

柱に、梁接合用の柱梁接合部を取り付けてなる柱梁接合部の取付け構造の一例として特許文献１に記載の技術が知られている。
この技術では、柱に、筒部を有するソケット式の柱梁接合部を取り付ける場合に、前記柱に柱梁接合部の筒部を外挿したうえで、柱の外周面と筒部の内周面との間の環状の隙間にコンクリートまたはモルタル等からなる充填材を充填することによって、柱に柱梁接合部を取り付けている。そして、この柱梁接合部に梁を接合することによって、梁を柱に柱梁接合部を介して接合するようにしている。
このような柱梁接合部の取付け構造では、柱や梁の鉄骨建方における施工誤差を、柱梁接合部の筒部と柱との隙間を利用して吸収できること、梁を柱に現場で容易に接合できること、柱梁接合部を工場で製作することによって、現場での梁接合の継手箇所数を削減できるなどの利点がある。
特開２００５−１６２０３号公報

ところが、上述した従来の柱梁接合部の取付け構造では、柱の外周面と筒部の内周面との間の環状の隙間に充填した充填材と、筒部の内周面および柱の外周面との付着力が不足して、摩擦抵抗力が低下すると、柱梁接合部に接合された梁からのせん断力に対する柱梁接合部の耐力の低下が生じてしまうため、柱に水平支持部材を固定し、この水平支持部材によって柱梁接合部を下方から支持している。
このため、従来では必ず柱に水平支持部材を固定する必要があるので、その分柱梁接合部の取付けに手間がかかる。
また、柱に水平支持部材を固定しない場合、柱と筒部とを貫通するようにボルトを挿通して締め付けることが、実用上必要となってなっており、そのため、柱梁接合部の取付けに手間がかかる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、柱に柱梁接合部を容易に強固に取り付けることができる柱梁接合部の取付け構造を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、例えば図１および図２に示すように、柱１に、梁接合用の柱梁接合部２を取り付けてなる柱梁接合部の取付け構造において、
前記柱梁接合部２は筒部５を備えており、
前記筒部５が前記柱１に外挿されており、
前記筒部５の内周面５ａと、この内周面５ａに対向する前記柱１の外周面１ａとのうちの少なくともいずれか一方に、突条１０，１１が周方向に連続して延在してリング状又はスパイラル状に設けられており、
前記筒部５の内周面５ａと前記柱１の外周面１ａとの間の空間に、充填材１２が充填されることによって、前記柱１に前記柱梁接合部２が取り付けられていることを特徴とする。

ここで、前記突条は筒部の内周面や柱の外周面に、筒部や柱を形成する際に一体的にリブ状に形成してもよく、また、筒部の内周面や柱の外周面に後付けて、鉄筋等を溶接によって固定することによって形成してもよい。
また、突条は、筒部の内周面や柱の外周面にリング状に形成してもよいし、スパイラル状に形成してもよい。
突条をリング状に形成する場合、筒部や柱の軸方向に所定間隔で複数形成するのが望ましい。
さらに、突条を周方向に延在して設ける場合、周方向に連続して設ける。

このような柱梁接合部の取付け構造では、柱梁接合部の筒部の内周面と、この内周面に対向する柱の外周面とのうちの少なくともいずれか一方に、突条が周方向に延在して設けられており、筒部の内周面と前記柱の外周面との間の隙間に、充填材が充填されているので、この充填材と筒部の内周面および柱の外周面との付着性能が向上する。

また、本発明に係る柱梁接合部の取付け構造では、前記筒部の内周面とこの内周面に対向する前記柱の外周面との双方に、前記突条を形成し、
前記筒部の内周面に形成された突条と、前記柱の外周面に形成された突条とを、前記筒部または柱の径方向に対向しないようにして、配置してもよい。

このように突条を配置すれば、柱の外周面に形成された突条と筒部の内周面との隙間および筒部の内周面に形成された突条と柱の外周面との間の隙間を、筒部または柱の径方向において十分に確保できるので、つまり、突条どうしが対向してそれらの間の隙間が狭くなることがないので、前記筒部の内周面と前記柱の外周面との間の空間にコンクリート等の充填材を容易かつ確実に充填できる。

本発明によれば、柱梁接合部の筒部の内周面と、この内周面に対向する柱の外周面とのうちの少なくともいずれか一方に、突条が周方向に延在して設けられており、前記筒部の内周面と前記柱の外周面との間の空間に、充填材が充填されているので、この充填材と筒部の内周面および柱の外周面との付着性能が向上する。
したがって、柱梁接合部に接合された梁からのせん断力に対する柱梁接合部の耐力向上を図ることができるとともに、従来のような水平支持部材や柱と筒部とを貫通するようなボルトを使用することなく、柱に柱梁接合部を容易に強固に取り付けることができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る柱梁接合部の取付け構造を示す斜視図、図２は同断面図、図３は図２におけるＸ円部の拡大図である。

これらの図において、符号１は柱、符号２は柱梁接合部を示す。
柱１は、円筒状の鋼管３とこの鋼管３内に充填されたコンクリートとからなるコンクリート充填鋼管柱である。
柱梁接合部２は、鋼管で形成された円筒状の筒部５と、この筒部５の上下両端部に固定されたダイヤフラム６，６と、該ダイヤフラム６，６に接合された４つの梁接合部７・・・とを備えている。

前記筒部５の内径は、柱１の直径より所定長さだけ長くなっている。柱１の直径をｄ、筒部５の内径をＤとすると、１．２≦Ｄ/ｄ≦２．０となるように、筒部５の内径が設定されている。
そして、このような筒部５は柱１に外挿されており、その下端面は、下側のダイヤフラム６を介して水平支持部材８によって下方から支持されている。この水平支持部材８はリング状の鋼板によって形成されたものであり、柱１の高さ方向の所定の位置に、溶接によって水平に固定されている。

前記ダイヤフラム６，６は八角形板状の鋼板で形成されたものであり、その中央部には筒部５の内径と等しい内径の円形穴が形成されている。そして、これらダイヤフラム６，６はその中央部の円形穴を前記筒部５と同軸に配置したうえで、筒部５の上端面および下端面にそれぞれ溶接によって固定されている。
前記梁接合部７は、接合すべき梁（図示略）と同断面形状を有するＨ形鋼で形成されたたものであり、その上下のフランジはそれぞれ上下のダイヤフラム６，６に溶接によって接合されており、ウエブは筒部５の外周面に溶接によって接合されている。

前記筒部５の内周面５ａには、突条１０が周方向に延在して設けられている。この突条１０は、断面円形状の鉄筋１０を筒部５の内周面５ａに周方向に延在してリング状に配置するとともに、フレア溶接によって固定してなるものである。
フレア溶接する場合、図３に示すように、設計上必要な溶接量を確保し、溶接ビート１０ａには、アンダーカットが無いように施工する。鉄筋１０や溶接ビート１０ａの表面はケレン等により表面の汚れを除去するとともに、コンクリートとの付着面には塗装を行わないようにする。また、鉄筋１０の直径をＡとした場合、鉄筋１０ａの上側と下側のそれぞれの溶接ビート１０ａの高さと幅はそれぞれＡ／２となるように、溶接を行う。

前記突条１０は筒部５の軸方向にほぼ一定間隔で複数（図２では６本）配置されたうえで、筒部５の内周面５ａに溶接されている。

一方、筒部５の内周面５ａと対向する柱１の外周面１ａには、突条１１が周方向に延在して設けられている。この突条１１は、前記突条１０と同様に、断面円形状の鉄筋１１を柱１の外周面１ａに周方向に延在してリング状に配置するとともに、フレア溶接によって固定してなるものである。なお、鉄筋１１は鉄筋１０と同径のものである。鉄筋１１をフレア溶接する場合、前記鉄筋１０と同様にして行う。
また、前記突条１１は、柱１の軸方向にほぼ一定間隔で複数（図２では５本）配置されたうえで、筒部１ａの外周面１ａに溶接されている。
さらに、突条１１は、前記突条１０に対して、筒部５または柱１の径方向に対向しないようにして、配置されている。つまり、突条１１と突条１０とは、図２に示すような断面において、千鳥状に配置されるとともに、突条１１は上下に隣り合う突条１０，１０の中央部に位置するように配置されている。
また、突条１０と突条１１とは左右方向（筒部５または柱１の径方向）に所定の隙間Ｓを隔てて配置されている。
この隙間Ｓの、筒部５または柱１の径方向における隙間寸法ｅは、ｅ≧２５ｍｍ以上かつ、突条１０（突条１１）の、筒部５の内周面５ａ（柱１の外周面１ａ）からの突出寸法の１．５倍以上となるように設定されている。

そして、前記筒部５の内周面５ａと柱１の外周面１ａと前記水平支持部材８とによって囲まれた空間に、充填材１２が前記上側のダイヤフラム６の上面と面一になるまで充填されている。充填材１２としてはモルタルまたはコンクリートを使用する。

このような柱梁接合部の取付け構造は、例えば、図４に示すように、鉄道のプラットホームの既存上家２１の上方に、建築物や人工地盤等を構築する場合に利用される。
まず、図４（ａ）に示すように、鉄道のプラットホーム上に、柱１を建て込む。柱１には、その外周面１ａから横に突出する状態にこの柱１をほぼ取り巻く状態に、ほぼリング形状の鋼板からなる水平支持部材８が溶接によって固定されている。柱１を建て込む場合、水平部支持部材８が既存上家２１とほぼ同高さに位置するようにして建て込む。
次に、各柱１の水平支持部材８より上方に、前記柱梁接合部２の筒部５（図１、図２参照）を、外挿したうえで、水平支持部材８より上方位置でかつ既存上家２１より上方位置に仮支持しておく。
柱梁接合部２を仮支持する場合、例えば、柱１の上端部に図示しない水平材を固定し、この水平材の両端部に図示しない油圧ジャッキを連結し、油圧ジャッキのピストンロッドを前記柱梁接合部２に連結することにより行う。なお、ピストンロッドは縮小状態になっている。

次に、柱梁接合部２の梁接合部７（図１参照）に、鉄骨からなる梁２３を接合する。
梁２３は、上方からクレーン等によって吊下げて、隣り合う柱１，１間の梁接合部７，７間に挿入し、梁２３の両端部をそれぞれ梁接合部７，７に接合する。そして、梁２３に支持されるようにして、建築物の床や人工地盤などを構築する。

続いて、図４（ｂ）に示すように、既存上家２１に取り付けられていたケーブル２４等を、梁２３の下面に移設する。
そして、既存上家２１を撤去した後、図４（ｃ）に示すように、柱梁接合部２が柱１の水平支持部材８に接するまで、梁２３をジャッキダウンにより、つまりピストンロッドを伸長することにより降下させることで、柱梁接合部２を水平支持部材８によって下方から支持しておく。
その後この状態で、柱１の外周面１ａと筒部５の内周面５ａと水平支持部材８によって囲まれる空間に、モルタル又はコンクリートからなる充填材１２を上側のダイヤフラム６の上面と面一になるまで充填して施工を終了する。

本実施の形態によれば、柱梁接合部２の筒部５の内周面５ａと、この内周面５ａに対向する柱１の外周面１ａの双方に、突条１０，１１が周方向に延在して設けられており、筒部５の内周面５ａと柱１の外周面１ａと水平支持部材８とで囲まれた空間に、充填材１２が充填されているので、この充填材１２と筒部５の内周面５ａおよび柱１の外周面１ａとの付着性能が向上する。
したがって、梁２３からのせん断力に対する柱梁接合部２の耐力向上を図ることができるとともに、従来のような柱と筒部とを貫通するようなボルトを使用することなく、柱１に柱梁接合部２を容易に強固に取り付けることができる。

また、筒部５の内周面５ａに形成された突条１０と、柱１の外周面１ａに形成された突条１１とを、筒部５または柱１の径方向に対向しないようにして、配置したので、突条１１と筒部５の内周面５ａとの間の隙間および突条１０と柱１の外周面１ａとの間の隙間を、筒部５または柱１の径方向において十分に確保できるので、筒部５の内周面５ａと柱１の外周面１ａとの間の空間にコンクリート等の充填材１２を容易かつ確実に充填できる。
さらに、突条１０と突条１１との間の隙間Ｓの、筒部５または柱１の径方向における隙間寸法ｅを、ｅ≧２５ｍｍ以上かつ、突条１０（突条１１）の、筒部５の内周面５ａ（柱１の外周面１ａ）からの突出寸法の１．５倍以上となるように設定したので、前記隙間寸法ｅをコンクリートの骨材の径より大きくできるとともに、コンクリートの上下方向における流動性を十分に確保できる。したがって、この点においても、筒部５の内周面５ａと柱１の外周面１ａとの間の空間にコンクリート等の充填材１２を容易かつ確実に充填できる。

なお、本実施の形態では、柱梁接合部２を柱１に外挿するとともに、該柱梁接合部２を柱１に固定された水平支持部材８によって下方から支持するようにしたが、この水平支持部材８は無くてもよい。この場合、柱梁接合部２を支保工等の支持部材によって支持すればよい。
そして、柱梁接合部２の筒部５の下端開口を形枠等によって閉塞することによって、筒部５の内周面５ａと柱１の外周面１ａとの間の空間に充填材１２を充填できる。

本発明に係る柱梁接合部の取付け構造の一例を示すもので、その斜視図である。 同、断面図である。 同、図２におけるＸ円部の拡大図である。 本発明に係る柱梁接合部の取付け構造を利用した施工例を示す模式図である。

符号の説明

１ 柱
１ａ 外周面
２ 柱梁接合部
５ 筒部
５ａ 内周面
１０，１１ 突条
１２ 充填材

Claims (2)

1. 柱に、梁接合用の柱梁接合部を取り付けてなる柱梁接合部の取付け構造において、
   前記柱梁接合部は筒部を備えており、
   前記筒部が前記柱に外挿されており、
   前記筒部の内周面と、この内周面に対向する前記柱の外周面とのうちの少なくともいずれか一方に、突条が周方向に連続して延在してリング状又はスパイラル状に設けられており、
   前記筒部の内周面と前記柱の外周面との間の空間に、充填材が充填されることによって、前記柱に前記柱梁接合部が取り付けられていることを特徴とする柱梁接合部の取付け構造。
2. 前記筒部の内周面とこの内周面に対向する前記柱の外周面との双方に、前記突条が形成されており、
   前記筒部の内周面に形成された突条と、前記柱の外周面に形成された突条とは、前記筒部または柱の径方向に対向しないようにして、配置されていることを特徴とする請求項１に記載の柱梁接合部の取付け構造。

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